伯爾尼大學最近發表在《eLife》雜志上的研究表明，奇怪的夢可以幫助你的大腦更有效地學習。

根據美國國家睡眠基金會（National Sleep Foundation）的數據，我們平均每晚做夢四到六次。但是，由于我們忘記了95%以上的夢，你每個月隻會記得幾個。

雖然我們整夜都在做夢，但我們最生動，最難忘的夢發生在快速眼動（REM）睡眠期間，該睡眠在您入睡後約90分鐘開始。意想不到的生活事件，高水平的壓力和其他變化都會對我們的夢想産生影響，使它們更奇怪，更生動，更令人難忘。做夢的确切目的對科學家來說仍然是一個謎，但最近的研究希望解釋為什麼人們會做奇怪的夢。

瑞士伯爾尼大學的一項新研究表明，夢，特别是那些看似真實但經過仔細檢查是異常的夢，可以幫助我們的大腦學習并從以前的經曆中提取一般的想法。該研究是作為人腦計劃的一部分進行的，并發表在eLife上，通過使用機器學習啟發的方法和大腦模拟，為夢的意義提供了新的假設。

睡眠和夢在學習和記憶中的重要性早已得到承認。一個不眠之夜對我們的認知的影響是有據可查的。“我們缺乏的是一種理論，可以将這一點與經驗整合，概念推廣和創造力聯系在一起，”該研究的主要作者Nicolas Deperrois解釋說。

在睡眠期間，我們通常會經曆兩種類型的睡眠階段，一個接一個地交替進行：非REM睡眠，當大腦“重放”清醒時所經曆的感覺刺激時，以及REM睡眠，當自發爆發的強烈大腦活動産生生動的夢境時。

研究人員使用大腦皮層的模拟來模拟不同的睡眠階段如何影響學習。為了在人工夢中引入一種不尋常的元素，他們從一種名為生成對抗網絡（GAN）的機器學習技術中汲取了靈感。在GAN中，兩個神經網絡相互競争，從同一數據集生成新數據，在這種情況下，是一系列簡單的物體和動物圖片。此操作會産生新的人工圖像，這些圖像在人類觀察者看來可能看起來非常逼真。

皮質表征通過擾動和對抗性夢想學習。圖片來源：Deperrois et al. eLife 2022;11：e76384

然後，研究人員在三種不同的狀态下模拟了皮層：清醒，非REM睡眠和REM睡眠。在清醒期間，模型暴露于船隻，汽車，狗和其他物體的圖片中。在非REM睡眠中，該模型通過一些遮擋重放感覺輸入。REM睡眠通過GAN産生新的感官輸入，産生扭曲但逼真的版本和船，汽車，狗等的組合。為了測試模型的性能，一個簡單的分類器評估從皮質表示中讀取對象（船，狗，汽車等）的标識的難易程度。

“随着我們的模型學習，非快速眼動和快速眼動的夢想變得更加現實，”資深作者兼研究團隊負責人Jakob Jordan解釋說。“雖然非REM夢與清醒的經曆非常相似，但REM夢往往創造性地将這些體驗結合起來。有趣的是，當模型中的REM睡眠階段被抑制時，或者當這些夢變得不那麼有創意時，分類器的準确性就會降低。當NREM睡眠階段被移除時，這些表征往往對感覺紊亂（這裡是閉塞）更敏感。

根據這項研究，清醒，非REM和REM睡眠似乎具有學習的互補功能：體驗刺激，鞏固體驗和發現語義概念。“我們認為這些發現暗示了夢的簡單進化作用，而沒有解釋它們的确切含義，”Deperrois說。“夢是奇怪的，這并不奇怪：這種奇怪是有目的的。下次你做瘋狂的夢時，也許不要試圖找到更深層次的意義——你的大腦可能隻是在組織你的經曆。

參考：“通過擾動和對抗性夢想學習皮質表征”，Nicolas Deperrois，Mihai A Petrovici，Walter Senn和Jakob Jordan，2022年4月6日，eLife。DOI： 10.7554/eLife.76384

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