工作記憶該如何鍛鍊呢？── 《精準用腦》

國民法官生存指南：用足夠的智識面對法庭裡的一切。

「我們正在做夢？」「妳其實是在進行中的工作坊睡覺，這是共享夢境的第一課。保持冷靜。」^[1]電影《全面啟動》（Inception）於夢裡互動的概念，被美、德、法和荷蘭的科學家，以非常初階的形式實現。2021 年 4 月《當代生物學》（Current Biology）期刊的論文，稱之為「互動式做夢」（interactive dreaming）。^[2]

清醒夢

一個人睡醒後，描述的夢境記憶，多半相當殘破。要是做夢時，能與科學家雙向對談，勢必有利研究。然而，人們易於接受夢裡的經歷，鮮少在當下檢視批判，根本沉迷其中。^[2]就像電影預告片所言：「在夢裡，我們覺得真實；醒來後，才明白事有蹊蹺。」^[1]唯獨於睡眠的快速動眼期（rapid eye movement sleep），某些人會有罕見的清醒夢（lucid dreams），意識到自己正在夢境之中。這種情形似乎提供了科學家即時訪談的契機。無奈清醒夢一般為自然發生，時機難以掌控。^[2]倘若能將任何夢境，轉換為清醒夢，那就方便得多。

標的清醒再活化

電影畫面上，陀螺不合理地無止盡旋轉，主角提醒他的雇主：「這個世界不是真的。」^[1]陀螺是否會停止並倒下，為《全面啟動》中判定虛實的經典線索。換句話說，也是由做普通的夢，轉變為做清醒夢的關鍵。臨床試驗中，進行標的清醒再活化（targeted lucidity reactivation）時，這類線索就是聲音或光線等感官刺激。受試者先認識設定來代表清醒的線索，並於即將入睡前加強此連結；睡著且進入快速動眼期後，科學家再次給出的線索，會暗示正在做夢的受試者保持清醒。^[2]

就拿此研究裡，美國組的流程為例：首先，科學家設定短促輕柔（650 ms；40－45 dB），音調漸升（400、600和800 Hz）的「嗶、嗶、嗶」三個音，作為線索。訓練受試者將之與清醒的狀態連結。再告訴他們這個線索會出現在睡覺時，以促成清醒夢。接下來的 15 分鐘內，反覆播放 15 次。前 4 次搭配語音指示：「當你聽到線索，你就會清醒。專注於你的思考，並注意心思的流向…（停頓）現在觀察你的身體、知覺和感受…（停頓）觀察你的呼吸…（停頓）維持清醒，保有批判的意識，注意此經驗在哪方面與你平常清醒時不同。」^[2]

受試者通常會在 15 次「嗶、嗶、嗶」結束前睡著。科學家一旦偵測到他們進入快速動眼期，就會以 30 秒為間隔，再度重複播放。當受試者以事前約定好的眼球運動，通知外界他正在做清醒夢，或是在 10 次「嗶、嗶、嗶」後，仍然毫無動靜，互動測試便開始進行。^[2][註]

互動式做夢

美、德、法和荷蘭的科學家，總共招募了 36 名志願者。他們涵蓋下列 3 種類型：^[2]

1. 數名具清醒夢經驗的人。^[2]
2. 幾個雖無經驗，但訓練後能做清醒夢的健康人士。^[2]
3. 白天睡眠過多，容易突然進入快速動眼期，又常做清醒夢的猝睡症（亦稱「嗜睡症」；narcolepsy）患者1名。^[2]

他們在做夢時答覆提問；醒來後立即報告夢境與感受。期刊論文中，列舉了下面幾個例子。^[2]

美國組：計算

曾有過 2 次清醒夢的 19 歲美國受試者，在 90 分鐘的白天睡眠過程中，回答簡單的計算問題。首先，他以 3 次連續的眼球左右運動，表達自己進入了清醒夢。於是，科學家就問他「8 減掉 6」等於多少。約莫 3 秒內，他做了 2 次上述的眼球運動。科學家馬上又重複問題，他也再度用相同的方式，給予正確答案。^[2]

