梦境检测与干预综述
沈阳 卢树强 王晓岸
摘 要：梦是最常见的生理现象之一，最令人着迷的在于其与意识和记忆的联系。古往今来，哲学家、心理学家到今天的神经科学家，都对于梦的机制和原理有着浓厚的兴趣。本文针对梦境的研究进行广泛性地综述，从梦境的发生、梦境的检测、梦境的干预和功能入手，总结了梦境研究各方面的进展，并总结了梦境研究常用的方法和实验范式。本文为我国梦境研究人员及相关疾病的临床工作人员提供了基础性的参考。
关键词：梦境;机制;检测;认知;干预
1 梦境简介
梦是是睡眠时大脑中发生的影像、声音、思考或者感觉。做梦是一种常见的生理现象，通常发生在快速眼动睡眠（REM）期间的浅睡状态，期间特点有快速眼球水平运动、脑桥及皮层高度活跃、心跳呼吸加速一级暂时躯体麻痹。梦境的内容是人们神经系统的感知、记忆、存储等功能下所产生的，蕴含着人们潜意识中的愿望和情感。
人类对梦境的探索從未停止，从数千年前《周公解梦》、庄子梦蝶的哲学角度，到弗洛伊德《梦的解析》开始从心理学的科学角度探索梦，再到“记忆扬尘”、“活化-合成”等现代科学理论，我们对梦的认识、解读、利用和干预正在逐渐清楚和深入。
本文对近年来梦境有关的研究进行了概括性综述，包括了做梦的机制、梦境检测、梦境干预、梦境的功能以及梦境的研究技术几个方面，特别是针对梦境检测和干预的前沿进展进行了调研，有助于研究者更好地理解梦境研究的脉络、重点和未来方向。
2 做梦的机制
梦发生的机制至今众说纷纭，一致的看法是做梦发生在快速眼动睡眠（REM）期间。经验研究中提出了若干模型以解释REM期间做梦的机制，如霍布森的“ AIM模型”、 索尔姆斯的“脑神经多巴胺能机制”、“功能性状态转移假说”、“隐蔽-REM模型”等模型。
“AIM模型”是针对睡眠机制的经典模型，主要针对做梦的神经生理机制。其中“A”表示激活，指的是在REM睡眠期间，许多皮质区域重新激活。“I”表示输入和门控，即在“A”激活期间，内部的神经活动与外部的感觉输入被隔离，因此人在此时发生梦境而非清醒过来。由于“门控”的效果，大脑在梦境时保持活跃的“脱机”状态。在此阶段，大脑在脑桥脑干（P），丘脑的外侧膝状体（G）和枕叶皮质（O）产生活跃的激活信号，并因此被称为PGO波。PGO波可能构成内源性产生的信号，不仅阻塞了外部感觉输入，还使大脑保持睡眠状态，也构成了感知和运动控制的信息构建块。 “M”表示调制，在梦境过程中，胺能神经元释放的神经调节剂会对大脑产生广泛的化学影响，指示其他神经元和电路保留或丢弃其已处理信息的记录，导致唤醒意识可以很好地记忆，而梦境意识则没有。
“激活-合成”理论关注心理状态的形式特征，并提出了梦境中意识产生的机制的猜想。该理论的基础是，大脑在REM睡眠期间脱机，经胺解的大脑胆碱能激活为梦的独特形式特征（如视觉幻觉，幻觉丧失）提供了最佳的神经物质环境：导致离奇感觉、情绪等意识增强和自我反省意识、记忆力减退。“激活-合成”理论认为，在REM期间脑桥PGO波动，投射到同步活跃的皮层，并激活了皮层中的部分记忆信息，并被视觉等皮层尝试合成为有意义的片段，这样的片段被REM期间内源性的意识所感知，成为梦境的本体。
梦境过程还受到若干神经调节物质的影响。如存在松果体中的色胺衍生物（Tryptamine derivatives），被认为与梦境和幻觉发生有关。梦境的发生与麻醉有关，麻醉后成人与儿童均更容易进入梦境。
从心理学角度，做梦受到人格因素的强烈影响。负面的经历，如儿童期间虐待经历，与梦境中发生的负面事件相关。白天的经历和强烈的情绪，也可能影响梦境的内容和强烈程度。分析表明，内心的平静与积极的梦境情感有关，而焦虑症状与消极的梦境情感有关。
