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深睡時,發生了什麼?

深睡,也就是前一章提到的快速動眼睡眠的第三階段,是最深的睡眠。在這個時候,身體的所有運作都降到最低,可以說是進入一種最深的休息狀態。

從腦電圖的特色來看,深睡,又稱為慢波睡眠(slow wave sleep),也就是在這個階段,腦波變得非常慢,甚至出現了愈來愈多的δ波。希望你還記得δ波是最慢的波,每秒振動1〜3次,一個人在昏迷時的腦波就是這個頻率。這種波,在正常狀況下,只有在深睡時才有。

當δ波佔了腦波的一定比例,例如20%,甚至超過50%,代表腦部愈來愈多的腦細胞在同步地慢慢振動。很有意思的是,這種同步,是自然而然不費力的。如果有一點費力,也就不能稱為深睡了。

一個人如果睡不夠,隔天自然會有比較多的深睡,直到睡得夠了,尤其是深睡足夠,快速動眼睡眠才會增加。然而,一個人刻意睡得比平時更久,不見得會有足夠的深睡。不過,如果睡得少,隔天卻沒有疲憊的感覺,也許就是深睡足夠了。

深睡時,腦部的代謝和血液流量都會下降,大概只到平時清醒狀態的75%。從意識的層面來說,深睡本身就是一個相當明顯的「超常意識狀態」(altered state of consciousness)。這個詞,過去也被用來描述透過靜坐或藥物所進入的意識狀態。然而,大多數人都沒想過,不需要藥物,也不需要刻意練習,我們的身心本來就知道怎麼進入這種狀態。

我過去不喜歡用「超常意識狀態」這個詞,尤其"altered"在英文裡含著「異常」的意思,好像這種狀態不正常。事實剛好相反,從我的角度,這是我們最不費力、最根本的意識狀態,才有那麼大的修復的作用。這一點,是我透過「全部生命系列」不斷重複的。

深睡,能讓頭腦從平常運作恢復過來。包括支持神經系統運作的神經膠細胞(glial cell)也在深睡中補充糖類,來提供腦部運作所需的能量。

這裡提到神經膠細胞,其實它就是腦部的纖維母細胞(fibroblast)。1980年代,我剛從洛克菲勒大學的布朗克實驗大樓四樓遷到二樓,負責一個獨立的實驗室。我當時很年輕,身邊的同事都非常資深而已經相當有成就,例如1972年定出抗體結構而得到諾貝爾獎的艾德曼(Gerald Edelman)的實驗室就在九樓。而神經膠細胞,正是艾德曼得獎之後去鑽研的領域。

纖維母細胞,是人體最普遍存在的細胞。過去,一般人都把纖維母細胞和神經膠細胞當作是一種輔助、支持的系統,只扮演次要的角色。然而,從分子醫學的角度來看,它具有身體其他所有細胞的潛能,就類似於胚胎的幹細胞。

回到睡眠,其實,我們進入深睡,生長激素的分泌會達到最高,交感神經的作用也會下降,讓副交感神經系統的放鬆作用浮出來,而把交感與副交感神經系統的平衡找回來。或者,再換句話說,也就是讓我們身心完全放鬆——對我而言,這才是最重要的作用,而是我在這本書想要多談的。

反過來,假如我們在清醒的時候,以各種方法活化副交感神經系統,讓身心放鬆,我們不只睡眠會比較好,還更容易進入深睡。這一部份,我在這本書還會繼續深入。

值得注意的是,這一章談的深睡,其實包括了兩個層面。一個是有夢的,另一個是無夢深睡的狀態。前面也提過,夢,不是動眼睡眠的專利。在快速動眼的睡眠,其實也有夢,只是我們通常不會記得。

無夢的深睡,是我透過「全部生命系列」特別強調的一個狀態,也就是前面所講的根本態。這種狀態不光讓我們身體達到徹底的休息,它本身也是最原始的狀態,接近我過去所講的「覺」。這種覺,倒不是覺察到什麼,而是輕鬆的、根本的覺。這種狀態,本身帶來解答人生的一個重要的鑰匙,我會在下一本書《清醒地睡》表達得更清楚。

深睡的狀態,讓腦部所帶來的休息和恢復的作用,其實對學習和認知是相當有幫助的。然而,這一點,可能和大多數華人所相信的,剛好相反。華人在學習上相當強調苦讀的重要性。甚至推崇古人讀書為了怕睡著,把繩子一端綁在頭髮上,另一端綁在屋梁上,只要打瞌睡,頭一低,也就痛醒過來了。不只如此,還有故事很生動地描述,古人讀書時在手上拿一把椎子,只要一睏,就往大腿上刺下去。總之,就是不讓自己睡著。

這種例子,我們現在也許會覺得太極端,是很遙遠的古人才這麼做的。但是,仔細體會我們對孩子的要求,也不見得比古人輕鬆到哪裡去。現代的教育透過不斷補習再補習,用各種大考、小考、指考、學測衡量學習成果,自然給學生帶來壓力。壓力大了,孩子睡不著,難免想透過熬夜,在短時間內集中學習。但是,考完之後,也就把所學的內容給忘記了。

我們有時擔心孩子不夠聰明,總想幫孩子安排一切。卻忘了孩子其實一點都不傻,他本來就可以找出自己的一條路。舉例來說,從學習的角度來說,並不是熬夜苦讀就能學得好,反而是愈輕鬆,學習的效果愈好。

該睡,就去好好休息。科學家透過實驗證實,剛學會一種數學解題法就去好好睡覺的人,比起沒有睡的人,更可能自己找出比較簡單的解法。如果我們看過一組數字後,就去好好睡一覺,也更容易察覺數字之間的微妙關聯1。我們以為學習會在睡眠時中止,大概沒料到,睡眠反而可以提升認知和解題的能力。