醒來之後，這名美國男子分享其經歷：「本來是夜間，於一處停車場。…然後是白晝，我在電玩裡。…我想，好，大概是在做夢。接著很怪…我失去對全身肌肉的控制。有一陣血流洶湧的浪濤聲，朝我的耳朵襲來。」此外，他依稀記得當時的題目與答案。^[2]

德國組：計算

在德國，也有曾做過清醒夢的受試者。這名 35 歲的男子，在夜間睡眠的快速動眼期，以眼球運動表示自己進入了清醒夢。科學家就用 LED 燈改變房間的光線，來發出摩斯密碼。那串訊號的意思是「4 減去 0」，事前受過訓練的男子，則以 4 次左右交替的眼球運動答覆。看起來是答對了，但是他醒來後說，以為題目是「4 加上 0」。^[2]

德國男子覺得夢裡的場景，可能是物理治療診所。四周無人，只有架子、櫥櫃和醫師的座椅。當診間的燈光忽明忽滅，他「意識到閃爍的訊號來自外面」，便運動眼球作答。之後，男子尋找發光工具，弄到一只碗。裏頭盛滿的水，竟像魚缸燈管般發出明滅光芒。他知道，又是訊號。偏偏無法判讀，還不小心在解碼時把碗摔破。^[2]
　　
他離開診間，看室外有無發光工具，卻在抬頭時見到雲彩變化多端：黃澄澄的陽光，灑在淺灰的烏雲上。亮度多元，飄移迅速。他明知是計算題的訊號，卻再度錯失解碼的時機。^[2]

荷蘭組：計算

26 歲的荷蘭受試者，因為記得夢中的細節，並正確回答「1 加上 2」等於「3」，而感到自豪。可惜她在 134 分鐘晨眠的清醒夢起始點，沒有通知科學家，所以儘管 5 題對了 2 題，數據並未允予採計。^[2]

「我必須記得事情」，她在夢裡這麼想著，並聽到科學家的聲音。「我坐進車裡…」，那些題目「感覺像是某種車上的廣播」。^[2]

法國組：是非題

法國組招募到 1 名 20 歲的猝睡症患者，他於 16 歲確診，每天平均做 4 次清醒夢。論文形容他「做清醒夢的能力卓越」，能輕易控制夢境。在 20 分鐘白天小睡的第 1 分鐘，他就火速進入快速動眼期，並且於 5 分鐘後開始做清醒夢。科學家問是非題，請他收縮臉部肌肉作答：顴肌（zygomatic muscle）代表「是」；而皺眉肌（corrugator muscle）則為「非」。^[2]

「我聽到你的聲音，你簡直像上帝。」猝睡症患者回憶夢裡的派對上，出現猶如電影旁白，來自外面的幾個問題，例如：愛不愛吃巧克力；是否唸生物學；還有會不會講西班牙語。「最後一題我不確定，因為我的西班牙語不流利…終究我決定答『否』，然後回到派對裡去。」^[2]

法國組：觸覺

這名法國的猝睡症患者，還有參與觸覺等其他測試。他在清醒夢的過程中，以收縮皺眉肌的次數，來表達自己的手被科學家輕觸了幾下。其答案有時正確，有時錯誤，還有的模稜兩可。^[2]

雖然沒有全部答對，但能有此成績，說來也頗不簡單。畢竟他當時正在清醒夢中打怪，並且對自己「能一心這麼多用」，感到吃驚。^[2]

互動式做夢的成功率

「這或許可行。」《全面啟動》裡，討論任務計劃時，不意外地下一句台詞就是：「或許？我們需要比『或許』更肯定。」^[1]在此研究中，四個國家的團隊，總共做了 57 場互動式做夢的嘗試：26% 的場次裡，受試者依照指示，告知科學家自己進入了清醒夢；而這些成功案例中的 47%，至少答對 1 個題目。整個臨床試驗的答題正確率，僅約 18.4%；多數則是連反應也沒有，其比例高達 60.1%。^[2]

