多数研究睡眠的学者一般都认为睡眠和做梦的原因应归咎于机体的恢复;有些人认为睡眠中的梦无非就是人们摆脱疲劳的一种方式。在本月《自然》杂志中发表的一篇精彩而又富有说服力的论文里,美国加州索克研究院的弗兰西斯 · 克雷克(Frances Crick)和英国剑桥大学分子生物学MRC实验室的格雷姆 · 密特切森(Graeme Mitchison)就做梦提出了完全崭新的理论。

与其它有关梦的理论相仿,该学说目前尚未找到直接的支持依据,但是该学说汲取了神经生物学、心理学、精神病学以及计算机科学实验中的知识来解释做梦的机理,因而它的见解是非常有说服力的。该理论的实质是说明在做梦期间,大脑排除或者叫“抛弃”大脑皮质的伪性活动,以作为信息贮存和追溯的机制来维持皮层的有效功能。

脑皮质细胞互相连成错综复杂、交迭成网的网状系统。只要其中一个细胞兴奋,其余皮质细胞也会以同样的方式激活。克雷克和密特切森推测这些脑细胞的电活动方式是记忆的基础。计算机专家已经设计了这种网状系统的模式,这种计算机模式也能像大脑一样“记忆”最新接收的信息。在机器一旦遇到自己曾“记忆”的信息时,模式总是能产生恰如其分的反应。与常规的数字计算机不同,这种模式计算机是从网状系统细胞间不同联系的强度方面、既从脑细胞激活阈值方面储存信息的。其工作并非从一开始就固定明确的,而是通过“训练”来调整的。经过适宜的训练,即使仅对原型输入信号中的某一部分,模拟网状系统也能发出相应的反应。一组独立的模拟系统与此就能储存大量细胞联系的信息。

然而,一旦模拟系统超负荷,系统的有效运行就停止。这时它就产生“离奇的图形”,或者叫“幻觉像图形”——这就是克雷克和密特切森称之为“行为寄生方式”的不恰当电活动形式。他们认为:如果真正的大脑像理论性的模拟系统那样,则那种寄生方式在个体的生活中常常会出现,而且大脑一定会介入到排除这些寄生方式的活动中。

在《自然》杂志的另一篇论文中,加州理工学院的约翰 · 霍伯菲尔特(John Hopfield)和其它两个同事共同报道了通过向计算机模式输入“排除”的程序,能帮助模拟系统抛弃伪性记忆,并且还能更有效地追忆真正的信息。伪性记忆几乎可由任何足够强度的输入信号激发,所以,霍伯菲尔特用噪音信号作为激发手段,然后颠倒计算机记忆程序,“排除”伪性记忆。

克雷克和密特切森也曾如此思考过问题。但是这种“排除”在客观自然中又是什么呢?他们推理,在“排除”发生时,系统的主要输入和输出都必须关闭,而且系统内必有偶然的激活来兴奋产生寄生式图形,另外在寄生图形发生时,偶然的激活汇同其它电活动对它进行抑止。睡眠和做梦似乎符合这一推理。

梦一般发生于快动眼睡眠(REM)的时相中。快动眼睡眠在正常情况下在成人睡眠中间隔出现,共占l? ~ 2小时。在这间隔内,皮层活动是极其活跃的,但大脑其它部分与激醒时相比则处于抑制状态。在睡觉时的快动眼整个时相中都可能产生梦。但人们醒来时只能记起刚才发生的梦,而且此后如不特别追忆复温,几秒钟后人们又会把梦见的内容忘却了。

在快动眼睡眠时相中,脑干(调节机体多种非自觉功能的低位脑组织)偶然向大脑的其它部位,包括大脑皮层发出突发性冲动。克雷克和密特切森赞同脑电活动波的出现与梦中介入新的内容相关的设想。对于霍伯菲尔特采用的噪音信号,脑电图也有相应的反应。克雷克他们提出了脑干处发出的或多或少的突发冲动诱激了皮层中“寄生方式”的活动。如果此时人们恰巧醒来,则他会发现自己刚刚在做梦。

这一理论的关键内容——当“寄生方式”被诱发后,又被“排除”的机理并非明确肯定。克雷克和密特切森只是设想突触的数目以某种方式减少,以此降低特殊形式的激活再现的概率。关于是否排除或者全然不涉及任何类型电活动的选择只是由大脑其它部位对脑干的非特异信息的反应所产生。这一设想是说只有那些伪性的类型得以触发,然后被排除;而真正的记忆则需要较多的特殊外来刺激得以激活。

克雷克他们用“排除伪性”这词来表明大脑中细胞接触的交替变化、这并非意味着任何记忆都是排

除的先决条件。克雷克他们指出新生儿每天的快动眼睡眠达8小时,妊娠最后三个月的胎儿的快动眼睡眠时相还要长。只是在婴儿娩出前后,大脑才发展和建立起许多新的,而且需要调整的联系。在日后的生活中,脑细胞的联系随生长发育和经验丰富不断地建立起来。这里提及的“排除伪性”在某种意义上能说明生命早期和此后的快动眼睡眠。

这一新理论何以得到检验?克雷克和密特切森承认此举的困难性。在有意识减少人们的快动眼睡眠后,一旦后来再允许他们宁静地睡觉,则快动眼时相会大于寻常。不过,他们似乎并不受梦幻的扰乱,而据新理论则渴望它们的出现。某些药物能完全阻止快动眼睡眠的出现,而不产生显著的心理作用。神经生理学目前对解释此期的睡眠发挥不了大作用,其因是神经生理还未达到弄清像设想的颠倒程序记忆机理的结构和化学基础的先进水平。精神病学学者将注意到该理论的几乎完全漠视梦的主题内容这一特点,而梦的内容自西格蒙德 · 弗鲁德(Sigmund Freud)之后一直被确认为能反映梦者的情感状态。克雷克他们承认眼下该理论只是推测性的。但他们,寄进一步论证的部分希望于快动眼睡眠的相对性研究。他们对多刺的食蚁兽的不稳定性脑电图形特别感兴趣,这种原始的产卵哺乳动物的脑皮层相对体形而言是巨大的,但它根本就没有任何快动眼睡眠的迹象!

(New Scientist,1983年第99卷)