我因為多年在教育界的機緣,也常常和同事分享——每個人往往是在最輕鬆的狀態下,心甘情願投入學習,而且可以得到結果。甚至,我們在輕鬆的心情下接受到的資訊,反而是最難忘的。想想我們自己,在當學生的時候,會選擇投入一個領域,可能是因為在修這門課時,老師的態度讓我們覺得很輕鬆,很自在,而且還讓我們學得更好。心裡沒有障礙,沒有壓力,也自然讓我們想投入。

我也一直主張,給孩子的教育,除了專業的訓練,更要配合文學、藝術、哲學的素養。也要給學生一定的彈性,讓他可以輕輕鬆鬆學得好,而走出自己的一條路。但可惜的是,在這一點上,我的想法和一般的教育家(尤其在亞洲)都是顛倒的。但是,只要我們仔細觀察身邊的孩子和他們對教學的反應,就會發現,我這裡所講的是再合理不過了。

很有意思的是,有些強調創意的企業也知道適當休息的重要性,還會在辦公室設立小睡專用的區域,讓員工在白天需要時可以小睡一下。這麼做,不只是為了讓員工精神飽滿,還是希望他們可以更快找出解決方案,提出更有創意的作法,也就是一種正向管理。我自己也認為,要帶動團體,最好採用正向鼓勵和稱讚的作法。透過正向的管理,不只是讓人放鬆,更影響環境中每個人一天的心情,甚至影響一個人對人生的看法。

我們可能認為,只有人可以透過整合而從經驗中學習,其實,動物也是一樣。美國柏克萊大學的神經科學家進行了老鼠走迷宮的實驗2,每次只要老鼠找到出口,就給它一些甜點作為獎勵。這種實驗,對研究認知功能的科學家而言,可以說是家常便飯。許多對記憶和學習功能的重大發現,就是科學家在讓老鼠不斷走迷宮的過程所歸納出來的。接下來,他們觀察這些老鼠進入迷宮的腦部變化,發現每次老鼠找到出口,就會活化腦部一組特殊的神經細胞。當天晚上,老鼠深睡之後,也會活化同一組細胞,但活化的速度比白天清醒時更快。就好像老鼠雖然睡著了,還在不斷重複尋找出口。經過深睡活化腦部細胞,隔天,老鼠找到迷宮出口的速度也更快,效率更高。

威斯康辛大學麥迪遜分校的睡眠研究專家也提出,深睡的慢波可能是在清除神經之間的連結,而慢波中有時會爆發出一種既短又快的腦波(又稱睡眠紡錘波,sleep spindles)則將短期記憶轉成長期記憶3。換句話說,在深睡中,睡眠紡錘波就像把資訊從電腦的記憶體寫入硬碟,將原本只是暫時使用的短期記憶,變成固定在腦海裡的長期記憶。而另一方面,深睡的慢波好像可以洗掉多餘的神經連結,讓隔天又是一個全新而乾淨的開始。

這些結果都在暗示著,透過睡眠,尤其是深睡,可以重新建立神經的連結,重新塑造我們的大腦,而改善記憶力,帶來學習的效果。深睡,就像是一座橋梁,將短期記憶整合到長期記憶,讓我們得到更大的藍圖。

其實,類似的實驗是數不完的。過去科學家也試著用各式各樣的生物來做研究,用幾本書都講不完。也許你還記得,我在《全部的你》提過,如果我們要突破,一定要跳出既有的框架,站在更高的階層來看眼前這同一個主題。深睡,透過全部的休息,不光可以強化記憶和學習的迴路,讓人可以更容易調出記憶。透過更深的無夢深睡,更是完全跳出眼前任何邏輯帶來的思考範圍,只有這樣子,才可以突然跳出原本的範疇,而帶給我們「突破」。

深睡不光是影響記憶和學習,更是對我們腦的架構不斷地重新設定。也許你還記得,我在《靜坐》將這種機制當作神經迴路的強化。也就是透過不斷地強化一個路徑,去建立新的迴路。而這種迴路的強化,是在最放鬆的休息中,比如睡眠或靜坐所達到的。

我也提過,要改變種種的習慣或習氣,最輕鬆的方法是建立新的神經迴路。也就是在最不費力的過程,讓身心找到阻力最小的路徑。這種阻力最小的路徑,其實就是螺旋。就連整個宇宙的成立,也是透過螺旋的方式而爆發出來的。

當然,回到深睡,除了認知和學習,它還帶來其他層面的整頓和淨化。這一點,我接下來會繼續談。

有用的幾個重點:

✔ 深睡,為頭腦帶來最深的休息。

✔ 深睡讓頭腦恢復過來,科學家認為是從神經細胞的層次,重新塑造我們的大腦,而有助於記憶的整合與學習。

✔ 其實,我們都一樣,是在身心最放鬆的狀態下學習,才會難忘。

✔ 深睡,透過全部的休息,不光可以強化記憶和學習的迴路。透過更深的無夢深睡,更完全跳出眼前任何邏輯所帶來的思考範圍。這種「突破」,我希望每個人都能親自去體驗。

✔ 要改變習氣,最重要的是讓身心找到阻力最小的方式,進而建立新的迴路。


1 Stickgold, Robert. "Sleep-dependent memory consolidation." Nature 437.7063 (2005): 1272.

2 Walker, Matthew P., and Robert Stickgold. "Sleep-dependent learning and memory consolidation." Neuron 44.1 (2004): 121-133.

3 Tononi, Giulio, and Chiara Cirelli. "Sleep and the price of plasticity: from synaptic and cellular homeostasis to memory consolidation and integration." Neuron 81.1 (2014): 12-34.