目前互動式做夢，仍有一些技術侷限，比方說：外界的提問在夢裡走樣；夢境描述依然仰賴事後回顧；受試者在清醒夢與沉睡的狀態間擺盪；或是標的清醒再活化的聲光，把人叫醒等。不過無論如何，科學家已經得知提問的聲音，如何在夢中呈現：有些像天外之音；有的則會合理化地融入夢境。而且研究結果不僅證實做夢者與外界互動的可能，更展現睡夢中的認知能力。有別於以往，只能在人醒著的各種狀態下試驗；將來科學家應該有機會，比較包含清醒夢在內，不同清醒程度的認知表現，甚至影響夢境內容，來治療心靈創傷或增強學習效果。^[2]

備註

美國與荷蘭兩組，皆採取標的清醒再活化，但細節稍有差異；法國的猝睡症患者天賦異稟，無須借助外力；而德國組則是睡著後被叫醒，然後又回去睡覺，並在之間做自我暗示的夢境辨識等練習。^[2]

參考資料

1. ‘Inception (2010) – Quotes’. IMDB. (Accessed on 15 FEB 2023)
2. Konkoly KR, Appel K, Chabani E, et al. (2021) ‘Real-time dialogue between experimenters and dreamers during REM sleep’. Current Biology, 31 (7): 1417-1427, e6.

• 蔡宇哲／心理學博士，主持 podcast 《哇賽心理學》與《睡眠先生的活力學》。

Take Home Message

• 美國眾議院在 2020 年決議將每年 9 月的第三週訂為「學生睡眠健康週」；臺灣教育部也在去年宣布取消高中早自習，希望青少年可以多睡一點。
• 多項國際研究發現，青少年睡眠不足會影響注意力、學習、記憶，連帶牽動到學業成績，甚至還可能影響情緒調節與自我控制能力。
• 研究發現，延後上學提升了學生的學業成績、出席率、準時上課率，並降低睏睡度；但學生對於「睡眠是否重要」的概念也會影響延後上學帶來的幫助。

教育部在去（2022）年宣布，在 111 學年度開始取消高中早自習，學生只要在上午 8 點前到校即可，希望藉由調整上學時間讓青少年能睡多一點。不過這項措施並未得到所有人的認同，尤其是華人文化一直以「勤奮」為勉，像成語焚膏繼晷、懸樑刺骨等都隱含著睡得少才會有成就的意涵。家長與老師也常以此來勉勵國高中生努力讀書。然而，這樣的傳統觀念在睡眠科學的檢驗下卻是大錯特錯。

睡眠不足將影響青少年的身心理

2020 年，美國眾議院決議將每年 9 月的第三週訂為學生睡眠健康週（Student Sleep Health Week, SSHW）。不僅如此，美國睡眠醫學學會（American Academy of Sleep Medicine, AASM）也在去年 9 月 12～18 日進行相關倡議。

不過他們為什麼要特地宣導？主因為美國國家睡眠基金會（National Sleep Foundation）統整的研究報告經專家討論後，提出青少年每日應睡 8～10 小時、平均睡眠時數達到 9 小時的建議。但美國疾病管制與預防中心（Centers for Disease Control and Prevention, CDC）的數據卻顯示，有將近八成的中學生呈現睡眠不足的狀態，因此美國政府希望能透過政策與教育推廣來倡導睡眠的重要性。

那臺灣學生呢？根據 2020 年臺灣兒福聯盟發布的調查報告顯示，臺灣高中生有將近九成每天睡不到八小時，國高中生每天的平均睡眠時數更僅有 6.9 小時，連建議值的低標都沒達到。

在挪威一項針對學生睡眠情況與學業成績的研究中，研究團隊共調查了 7798 位 16～19 歲的青少年，發現上床睡覺時間、睡眠時數，以及睡眠缺損都與學業成績有關。上床睡覺時間愈晚、睡眠時數愈少，睡眠缺損也愈嚴重，學業成績就會愈低落。簡單來說，學業成績較差與睡不夠有關。

