快速眼动周期

尽管研究者每年都会对夜间睡眠的不同阶段有更多的了解，但基本原理现已明了。人类整晚大约每隔90分钟就会出现快速眼动睡眠。每个快速眼动期之间有三个可被区分的非快速眼动睡眠阶段，称为N1、N2和N3，每个阶段都代表比前一个阶段更深的睡眠。一晚良好的睡眠看起来就像图4-1中的睡眠趋势图。

代表快速眼动睡眠的粗线每隔一个半小时有规律地出现一次，第一个快速眼动期在午夜时分出现。90分钟的睡眠周期时长在整个晚上保持相对恒定，但快速眼动期的时长会随着每个周期发展而增加。深度N3睡眠的时间会减少，到半夜时会完全消失。这些睡眠阶段最初是由阿兰·雷希特沙芬（Allan Rechtschaffen）和安东尼·卡莱斯（Anthony Kales）在1968年编写的评分手册中描述的。他们召集了一批专家讨论，据说在最后一天的会议上两人不让专家离开，除非大家达成共识。最后，该小组定义了五个阶段，即快速眼动期和非快速眼动期的一至四阶段。 ⁵ 大约40年后，非快速眼动期的第三和第四阶段（合称慢波睡眠）被合并，有了我们现在用的术语，即快速眼动期和N1—N3期。

当睡眠研究人员对睡眠记录进行评分时，他们不只是看脑电图，他们还要查看眼球运动和肌肉张力的记录，这些记录被称为眼电图（electrooculogram，EOG）和肌电图（electromyogram，EMG）。当你把这些名字的英文拆开时，你可以看到它们与脑电图（electroencephalogram，EEG）的名字很相似。脑电图、肌电图和眼电图分别记录了脑、肌肉和眼睛的电活动。如前所述，这些活动在快速眼动睡眠中都会发生改变。但它们在非快速眼动睡眠的三个阶段也有不同。你可以在图4-2的最上方看到清醒状态、N2、N3和快速眼动时脑活动的脑电图记录。他们之间的差异是巨大的。

清醒状态的脑电图中没有什么可看的。当然，这并不意味着无事发生。只是脑中不同的神经细胞或神经元的活动方式几乎没有一致性可言。我们记录脑电活动的方式，是将两个电极贴在你的头皮上，简单记录它们之间的电压如何随时间变化。你可以用一个简单的电压表，把它的两个探针顶在你的头皮上，就像你把它们顶在电池的正负极上以检查其电压强度那样。将探针抵住你的头，你可以看到针头来回摆动。你所看到的就是你的脑电变化。

呃，情况也并不完全是这样，因为你在地下室找到的那个电压表其测量范围是1到6伏，而你的脑电图中最大的信号大约是一亿分之一伏，或说100微伏。不过，原理是一样的。

那么实际上被测量的是什么？想象一下，在一场足球比赛开始前，你站在体育场外，用听诊器抵住体育场的混凝土墙。你会听到持续的低吼声，那是成千上万人在进行私下聊天的声音。如果你记录下声音的强度，那它看起来就像图4-2中的“清醒状态”下的脑电图。图中许许多多的小波动，会随着说话者数量的增多或减少，忽上忽下。现在再想象一下，比赛已经开始了，而你正在场上。球员们在快速跑动换边，声音强度可能看起来像N2睡眠时的脑电记录。当一位球员突破包围圈并准备射门时，球迷们反应激烈，声音强度就会有许多较大的扰动。你可以在整场比赛的录音结尾看出射门的时间点，也就是人人都同时发出呐喊的时候。N3的记录正是你所看到的，当球迷都开始一齐鼓掌的时候。在球场外，你永远听不到单独一人发出的掌声，但当成千上万的人齐声鼓掌时，即使没有听诊器，你也可能听到这个声音。

鲍勃住在离哈佛大学足球场一英里 多一点的地方，当西风吹来的时候，他喜欢坐在后院里，听着哈佛大学进球时球迷的吼叫。同样，当我们看到像这里显示的N3睡眠的脑电图模式时，我们知道大量的神经元——不是几千或几万，而是几百万或几千万——都在一起有节奏地发射，每秒钟一次或两次。当我们从清醒状态进入越来越深的睡眠阶段时，脑电图信号越来越强，越来越多的细胞在同步发射和休息几十分之一秒之间交替进行，因为整个脑专注于回顾和重现我们一天的记忆。N3睡眠的大而缓的波形导致它被更多人称为慢波睡眠。

但快速眼动睡眠是怎么回事呢？其脑电图看起来就像清醒时的样子。这也是阿瑟林斯基认为他的儿子阿蒙当时是醒着的部分原因。事实上，多年来快速眼动睡眠也被称为矛盾睡眠（paradoxical sleep），因为脑电图似乎表明你是清醒的，而实际上你在酣睡中。这就是为什么睡眠研究人员也需要记录肌电图和眼电图。如果你看一下肌电图中显示的肌肉张力，你可以很容易地区分快速眼动睡眠和清醒状态（见图4-2）。如你所料，最初入睡时，你的身体会放松，然后随着你进入越来越深的非快速眼动睡眠阶段，你的脑电波越来越大，越来越慢，你的身体会越来越放松。但是当你进入快速眼动睡眠时，奇怪的事情发生了。你的脑电波再次加速，好像你醒来了一样，但你的肌肉张力却下降到接近零。事实上，如果你当时坐在椅子上，你很可能会从椅子上摔下来。处于张力缺失状态，意味着你没有肌肉张力，也没有控制肌肉的能力。类清醒状态的脑电图加上平坦的肌电图，是快速眼动睡眠的明显标志。