除了传统的梦境状态，近年来，针对“清醒梦”（Lucid dreaming）的研究成为一大热点。“清醒梦”是一种特殊的状态，受试者介于梦境与清醒之间，其特点是受试者能够明确地知晓自己在做梦，甚至能主动控制梦境的部分内容。EEG研究发现，清醒梦状态下，大脑混合了梦境和清醒的脑电特征，初级和次级意识回路同步激活，期间伴随着40HZ高频的额叶活动。目前清醒梦的机制尚不明确，但有证据表明，清醒梦的发生与前额叶前皮质（aPFC）和顶叶皮质活动有关。
3 梦境检测
传统上，神经电生理监测技术被用来进行睡眠和梦境的检查。脑电图（EEG），眼电图（EOG）和肌电图（EMG），被统称为多导睡眠图（PSG），可用于检测睡眠的不同状态。梦境时脑桥产生的PGO波是监测梦境的特异性神经电生理特征，可用于精确地检测梦境是否发生 。
正电子发射断层扫描（PET）成像用于揭示人脑在醒来，NREM和REM睡眠时不同区域的相对血流。与清醒相比，在快速眼动睡眠中，有更多的血流流向脑干、边缘前脑。反映出REM期间幻觉体验的显着增加 。功能磁共振成像（fMRI）同样可以揭示梦境发生时的部分特征，如额叶失活、边缘相关的前额叶皮层以及紧密相关的内侧亚皮层和部分新皮质在REM之后会重新激活。
快速眼动（REM）睡眠期间呼吸是不规则的，而在非REM睡眠期间呼吸是稳定的。不规则的呼吸可能受到皮层活动影响，并反映了梦的精神内容。因此对于睡眠期间呼吸的监测可以方便地反映梦境的发生和部分内容。
4 梦境干预
传统的研究采用药物对梦境进行干预。使用巴比妥类药物（barbiturates）减少了REM睡眠的总量， 使梦境体验更加宁静;而在停用巴比妥类催眠药物后，加剧了快速眼动睡眠，被试在早晨将报道更生动的梦。类似的，戒烟药物瓦伦尼克碱（VCL）会增加夜晚醒来的频率和负面梦境记忆数量。
日常的学习活动，可能会影响近期的梦境内容。最近的研究发现，被试在白天连续进行新颖的视觉、嗅觉任务学习，可能会反映到被其自我报道的梦境内容中。其中视觉学习任务的体现会更加强烈。
情緒压力，特别是焦虑的情绪，比上述学习任务更强烈地影响近期的梦境内容。学者评估了被试报告的精神压力，与梦境情感基调之间的关系，发现了显著的相关性。类似的研究通过一定的刺激影响被试的情绪状态，达成了对梦境情感基调的干预。
最新的研究采用双半球经颅直流电刺激（tDCS）影响了受试者的梦境内容。通过刺激被试运动皮层，发现梦境的运动相关的内容显著减少了。揭示了梦境的内容与皮层“合成”有关，通过对相关皮层的电刺激干预，可能达到干预梦境内容的效果。类似的，最近的研究发现额颞伽马脑电图（EEG）活动与梦中的意识存在联系;并通过REM睡眠期间进行低伽玛带电流刺激影响正在进行的大脑活动，并在梦中引发了自我反思意识。
进一步地，梦境的内容与皮层活动的强烈联系，提供了操作梦境内容的基础。已有学者探索了广泛的感觉刺激技术在睡眠和梦境工程领域的应用，几乎任何感觉刺激都具有调节梦境内容的潜力，包括刺激触觉，温度，前庭，嗅觉和听觉的手段。未来通过感官刺激模拟梦境中世界的“梦境工程”可能成为新的研究热点。目前已开发出的可穿戴电子设备Dormio，即实现了上述“梦境工程”：在睡眠开始时自动生成连续的听觉刺激，这些刺激与催眠期间反复提供信息有关，通过靶向记忆增强的原理，从而可以将该信息直接整合到梦境内容中。
5 梦境的功能
