能連續15天維持警覺的生物

「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。

國民法官生存指南：用足夠的智識面對法庭裡的一切。

• 作者／汪漢澄
• 繪者／宋明憲

一八四八年九月十三日早晨，當二十五歲的爆破工人菲尼亞斯．蓋吉^[註1]步出家門準備上工的時候，他絕對沒有想到自己即將成為神經科學史上不朽的名字。如果事先知道，他一定會馬上躺回床上睡大覺，拒絕這個殊榮。

然而，命運的安排通常不理會個人的意願。

一切都從一支不長眼的「鐵條」開始

當天下午四點多，築建鐵路的工地上準備要爆破一塊岩石，當時蓋吉先生正轉頭跟同伴說話，臉遙遙對著那個爆破孔，突然間火藥意外點燃，原本插在岩石爆破孔中那根直徑三公分，長度一公尺餘，重達六公斤的鐵條受到爆炸力推擠，像飛彈一樣，射向菲尼亞斯．蓋吉的左臉。

鐵條直穿過他的左臉頰，進入左眼後方，繼續穿透大腦，接著射穿左前額處的顱骨，餘勢不衰，帶著蓋吉的血漿以及腦漿，噴射到二十多公尺遠處才著地。

當時誰都不知道，這起嚴重的工安意外真正離奇的地方才要開始。

菲尼亞斯．蓋吉沒有死！他在短暫抽搐之後，恢復了知覺，被同伴攙扶著走上牛車，一路坐著到達了醫生那兒，把那位名為約翰．哈洛^[註2]的鄉村醫生嚇得不輕。

哈洛醫生親眼看到蓋吉頭顱上那個大洞溢出血塊與腦漿，只能當場幫他做了一些緊急處理。在其後幾週，蓋吉因為腦部的感染併發症，在鬼門關出入了好幾遭，最後居然奇蹟似地康復。

逃出鬼門關後

蓋吉之後又活了十二年，一直到了一八六○年，因為嚴重的癲癇重積^[註3]發作而死，那當然也是腦傷的後遺症之一。在這十二年生命當中，蓋吉成為名人，他經常以奇蹟生還者的身分四處露臉，迎合觀眾的好奇心，以賺取一點微薄的收入。不過當時人們對他的獵奇心態，遠超過醫學研究的興趣，加上還沒有儀器設備可以看到腦的內部，以至於我們到今天為止，都還只能間接推測蓋吉腦部的實際受傷情況。

不過有一點可以確定，蓋吉在腦部受傷之後，雖然仍能正常行走、交談，甚至可以做些簡單的工作，但是他的「個性」卻發生了很大的改變。

根據零星的記載，受傷之前的蓋吉是彬彬有禮、尊重別人並且相當精明的人；受傷之後，他卻失去了對金錢的概念，變得粗魯無禮，經常公然發怒，時不時罵幾句髒話。他後來之所以會無法維持正常的工作，而必須靠著四處展示自己的生存奇蹟來謀生，也正是為此。長期治療並觀察蓋吉的哈洛醫生說：「他的理性與動物性之間的平衡似乎壞掉了。」蓋吉的朋友則說得更精準，他們說：「蓋吉不再是蓋吉了。」

蓋吉死後，他的大腦並沒有被保留下來，但是他那顆有個大洞的頭顱骨，以及當初肇事的鐵條，都一起被保存在哈佛醫學院的解剖學博物館長期展示。

原來是「額葉」

到了二十世紀末、二十一世紀初，由於神經影像學技術的發達，有好幾位神經學家以及神經影像專家，利用電腦模型重建當初那根鐵條穿過蓋吉腦部的行進軌跡，結果證明蓋吉腦部受傷的部位是在「額葉」。

蓋吉那時代的醫療與現代相比，當然天差地遠。今天的醫生，如果像哈洛醫生一樣遇到蓋吉這樣的病人，對腦損傷位置以及臨床表現就都會了然於心。

註解

1. 菲尼亞斯．蓋吉（Phineas Gage，1823‒1860）：美國鐵路工頭，因遭受事故意外成為探討大腦機能的重要研究對象。
2. 約翰．哈洛（John Harlow，1819‒1907）：美國醫師，因診治並記錄菲尼亞斯．蓋吉的腦損傷而知名。
3. 癲癇重積：指癲癇持續發作超過五分鐘，或是五分鐘內癲癇發作超過一次，且在每次發作之間病患沒有恢復正常狀態。

——本書摘自《大腦不思議》，2022 年 12 月，方寸文創出版，未經同意請勿轉載。