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「生猛科學」首聚:保證在地、保證生猛,宇宙史上第一次熱炒店科學開講!

Peggy Lo
・2013/08/06 ・6925字 ・閱讀時間約 14 分鐘 ・SR值 524 ・七年級

文 / 羅佩琪、廖英凱

轟隆轟隆,是火車正行經高雄車站;
匡噹匡噹,是酒酣耳熟之際你我觥籌交錯;
窸窸窣窣,是轉頭向隔壁剛認識的高醫心理系同學求救剛才沒聽明白的睡遊疑問……

「熱炒店」,一個充滿熱鬧與喧囂、台灣獨有Taiwan Only的空間,如果碰上「科學開講」,將碰撞出什麼樣獨特的激情氛圍與知識火花?帶著這個問題的想像與期待,以南臺灣熱炒店為駐點的PanSci生猛科學誕生!有別於剛滿一周年、已累計十二場的北部科學聚會「M.I.C.微型點子對撞機」,生猛科學只邀請在地的科學家,討論在地的科學議題。


七月十九日晚上,兩位絕對「在地」又「生猛」的講者登陸生猛科學,領銜主演了熱炒店開講的第一集,與大家一起吃喝熱炒話科學:

蔡宇哲老師:高雄人,高醫大心理學系助理教授、PanSci《我睡故我在》專欄作者
邱郁文老師:高雄人,海生館助理研究員

馬上來看看PanSci定期聚會跨越濁水溪的第一仗,兩位講者分別祭出什麼樣的生猛步數囉!

蔡宇哲老師-「今晚,可以不要嗎?」

身為先鋒講者,蔡老師一上台就不負眾望地撂下狠話:「生猛科學的第一集,今天講的內容保證超生猛!」但瞄到台下兩位掛著稚嫩臉龐、未滿十八歲的高中生聽眾,蔡老師立馬加註:「嗯,如果等下真的談了什麼生猛的東西,一切……都跟科學有關啦!」(招牌蔡式燦笑XD)

活跳跳生猛案例 #01
雲與荒臺豈夢思──你記得我們的一切,卻忘了那晚的激情

「嘿寶貝,你昨晚真是太生猛、太厲害了。」
「你凌晨一點的時候來一次,凌晨兩點半的時候又來一次……這,實在太令我難忘了。」

這段巫山雲雨後情人溫存的枕邊細語,卻讓2007年正值芳齡十九歲的Chelsea Harold不寒而慄。因為,她已經換了第三個男朋友,卻還是聽到同樣的台詞;更可怕的是她連昨晚的一個片段、一分一秒,都不記得。[1]

聽起來有點驚悚,但這正是英國女孩Chelsea的煩惱。不喜與男友發生親密關係的她,卻不斷被男友稱讚晚上在床上的功夫了得;在求助醫生的諮詢與治療後,才發現自己其實是罕見的「睡眠性交症(sexsomnia)」患者。

在臨床個案報告中,睡夢中會與人翻雲覆雨的「睡眠性交症」不只發生在女性上,甚至男性發生的機率更高──差別是,當患者是男性,通常會伴隨性侵害的官司,例如這位倒楣的英國男性Darren Greenwood。[2]

活跳跳生猛案例 #02
但見淚痕濕,不知心恨誰──為何要打枕邊人?

蔡老師用一個頗驚人的受試者睡眠狀態側拍影片為例,進入夢鄉的受試者突然爬起身,用力拍打、踢腿(編按:好似身邊有某種惡魔要入侵自己般奮力抵抗……),暴力強度之高,若該受試者旁邊睡的是他的妻子,這位摯愛可能已命在旦夕。如你所預料,根據腦波記錄的生理訊號,受試者自始皆處於睡眠狀態,就連出現如此可怖的暴力行為時,他都是「在睡覺」。

早在1962年,法國科學家Michel Jouvet做過一個相關的實驗:把貓的橋腦(pons)破壞後,貓將會在某些睡眠時段出現攻擊行為,或毛豎起等恫嚇式動作。[3][4]

究竟,這種「睡夢中的暴力」與「睡眠時的性交」是怎麼回事?根本原因是相同的嗎?