雖然這項結果只代表兩者相關，並不表示因果關係，然而已有非常多研究都發現睡眠不足會使人的注意力、學習、記憶情況變差，而且在實驗室控制的情況下這項因果關係可以被確認。如果要有好成績便需要仰賴專注，才能讓學習與記憶的歷程能夠順利開展。因此，睡眠會影響學業這點確實有它的道理。

此外，睡眠影響的並不只是單純白天有沒有精神、注意力是否集中而已，甚至還會影響到青少年的心理健康。衛生福利部國民健康署在 2021 年一份針對臺灣國高中生的萬人抽樣調查中發現：有 25％ 的國高中生在過去一年內曾認真地考慮過自殺。就算這項數據可能被誇大了，但即使將數字折半來看依然很令人擔憂。不過自殺念頭又跟睡眠有什麼關係呢？

一篇 2018 年發表於《美國醫學會雜誌．兒科》（JAMA Pediatrics）期刊的研究，將 67615 份青少年（國三到高三）問卷資料中的睡眠時數分為八小時以上、七小時、六小時，以及少於六小時這四組，比較這些人從事危險行為的情況。結果發現，睡眠時數少於六小時的青少年在攻擊行為上比睡滿八小時的高出將近兩倍，自殺行動更高出三倍之多。

也就是說，睡眠不足這件事不僅影響了白天在課業表現上的各種層面，還包含比較容易被忽略的情緒調節與自我控制，而這對青春期的學子來說更是雪上加霜。睡眠不足的影響太容易被忽略，誰在生氣時會想到今天脾氣這麼差是因為前一晚沒睡好呢？但透過科學研究確實發現，睡眠不足會讓脾氣變得暴躁，容易看什麼事都不順眼。

青少年獨有的「生理時鐘延遲」

既然睡不夠，那應該要讓學生早點睡才對。很多人會把青少年晚睡的因素歸咎於課業壓力、網路與遊戲，但這些僅是外在因素，其實還有一個無法抗拒的內在因素，那就是青春期獨有的「生理時鐘延遲」現象，即使想早睡也睡不著。

早在 1993 年，美國睡眠領域的專家卡斯卡頓（Mary Carskadon）與不少學者都曾針對青春期生理時鐘延遲的現象進行研究，當時的網路與手機都還不像現在如此普及，且在實驗室控制的情況底下也排除了課業壓力，但依然發現學生在進入青春期之後會有作息延遲的情況。而且這個現象也非人類獨有，在恆河猴（Macaca mulatta）與一些囓齒類動物身上也會出現，因此這可能是生物體的發展所導致，而非單純社會文化與壓力的影響。

因此在生理時鐘延遲、難以提早入睡，但又必須早早起床上學的情況下，睡眠不足的現象必然會發生。再加上課業壓力與網路、遊戲等誘因，又結合了華人不用睡太多的勤奮文化，就成了臺灣青少年睡眠不足的難解困境。

延後上學，全球青少年睡眠不足的治標措施

睡眠對青少年來說如此重要，但卻又受到多重因素的影響，因此透過政策改變上學時間反而變成一種最快速的方法。十多年前英美各國就都陸續試行相關的政策，多數都發現延後上學對學生學習是幫助。因此，美國加州政府在 2020 年頒布了法令，規定公立學校的國中必須在上午 8 點以後、高中則是在 8 點 30 分以後才可以開始上課。而臺灣在去年開始，也規定高中生可以於上午 8 點前到校即可。不過這樣的措施卻受到不少反對者質疑，認為只延後這一點時間根本沒有用。針對這些質疑，我們可以透過科學研究獲得一些驗證。

2018 年發表的一篇研究就以美國西雅圖中學施行延後上學政策的學生為研究對象，該校學生的上課時間從原本的上午 7 點 50 分改成 8 點 45 分，足足延後了 55 分鐘。結果發現，延後上學後學生的整體睡眠時數增加了 34 分鐘，且學業成績、出席率、準時上課率都提高，睏睡度則降低。簡單來說，延後上學可以讓中學生睡得比較多一點，在學校的整體表現也變好。

