睡眠科學

每天都在恍神?當我們做白日夢的同時,大腦其實偷偷睡著了!

白日夢

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開會開到一半恍神,直接錯過剛剛討論的內容;還是,上課上到做起白日夢,結果被老師叫起來,回答問題。這些可能都是我們曾有過的恍神經驗。但你有想過,為什麼我們會這樣?還有在做白日夢的時候,大腦該不會偷偷睡著了?

每當恍神經驗來襲,是不是就覺得自己像是《白日夢冒險王》裡的華特米堤(Walter Mitty)?其實人會出現做白日夢,或是注意力不集中的狀況,是蠻正常的。

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畢竟,注意力是個有限的資源。光是,在我們醒著的時候,就有一半的時間會出現恍神、做白日夢等。

而神經科學家安德烈倫(Thomas Andrillon)等人也發現,當人睡眠不足時,走神和注意力不集中的狀況更常見。於是他們假設,因為大腦神經元的活動,出現類似於睡眠的工作模式,才會讓人恍神。

《白日夢冒險王》劇照 (2)

為了回答這個問題,就讓我們開始進行實驗吧!

先製造陷阱,把實驗設計的讓參與者「恍神」!

為了能夠打造讓人恍神的實驗,於是實驗者找來一群年輕參與者,要求他們持續觀看一系列照片和數字,在出現特定照片或數字的時候,要按下按鈕。

對,這個作業(Task)聽起超級無聊,但這其實是故意的!刻意將實驗設計的會讓參與者會恍神。只要閃神一下,就很有可能錯過需要按下按鈕的圖片,表現自然就會變差。

「如果注意力沒有放在作業上,此時的他們到底在想些什麼?」這是實驗者很想好奇的問題。因此,他們又增加實驗的難度,開始隨機打斷參與者,問他們在想什麼。

乖乖牌參與者表示自己很專心在作業上,(心裡OS你這個問題超怪?!),但這類極專心者不是實驗者想關心的。他們更想知道說自己恍神、想作業以外的事情,還有大腦一片空白,沒有再想任何事情的人。

a.是實驗中的持續注意反應任務 (SARTs)。實驗者 要求參與者觀看一系列臉部或數字的照片,如果面部在微笑或數字為 3,則按下按鈕。b.在記錄腦電波的同時,也會被實驗者隨機詢問他們注意力的狀態。Andrillon et al.(2021)。

在腦中尋找「慢波」訊號,就可以預測你什麼時候在恍神?

這是因為,實驗者同時也用腦電圖(Electroencephalography, EEG)記錄參與者的大腦活動。腦電圖是種非侵入性大腦成像技術。主要會放置電極在頭部,記錄腦神經元的離子電流所產生的電壓波動。且能夠讓實驗者在清醒狀態下尋找睡眠訊號。

但是睡眠又分這麼多,有快速動眼時期,又有非快速動眼時期。每個時期裡面還有不同的波段,實驗者該找哪個呢?

「重點在於恍神,而不是真的睡著。」而這樣的情況,很像我們在白天清醒的時候,大腦某些區域是會進入局部睡眠(local sleep)。也就是說,會出現和睡眠非常相似的腦波:「慢波」(slow waves)。

慢波訊號,多半出現非快速動眼期第三、第四期。此時的腦波活動明顯減慢。而且也涉及神經元活動的短暫沉默。假設神經元活動的失誤,能解釋為什麼我們會出現恍神、做白日夢。

a.左圖可見清醒時的慢波波型,和睡著時的慢波波型,是有相重疊的。Andrillon et al.(2021)。

研究結果揭曉!還真的可以精準預測

接著,就來到研究最重要的一步:預測。

結果就發現,慢波在大腦出現的位置,是可以預測人們是在恍神,還是大腦一片空白的狀況!

當慢波出現在大腦前端的時候,參與者有更衝動和恍神的傾向。反之,當慢波出現在大腦後端時,參與者會有遲鈍、容易錯過反應,和大腦一片空白的傾向。

局部睡眠有沒有可能是種正常現象? 從這研究來看,答案是肯定的。因為局部睡眠似乎會默默影響我們,即便我們沒有想睡或缺乏睡眠。但有些餐與者還是會沒有意識到,在整個實驗過程中,他們大腦的某些部分正在恍神。

目前實驗者也將繼續研究注意力和局部睡眠的關係。未來將會聚焦在注意力不足過動症的族群,會否出現較嚴重的局部睡眠狀況,並進一步解釋部分注意力缺失的問題。

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參考資料