夜來幽夢忽還鄉──睡眠「不是」同質的行為

要分析上面兩起生猛又離奇的案例,必須從睡眠的「階段變化」談起。睡眠並不是同質行為,八小時的睡眠其實富含了各種階段變化。1953年,Nathaniel Kleitman和Eugene Aserinsky[5]發現人在某些睡眠階段時,眼球會快速轉動,約轉十分鐘後會停止一小時,之後再轉、再停、再轉、再停……不斷重複這個循環;遂將眼球轉動的睡眠區間稱之為「速眼動睡眠(Rapid eye movement sleep, REM sleep)」,反之稱作「非速眼動睡眠(Non-REM sleep, NREM sleep)」。

非速眼動、速眼動睡眠帶來的差異,除了眼球整晚忙碌地轉、停交替外,也表現在生理功能的變化。非速眼動睡眠比較像普遍認知的睡眠模式,心跳、呼吸、血壓都很規律,肌肉張力降低;速眼動睡眠則反之,它的重要特徵則是各項生理功能多不規律,肌肉張力則完全消失,身體會像死屍般癱著無法動彈。


了解「速眼動睡眠」與「非速眼動睡眠」是兩種不同的睡眠階段後,帶著這兩種狀態的基本認知,我們可以一步步、仔細推敲兩宗離奇案例的根本原因:

揭密第一步 >> 「速眼動睡眠行為異常」讓夢境成真!?

根據研究,「作夢」大多發生在速眼動睡眠時。第二個案例影片中受試者的暴力行為,就發生在受試者速眼動睡眠時的做夢情境──他在做夢,只是他將「夢境內容演出來了」。

至於,為什麼會把夢境演出來呢?與上述速眼動睡眠「肌肉張力消失」的正常狀態相反,受試者在速眼動睡眠時肌肉張力並沒有消失,因此,當他夢到在跟別人打拳,他的手就開始揮舞;夢到在打橄欖球,他的腳就開始狂奔。這種行為稱為「速眼動睡眠行為異常(REM sleep behavior disorder, RBD)」,更直白的說──就是忠實地,把夢境中的自己搬演到真實世界了。

揭密第二步 >> Chelsea的煩惱,真相藏在「非速眼動睡眠」中!

與上述情形不同,Chelsea的睡眠性交困擾與「作夢」無關,而發生在不大作夢的非速眼動睡眠階段,臨床上稱之為「睡遊(sleep walking)」,以往俗稱的「夢遊」其實是誤解,因為這時候的行為不是在作夢時發生的。它被歸屬於「非速眼動睡中異常(NREM parasomnia)」的一種,會讓人們在在睡眠時,去執行某些生存基本行為:

閒晃:代表熟悉環境、尋找資源的需求。
吃東西:代表進食、攝取能量的需求。
性愛:代表繁衍的需求。
攻擊:代表被攻擊時,防禦及反擊的需求,嚴重時甚至有睡遊殺人現象。

這正好可以呼應許多人對睡遊者的認知:碰到睡遊者,輕輕引導他回床上,不可大力的搖動,或抓住他的肩膀大叫「醒醒啊!醒醒啊!」──箇中原因不是怕三魂七魄會飛走,而是怕睡遊狀態者誤認為你在攻擊他,進而啟動他的防衛反擊機制。

揭密第三步 >> 大腦不同狀態的共存,是誘發上述兩種情形的關鍵

若我們的大腦能順利切換於「清醒」、「速眼動睡眠」、「非速眼動睡眠」三種狀態間,理論上是不會出現上述兩種睡夢中的特殊行為的。有研究指出,人類的大腦與生理狀態並非完全獨立,會有部分共存:

介於「清醒」與「速眼動睡眠」狀態時(REM sleep),肌肉張力尚未消失,但已可進入作夢的狀態,故會出現與夢境內容有關的異常行為;介於「清醒」與「非速眼動睡眠」狀態時(NREM sleep),肌肉張力仍可運作,將在沒有作夢的情況下促成睡遊,進行閒晃、進食、性交、攻擊等生存基本行為。

養備而動時:如何避免發生睡遊、夢中暴力行為?