另一篇去年進行的大規模研究，收集了橫跨 1999 ～ 2017 年的資料，參與者包含了 28 所學校、上萬名高中生都延後至上午 8 點 30 分上學。調查這些學校實施延後上學的前一年和實施後連續四年的數據，結果發現在實施後的第四年，學生的畢業率從原本的 80％ 提高到 90 ％，出席率也由 90％ 提升到 93％ 。在大樣本的情況下有如此高的提升，可說是相當驚人。

從結果來看，單單只是延後上學這件事就可以對青少年有多項正向的影響，是個有效又不用花太多錢的方法。當然這個政策影響層面很廣，還有家長接送、老師上班時間等議題，但至少延後上學這件事對於學生而言，目前的證據都是正向的。

治本之道，肯定睡眠的重要性

延後上學對青少年有幫助，但從落實到實際有好成果出現之前，需要大眾與家長對睡眠擁有正確的觀念，才能發揮政策的效果。筆者有次參與國際睡眠醫學研討會時，一位韓國學者的報告中就提到影響延後上學政策成效有個很重要的關鍵，就是「學生是否認為睡眠是重要的、自己需要睡多一點」。

如果連學生都認為睡眠不重要、自己不需要睡那麼多，那麼延後上學、獲得多一點時間睡覺的幫助自然就變小了。臺灣在取消早自習、讓高中生延後上學時，也需要搭配推廣睡眠教育，讓青少年與大眾都了解睡眠充足才是展現高效學習、身心得以平衡的基礎。

延伸閱讀

1. McKeever, P. M. et al. (2022). Delayed high school start times and graduation and attendance rates over four years: the impact of race and socioeconomics. Journal of Clinical Sleep Medicine. 18(11), 2537–2543.
2. Dunster, G. P. et al. (2018). Sleepmore in Seattle: Later school start times are associated with more sleep and better performance in high school students. Science advances, 4(12), eaau6200.

• 〈本文選自《科學月刊》2023 年 3 月號〉
• 科學月刊／在一個資訊不值錢的時代中，試圖緊握那知識餘溫外，也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

孩子該花多少時間運動？

人們常常以為經濟學就是研究金錢，其實不然，經濟學是在研究稀有資源。如同社會需要了解如何最佳運用水、肉及潔淨空氣等稀有資源，人們必須決定如何消費他們有限的時間、金錢和精力。當我們在思考孩子應該花費多少時間投入運動時，就會遇到一個經濟學的問題。

青春是你能擁有資源裡最珍貴的，要有效率地運用這段歲月，就需要一邊為接下來的人生做準備，一邊玩得過癮，免得之後懊悔地回首這段時光。如果不能在任何一方取得平衡，就可能會造成長遠的後果：有些人在高中時期蹺課吸毒，或許當下很快樂，卻很可能在之後的人生付出代價；有些人為了努力就讀大學先修微積分，總是回絕派對邀請，卻可能在成年後懊悔蹉跎青春。

有鑑於此，青少年體育總是超乎想像的昂貴。足球、曲棍球棒、場上時間、接送比賽的油錢等成本加總起來，絕對是一筆可觀的數目，但是和沒有把時間花費在從事其他事情的「機會成本」相比，看起來就微不足道了。

孩子花費在練習足球的每個下午，就是沒有讀書的下午。讀書是更能直接獲得報酬的活動，可以直接反映在進入好學校、成年時賺更多錢、能購買更大的房子，以及負擔未來子女的教育。另一方面，將下午的時間用來念書，他就會放棄踢足球的機會―可以讓他玩得開心、發展生活技能，又可以強健體能的活動。

就算把這個問題縮減到只剩這兩種選擇，仍舊忽略其他的選項：他可以學鋼琴、獲得寶貴的睡眠幫助成長並維持健康，也可以只是開心地玩樂高 （Lego） 或看《海綿寶寶》（SpongeBob）卡通。因此，青少年體育就像其他兒時的休閒活動，以「機會成本」來說非常昂貴―孩子在擁有珍貴又短暫的幾年中，可能可以擁有另一種體驗，同時享受童年與投資未來。