针对梦境功能的讨论，主要集中在对生理能量调节、情绪调节、记忆和学习、以及意识的形成几个方面。在生理能量调节方面的研究是最早关于梦境功能的研究。Allan Rechtschaffen及其同事通过REM睡眠剥夺动物实验发现，做梦与生物的能量调节有关，包括进食、体温调节等方面。被选择性REM睡眠剥夺的大鼠可能死于热量失控状态。
梦境和睡眠对人的心理状态具有不可替代的调节作用，从佛洛依德的心理学假设即可看出。受到REM睡眠剥夺的成年人通常会报告认知功能减退和情绪失调。梦在睡眠中体现了情感同化功能，对情绪反应和情绪调节有着重要的作用。在快速眼动睡眠期间对梦境内容的自适应调节可通过控制情绪内容的强度和可变性来减弱不可控和强烈的情绪。情绪调节方面的功能解释了有精神病经历的个体中更激烈和破坏性噩梦的经历。情绪调节可能代表着一种保护梦境和睡眠质量的重要控制机制。
做梦过程是长期记忆整合以及大脑塑性的重要过程，对学习和认知能力有着关键作用。虽然这一点观点被普遍接受，但仍有一些实验呈现相反的结果。如REM睡眠并不能显著增加语义记忆，一些针对REM抑制的精神类药物，反而能增强学习能力等。梦境对于认知能力的作用，不仅体现在记忆的整合，还体现在记忆的消除。梦境时大脑擦除一些不良的连接，清理一些突触痕迹，为清醒后的认知功能做准备。梦境过程中对记忆的清理，有助于神经突触可塑性的增强，以及新兴突触的产生。
比较前沿的研究指出，梦境是“自我原意识”形成的关键过程。REM睡眠不仅能增强感觉整合，在婴幼儿时期显著更多的梦和REM睡眠，可能是前脑发育和形成“原型自我”的过程，及自我意识形成的过程。
6 梦境的研究技术
梦境的研究主要涉及机制、检测、干预和功能四个方面。其中针对梦境的机制，采用fMRI和PET，以及高密度EEG等检测设备，探索睡眠发生时期大脑发生的功能性变化。在梦境检测方面，主要涉及对梦是否发生以及对梦的内容的检测。其方法包括，通过PSG（多导睡眠图）及相应的电生理方法，检测梦境是否发生;在发生梦境时，将被试唤醒，以获取其自我报告的梦境内容。
在梦境的干预方面，除了传统意义上采取药物干预，近年来，越来越多的研究采用电生理的干预，包括经颅直流电刺激、经颅磁刺激等。对梦境干预的实验，是研究梦境功能和机制的重要手段，但越来越多的学者希望通过外部干预，影响梦的内容。
在梦境功能研究方面，学者很早就发明了睡眠剥夺（SD）研究范式，在动物或人身上进行睡眠剥夺或者特异性睡眠剥夺（如只剥夺REM睡眠）实验，以探究特定睡眠阶段的功能。SD方式还发展出了一种新的实验范式，称为“夜间连续觉醒”（ENSA），即将被试没24分钟唤醒一次，以记录梦境的发生和内容。一些特殊的睡眠疾病，如发作性睡病，也为睡眠功能研究提供了资源。通常睡眠功能的研究会辅助以认知学和心理学的实验，以探究脑功能和情绪与梦境的相互影响。
7 总结
梦是一种感觉，梦境与幻觉有着本质的区别，梦境更像一种感知，而幻觉是一种想象。梦境的内容与多个皮层的活动共同相关。在梦的感知中，人可以进行丰富多样的体验，对梦境的主动控制是未来研究的大方向。做梦不仅实现了情绪、认知方面的多种功能，同时还可能存在更深层次的、与心里人格的联系。目前关于梦与记忆关系的研究，也是一大值得探索的领域，同时越来越多的研究和技术能够支持梦境的检测以及解析应用。
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作者簡介：沈阳（1996-），男，汉，四川人，脑陆研究院，博士，土木工程。
卢树强（1987-），男，汉，甘肃人，脑陆研究院，博士，人工智能与认知神经学。
王晓岸（1992-），女，汉，北京人，脑陆研究院，硕士，大数据与人工智能。