「遺傳因子」與「誘發因子」都可能促成上述兩種睡眠異常行為,前者我們無法改變,但後者則掌控於己:作息規律、睡眠充足、適度紓壓、控制飲酒都是簡單而重要的具體做法。

不負PanSci當家睡眠大使封號,蔡老師在演講的最後,再次誠摯呼籲大家擁抱正常睡眠的好習慣,針對P編刁難的提問也直率的回答-

P編:「如果你自己的學生在你的課上睡著,身為睡眠專家的您會……?」
蔡老師:「那,就讓他睡吧。」(編按:太帥氣的回答啦XD [6])

邱郁文老師:「湧泉傳奇──柴山腳下的老高雄」

「大家說對不對?(麥克風給觀眾)……請說對!」
「答案是一二三哪一個?(悄悄話)……等下我問選擇題,答案都在第一個!」(全場笑翻XD)

在8:2的國台語交雜比例下,邱郁文老師「在地團康式」的演講帶來了笑聲洗禮轟炸;請在地的科學家、講在地的科學事──生猛科學的初衷與精隨,邱老師用他的柴山傳奇講古,為我們下了最好的註解。

岡山大舞台戲院,我細數著地板上的燒酒螺

點閱桌上的熱炒菜餚,邱老師云:「今天的餐桌上還缺了一道菜……燒酒螺呢!?」在高雄長大的邱老師回憶,國小月考考完時,爸爸總會帶他去岡山最近即將被拆的大舞台戲院看電影當獎賞,而戲院裡「地板上燒酒螺殼的數量」正是電影賣座程度的精確指標──學名為:燒酒海蜷( Batillaria zonalis )的燒酒螺,的的確確是老高雄的文化記憶之一。

但仔細思考:燒酒螺既然曾經如此普遍,那……牠們都住在哪些地方呢?

綜覽台灣早期西部海岸,台北是火山地形的岩礁,過淡水河後是礫灘,苗栗則以沙洲、礫石、藻礁為主,往南一路到大鵬灣舉目皆是潟湖、沙灘、泥灘地;幾乎可以說,台中以南300公里左右的西海岸都是燒酒螺的適宜棲地。但民國五十至六十年間,這些海岸逐漸被開發,依據海岸的深淺,將淺者填補成海埔新生地、深者則開發為行船的漁港或商港、介於兩者之間者則成為魚塭……隨著文明及經濟的發展,貝類的棲地逐漸消失,燒酒螺數量也隨之銳減。[7]

捷運北機房、岡山文化中心,兩地共譜一段意外驚奇

目前服務於海洋生物博物館展示組的邱老師,就是負責將這些正在消失的貝類進行典藏工作,他到全台各地搜尋貝類的屍體,試圖為撿來的貝殼作最後的發聲、還原牠們身上的歷史故事;而今天的主題湧泉傳奇,就得從邱老師經歷的其中兩段典藏工作說起。

緣起捷運北機房

某天在岡山省道上,邱老師前方的砂石車一邊開、一邊掉下稀稀落落的土,正要開罵並拍照舉發時,邱老師定睛一看!發現不得了,掉下來的不是土,居然是邱老師的摯愛──貝殼:

經過一番明查暗訪,邱老師得知這一車車來自高雄捷運北機房的貝殼,通通是高捷在挖紅線與橘線時從地底下挖到的化石;在進一步用威士比與工地主任交換情報後,邱老師開始逐步拼湊出「出土捷運站」與「貝類化石當年的生長環境」對照:

與海距離:越靠近高雄港,挖掘到的貝類化石與海洋越有關,如曾挖到棲息於海面下十幾米深的鳳螺。
各捷運站:往內進到哈瑪星站,挖掘到貝類的棲地屬於外灘的沙灘;再往東到美麗島站,則屬於河口貝類化石、紅樹林貝類;沿紅線往北到巨蛋站,開始發現淡水環境的貝類,再往北到岡山就全屬於淡水貝類了。