有时人们在清醒时出现快速眼动弛缓，其结果是相当惊人的。我们在第1章谈论那些无法区分清醒记忆和梦境的人时，提到了发作性睡病。发作性睡病是一种睡眠障碍，控制清醒-睡眠周期的脑回路被扰乱，导致患者一入睡就进入快速眼动睡眠，而不是在睡了一两个小时后才进入。此外，通常只在快速眼动睡眠中出现的瘫痪现象可能会出现在清醒状态下，导致猝倒发作，在这种情况下，患者会倒在地上，好像被一只无形的手“打倒”了。奇怪的是，这种发作最常由强烈的情绪触发，最常见的是由笑声引起。虽然是清醒的，但患者已经失去了对所有肌肉的控制，在肌肉张力恢复之前可能会保持这样的状态长达一分钟。你可以在网上找到发作性睡病患者猝倒发作的视频。如果你不知道他们有发作性睡病，就很难想象他们身上发生了什么。

清醒状态下出现快速眼动睡眠肌张力缺失的另一个更常见的例子，是睡眠瘫痪。当你从快速眼动睡眠中醒来时就会发生睡眠瘫痪，通常发生在早上。当你的大脑将你从快速眼动睡眠转换到清醒状态时，产生快速眼动睡眠肌张力缺失的系统可能在缓慢关闭，导致你醒来时仍然感觉瘫痪。更糟糕的是，你的大脑似乎也想继续做梦，即使你是清醒的，你的眼睛是睁开的。其结果是视觉上的幻觉与你眼睛提供的卧室图像相结合。人们会看到陌生人甚至是怪物进入了他们的房间。有个朋友曾看到一只巨大的蜘蛛，至少有两英尺 高，悬在她卧室的角落里。大约四分之一的成年人在他们生命中的某个时刻有过这样的经历，通常是在连续几个晚上没有得到足够的睡眠之后。

快速眼动睡眠的特点是快速的眼球运动，它的名字也由此而来。（也可用英文单词首字母组合R.E.M.来表示，它是唯一一个有摇滚乐队用其名字命名的睡眠阶段。）在图4-2所示的眼电图中，快速眼动（或称REMs）的峰群是很明显的。在这些峰群之间，你的眼睛从左到右快速抽动，就像你故意转移视线以捕捉一侧或另一侧的突发动作一样迅速。它们会继续来回跳动几秒钟，然后停止，过了几秒钟（如这个例子）到一两分钟后再次跳动，如此反复直到快速眼动期最终结束。

快速眼动是在脑干深处触发的，那是控制快速眼动睡眠的关键脑区之一。尽管仍有争议，但在回答我们为什么有快速眼动这一问题上，占主导性地位的理论是“扫描假说”（scanning hypothesis）。在发现快速眼动睡眠后不久，霍华德·罗夫瓦格（Howard Roffwarg）于1962年首次提出扫描假说， ⁶ 认为快速眼动睡眠的快速眼球运动是由脑用眼睛的注视功能（gaze direction）来追踪梦中的动作而引起的。另一种可能性与扫描假说相反，即梦中的动作是在脑的引导下，试图产生与做梦人的眼球运动相匹配的叙述。

快速眼动睡眠之所以成为一种独特的脑状态，是因为这三个独特的特征——快速眼动、肌张力缺失和类似清醒状态的脑电图。这些特征在约30秒内先后出现，然后同时保持半小时，再然后就像它们出现时那样迅速地悄然消失。

尽管快速眼动睡眠与非快速眼动睡眠有很大的不同，但非快速眼动睡眠的三个阶段之间的差异更多的是程度上的不同。见图4-2，N3阶段有更多的慢波（睡眠“加深”的标志），但其他方面都与N2相似。N1阶段的睡眠通常只在入睡后持续一两分钟，但它有一个独特的特征，即慢速眼球运动（slow eye movement，SEM），见图4-2。慢速眼球运动中，眼睛来回转动的速度不到快速眼球运动的十分之一， ⁷ 来回移动一次需要2至4秒。产生慢速眼球运动的脑机制和慢速眼球运动的潜在功能仍然未知，但它们的出现与你对现实世界的意识逐渐消失的时间点密切相关。事实上，通常伴随着睡眠开始的幻觉视像通常在慢速眼动睡眠出现后的几秒钟内开始。 ⁸ 睡眠研究者还不知道这两种现象之间是否存在有意义的关联，但我们可以肯定的是，N1和快速眼动睡眠的特点都包括独特的眼球运动并伴随幻觉视像。 Dgn/JI+s07PrK+d9Mk4xBi8aVumENwPJu/CsKQChwBt3h4jzfqUYRm/tDMbLYrJy