你可能認為經濟學家可以進行一些精明的研究，看看孩童時期從事運動(組織性運動或其他體育活動)，是否會導向未來在勞動市場上的成功，但是其實這樣的研究並不容易。要決定青少年體育是否會在勞動市場上獲得報酬，最理想的方式是隨機指定兩組孩子，讓其中一組孩子從事運動，並禁止另一組孩子做運動。然後當這些孩子長大時，看看哪一組賺較多錢。

如果研究顯示，在童年從事體育活動的成年人賺較多錢，每個人都可以信心滿滿地說：「投資青少年體育可以帶來財務報酬。」不過雖然隨機實驗在社會科學上越來越普及，但是在青少年體育中，沒有人做過採用隨機實驗的研究，我也認為不會有人這麼做。經濟學家可以做結論性研究，例如獲得越多教育的影響、在富裕社區裡長大的影響，以及其他因子的影響，卻尚未找到任何可靠的「自然實驗」來研究青少年的運動參與。

童年參加團體運動，平均薪資會多六 ％？

話雖如此，經濟學家還是運用手上的數據，盡了最大的努力。幾項研究顯示，童年從事較多運動的人，長大後會賺較多錢。一項研究以二十幾歲的美國人作為樣本，在其他因素不變的情況下，在高中時期參與組織性運動的人，平均薪資多六 ％。

最近一項關於德國青少年的研究同樣顯示，從事青少年體育的人有較好的工資與勞動市場成果。不過即使這些結果耐人尋味，我們仍須謹記統計學概論的箴言：相關不等於因果。儘管從事這些研究的經濟學家做了所有努力來控制其他變因，卻仍舊不能清楚地將因果關係與相關性分開。同時也有另一個似乎合理的解釋認為，在孩童時期從事運動不會有助於之後的職涯。

例如，我們從大衛的全壘打勝利中得到的快感，並不僅限於小聯盟的比賽；大衛和我都是好勝的人，大概不管做任何事，我們都會統計獲勝與失敗的數字來衡量成功。在客廳觀看美國益智節目《危險邊緣》 （Jeopardy！）是我和大衛熱衷的活動，我們會仔細記錄分數，還充斥著好幾次「我先說出答案的！」的叫喊。

我們都從事許多青少年體育項目，但是組織性運動並未讓我們變成好勝的人，因為我們本來就是如此。或許是如此好勝的天性帶來勞動市場的成功，也或許是這樣的天性讓我們對青少年體育感興趣，但是在經濟學家的分析中無法衡量這個因素，研究人員沒辦法指出好勝心是否為這些結果的原因。

這些研究的結論是，在孩童時期從事運動可能會為接下來的人生帶來好處。每一項研究都發現青少年體育與薪資的相關性，青少年體育活動增加，薪資越高。但是如果說有影響的話，其實影響很小。

其中一項近期研究是關於美國青少年體育活動參與度的數據，與先前的研究一致，該研究發現從事運動的孩童會獲得更多教育，在接下來的人生得到更高薪資，而且身體更健康。不過經濟學家的結論也表示，這些關係幾乎是因為參與運動的孩童和不參與運動的孩童不同，而且無論從事運動與否，孩童運動員都比較成功也比較健康。如果在乎的只是在勞動市場上的成功，更妥善運用時間的方式可能是念書，而不是長時間的運動訓練。

對家長而言，這樣的解釋很直接明瞭。對大多數的孩子來說，從事體育活動可能對未來只有些許助益或一無所獲。以投資而言，從事體育活動也很難證明什麼，如果你的孩子不愛運動，不要強迫他們。但是對許多孩子來說，青少年體育提供許多簡單的「消費價值」（consumption value）。孩子真的很喜歡運動，又因為童年無法倒帶，所以有很好的理由讓他們為所欲為。

經濟學家的重點建議很簡單：讓你的小孩當一個小孩，想運動就運動。

——本文摘自《運動場上學到的 9 堂經濟學》，2022 年 7 月，商周出版，未經同意請勿轉載。