岡山文化中心再續前緣

一樣是無意間的發現,邱老師在岡山文化中心上挖掘出另一批貝殼化石,將其定名為「小溪貝塚」,並確認貝塚年代大約落在三百到一千年前。

發揮「還原生物生長環境」的專長(編按:有多專長?邱老師最喜歡的遊戲,就是用朋友隨意採集的化石,精確反推出每個化石的出土位置,例如:「這應該是蘭嶼東邊某公里外的某某島上的某地形上撿到的。」……噢天,有神快拜啊Orz),經由還原小溪貝塚,邱老師推出三百年前高雄的細部樣貌:

上下排:上排為貝類,下排為推估還原的棲地。
● 左一:現在去澎湖還可吃到的貝種,適合住礫灘,對應三百年前的高雄應屬旗津、五福四路具備此地形。
● 左二:燒酒螺在三百年前的小溪貝塚就以「敲破」、「吸」的方式被食用。
● 右二、右一:分別為紅樹林、類金門沙灘地形所孕育的貝類。

進一步比對「三百到一千年前的小溪貝塚」與「一萬到十萬年前的捷運站出土化石群」,兩者的組成其實是一樣的……兩地的貝殼化石共同提供了一個驚人的地殼變動證據、也是血淚的事實:高雄在三百到十萬年前都處在海平面以下;直至近幾十年都市化過程,才逐開發利用這塊濕地,壓縮並壓迫原本濕地生物的居住環境,造成燒酒螺等貝類近乎絕跡或數目驟減。

稜田螺出沒的內惟,你的水從何處來?──從貝類化石到湧泉

訴說著小溪貝塚的典藏、還原工作,邱老師也回憶起當年寫博士論文的經歷,當時邱老師以「台灣產田螺科生物」為題,此科生物僅有三種物種,分別為石田螺(Sinotaia quadrata)、中國圓田螺(Cipangopaludina chinensis)和稜田螺(Cipangopaludina miyagii)。前兩者都有順利找到標本,但1941年已在日本貝類學報發表的稜田螺雖已知道棲地在內惟一帶,但在論文結束前卻遍尋不著──這是高雄人邱老師心底很深的惋惜。(編按:數年後,透過在地阿伯的協助,邱老師最終取得了「半隻」標本……這是後話了。)

但也因為這個拉扯的研究過程,讓邱老師開始注意並思考:田螺,一個依水、傍濕地而居的生物,如何生長在內惟呢?或是說,內惟的水是從哪裡來的呢?

答案正是今天演講後半段的主角:「湧泉」。這個幾乎已不被高雄人提及的水源,曾經也是孕育出高雄文明的功臣之一,但人類卻在經濟繁盛後棄置、甚至遺忘它。

到底什麼是「湧泉」?

湧泉,是指含水層(aquifer)裸露於地面層,水源從地底流至地表之處;更具體的說,就是地下水跟地面交界噴泉的地方。順向坡、斷層線山腳、火山碎屑岩和安山岩層層相疊的火山山腳都有發生湧泉的可能。

內惟的湧泉光景

「愛喫內惟的芋,不願行內惟的路。」回到擁有稜田螺的內惟,從古文獻詩歌即可一窺曾經的湧泉盛貌。阡陌縱橫、泉水盈溢的內惟,除了成為孕育貝類的良好棲地外,也是水芋田、水稻田的聚集地,人類聚落也就自然地在此出現,並依著水源的掌控與分配,出現了收租與商業行為。文明,就此加速發展。

湧泉之於高雄的重要,也可從諸多流傳的風水故事略知一二,曾有人將柴山地圖類比為一隻蟠龍,盤龍的兩隻眼睛正位於柴山著名的「龍巖冽泉」,其出水之壯觀曾讓清朝詩人寫下「玉磯噴雪碎,石乳撒花濺。蟹眼千尋濼,龍澌百丈淵。」的詩句頌揚;相傳也曾有迷信的政權為防龍泉出龍子,蓋了「國基鞏固」的亭子鎮住天子之氣。先不論風水之說係真或假,大量流傳的湧泉故事說明了湧泉確實曾在高雄的歷史中佔上一席。

為什麼湧泉會被遺忘?我們該遺忘它嗎?

從日治時期開始發展、至民國70年代臻於完善的「自來水建設」逐漸替代了湧泉的功能,但是,自然水源流瀉而出的湧泉特性,並未因供水角色的改變而停歇,因此政府做出決策:將湧泉引入地下道。

對照日本,有許多的湧泉被列為百大名水,或當成產業悉心經營;高雄的湧泉卻從地面噴泉後約六公尺即被導引至下水道系統,與汙水、髒水一起被排入大海……這對水源清澈,甚至孕育出拉氏青溪蟹、台灣米蝦、鱸鰻等濕地生物的湧泉來說,真是情何以堪哪!湧泉讓人類文明開始形成,從農業、商業,再到混合產業,但進步到建設自來水後,我們就選擇捨棄並遺忘了它。

演講的最後,邱老師呼籲,高雄的鐵路至今不斷在進行地下化,工程過程中一路不斷挖到湧泉,希望高雄市政府可以正視湧泉的歷史角色、水質特色,不要再讓湧泉只能在暗無天日的地下道苟活,將它再次引回地面,或許未來的某天,湧泉將再次拾起它失落的的角色,伴著高雄營造出一個全新的文化風貌呢。


與所有PanSci活動保有同樣的優良傳統:生猛科學第一集的兩位講者在完成演講後,才面臨真正的挑戰──因為現場觀眾夥伴們又提問到欲罷不能啦XD!伴隨著筷子聲、炒菜聲、以及「乎乾啦」的乾杯聲,精彩提問紛呈盡出,節錄幾則,且看蔡老師、邱老師如何高明接招:

Q:目前高雄市政府對湧泉的態度如何?
A:農業局、觀光局大抵來說支持我的想法,文化局全力配合,但水利局……則是全力積極鋪水泥中。雖有都發局統籌,但顯然四個局處要先打一架,才有進到下一階段意見整合的空間。

Q:水利局反對的理由是?
A:主以「地方排洪」為反對基礎,但其實湧泉的水本身是通透的,是我們把原可通透的部分水泥化,逼迫這些水處於「滲不出來、也下不去」的狀態,這是違背生態原則的。

Q:屏東五溝水的湧泉之前也有聽說過抗爭,現況又如何呢?
A:屏東縣政府正在全力的……施工,縣政府認為施工後再做復育才是能一直服務人民的做法。(主持人P編下了一個PH值超低的註解:「果然是永續經營啊!」……)

Q:同樣是睡眠中以暴力行為,區分成因是「睡遊」或「速眼動睡眠行為異常」的意義?
A:兩者在臨床上用藥不同,了解成因方可選擇應抑制速眼動或非速眼動的睡眠。

Q:所謂的「鬼壓床」是不是就是將從速眼動睡眠進入清醒時,肌肉張力仍處於消失、但已有意識的狀態?
A:賓果!就是這樣,所以鬼壓床多發生在剛要醒或剛入睡的時候。

Q:請問蔡老師,「睡眠學習法」是真的嗎?
A:當然……是假的啊!但這太複雜了,你必須要來參加生猛科學二我才告訴你。(編按:謝謝蔡老師幫我們節省時間之餘,還順便幫生猛科學繼續拉客XD)


從生猛的睡眠故事,到在地的湧泉傳奇,從聽了臉紅心跳加速,到對社會、政府產生反思;第一次的熱炒店生猛科學開講,大家還滿意PanSci準備的菜單嗎?:P

畢竟是第一集,活動週邊還有一點點手忙腳亂(例如蔡老師丟的梗,機智如P編居然沒接到XD),歡迎當天在場見證生猛科學誕生的夥伴到「生猛科學專屬社團」提出建議回饋,幫助PanSci把九月將登場的「生猛科學第二集」變的更精彩、更好玩、也更好吃XD;至於還沒到過現場,看完這篇覺得很羨(ㄜˋ)慕(ㄌㄜ˙)的朋友們……準備好台啤,我們相約九月份南台灣的熱炒店見囉!


註:

[1] 由於不斷否認男友的稱讚,男友誤以為Chelsea是嫌棄他的性能力,終致兩人分手;Chelsea的三任男友皆因類似的原因而離開。
[2] Darren Greenwood向法官證明其患有睡眠性交症,並獲法官採信,宣判無罪。
[3] Jouvet M. Arch Ital Biol. 1962; 100:125-206.
[4] Patrick M. Fuller, Clifford B. Saper and Jun Lu. The Journal of Physiology. 2007; 584: 735-741.
[5] Aserinsky E, Kleitman N. J Neuropsychiatry Clin Neurosci. 2003; 15(4):454-5.
[6] 更完整版的回答,請參看Z編2012年10月寫的蔡宇哲老師專訪文
[7] 西部少數留存的螺類棲地是「台江國家公園」,因黑面琵鷺的保護傘作用,許多濕地生物連帶的被保護下來。

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非典型的人生迷茫組,對資訊整理有詭異的渴望與執著。

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電影《全面啟動》初階真實版:「互動式做夢」
胡中行_96
・2023/03/09 ・3874字 ・閱讀時間約 8 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

「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]

電影《全面啟動》的預告片說:「在夢裡,我們覺得真實;醒來後,才明白事有蹊蹺。」圖/Inception (2010) on IMDB

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。

電影《全面啟動》的主角靠陀螺是否持續旋轉,分別夢境和現實。圖/Inception (2010) on IMDB

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]

互動式做夢示意圖。圖/參考資料 2,Figure 1(CC BY 4.0)

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]

美國組:右下的 2 個小橙框,圈出快速動眼期(REM)作答時,眼電圖(EOG)的波動。圖/參考資料 2,Figure 2(CC BY 4.0)

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]

德國組:小橙框圈出快速動眼期(REM)作答時,眼電圖(EOG)的波動。圖/參考資料2,Figure 3(CC BY 4.0)

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]

荷蘭組:小橙框圈出快速動眼期(REM)作答時,眼電圖(EOG)的波動。圖/參考資料2,Figure 5(CC BY 4.0)

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]

收縮臉部肌肉:(藍)顴肌代表「是」;而(紅)皺眉肌則為「非」。圖/參考資料2,Figure S6(CC BY 4.0)

「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:小紫框圈出快速動眼期(REM),針對「是否看足球賽」,用皺眉肌(corrugator muscle),回答「否」的肌電圖(EMG)波動。圖/參考資料2,Figure 4(CC BY 4.0)

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]

法國組:小框框圈出用皺眉肌(corrugator muscle),做正確(綠)、錯誤(橙),以及模糊(藍)答案時,肌電圖(EMG)的波動。圖/參考資料 2,Figure S4(CC BY 4.0)

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.
胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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青少年睡眠不足的解方?在高中生早自習被取消之後——《科學月刊》
科學月刊_96
・2023/03/04 ・3231字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!
  • 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。

睡眠不足會影響青少年學習。圖/envatoelements

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。

睡眠不足是許多青少年常見的問題。圖/envatoelements

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〉
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習以為常的背景噪音,可能對大腦產生傷害?——《大腦這樣「聽」》
天下文化_96
・2023/02/09 ・2000字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

在這個嘈雜的世界裡,我們不能再那麼漫不經心的看待日常的喧囂。

喧囂的城市由各種聲音組成。圖/Pexels

這些噪音並沒有達到或超過一般所認定的「危險」程度,它們不是新奇的聲音,也不是令人提高警覺的聲音,而是一些持續不斷的聲音,並且它們的聲學特質隨著時間推移後通常還能保持一致。因此,這些聲音傳遞不了多少訊息,它們大部分被視為「背景噪音」,所以經常遭到我們忽略。

不容忽視的背景噪音

我們不去聽這些聲音,但我們是真的沒聽到?或者我們只是在一種持續警戒的狀態下過活?我們都有過這種經驗:聲音消逝後才發現它的存在。

常見的例子有空調壓縮機的運轉聲,或是卡車怠速時的引擎運轉聲,等空調的壓縮機結束運轉循環或卡車引擎關閉後,我們才突然「聽見」了寂靜,然後長舒一口氣,短暫地陶醉在這份平靜裡,直到聲音再次響起或被其他擾人的聲音所取代。

如果我們的耳朵沒有因此受損,而多數時候也可以不去理睬這些聲音,那麼我們還需要關心這樣的噪音所帶來的困擾嗎?科學給我們的答案是:

我們確實該注意這些聲音,並且為我們的大腦感到擔心。

我們該注意背景噪音,並為大腦感到擔心。圖/Envato Elements

暴露於中等程度的噪音後,聽力閾值屬正常的人可能會在有噪音的環境中出現難以理解語言的情況。除此之外,嘈雜的環境本來就有許多跟聽力無關的負面影響,但這種情況卻時常被低估。

長期暴露在噪音下如住在機場附近,會導致人們感受到整體生活品質的下降、感受到壓力增加並伴隨著壓力荷爾蒙皮質醇(cortisol)的分泌量增加、記憶力和學習能力產生問題、難以執行有挑戰性的任務,甚至會導致血管硬化和其他心血管疾病。

根據世界衛生組織估計,每一年因噪音暴露及其帶來的間接影響(如高血壓和認知表現衰退)而生病、引發殘疾,或早逝的人數相當驚人。

噪音使專注力下降

噪音還會對學習和專注度產生干擾。

在紐約市的公立學校,根據教室所在位置是學校鄰近繁忙的高架鐵路的一側,或是位於可屏蔽火車噪音的另一側,學生的閱讀測驗結果有明顯的差異;教室位於嘈雜側的學生閱讀能力落後同儕三到十一個月。

噪音對學習和專注力有一定程度的影響。圖/Envato Elements

發現噪音有這般影響之後,紐約市公共運輸局在學校附近的鐵軌上鋪設了橡膠墊,教育局則是在環境最嘈雜的教室裡加裝了減噪建材,這兩項措施共計將噪音強度減少了 6 至 8 分貝,之後,不同教室間學生閱讀測驗的差異很快就消失了。

噪音造成的影響不只局限於聽覺相關,或是語言相關(如閱讀)之類的任務。有一項實驗要求受試者執行追蹤視覺物體的任務:用滑鼠跟著螢幕上一顆會動的球移動,與此同時,螢幕上還有其他動來動去的球。執行這項任務時,因為職業關係而長期暴露在噪音環境中的受試者遇到較多困難,尤其當任務搭配著隨機出現的噪音時更是如此,這些受試者的反應比較慢,無法緊跟著目標球。

睡眠凶手

在《為什麼要睡覺?》(Why We Sleep)一書中,加州大學柏克萊分校的睡眠科學家沃克(Matthew Walker)提到,缺乏良好的睡眠是「二十一世紀人類最大的公共衛生挑戰」。

環境中的噪音會影響睡眠品質,並降低睡覺時所感受到的放鬆感受。圖/Envato Elements

睡眠逐漸被視為是影響健康的重要因素,我們的心血管系統、免疫系統以及思考能力,都會受到睡眠的影響;噪音是阻礙一夜好眠的最大凶手。噪音,甚至是音量極低的噪音,會破壞睡眠的品質,導致我們醒著的時間變多了,醒來的時間也提早了。

環境中的噪音會影響我們的睡眠品質,促使身體產生動作、從睡眠中醒來,以及心跳速率變快。交通噪音會縮短睡眠時的快速動眼期(rapid eye movement,REM,即做夢期)和慢波期(slow-wave,即深眠期),並降低夜晚睡覺時所感受到的放鬆感受。

 

——本文摘自《大腦這樣「聽」:大腦如何處理聲音,並影響你對世界的認識》,2022 年 12 月,天下文化出版,未經同意請勿轉載。

天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。