科學人／全面啟動是真的！邊睡邊複習不只能提升記憶 還可改變偏見與態度

睡眠示意圖。圖／Ingimage

現代人的生活已不只是農業社會「日出而作，日落而息」的型態，很多人希望從每天忙碌的生活中汲取更多時間並提高做事效率，睡眠就顯得有點浪費時間。隨着神經科學的進展，科學家發現睡眠並不只是被動的休息，而是具有主動性的資訊整合功能，「高效睡眠」的想法應運而生，透過在睡眠中以各種介入方式影響認知功能，期待在睡醒後有更高效的表現。

邊睡邊複習，更記得住

不少人爲了學習，想把握時間多讀點書，常會犧牲睡眠來苦讀。當然這並非適宜的方式。那麼我們有沒有可能邊睡邊學習呢？

2015年發表於《大腦皮質》的一項研究，挑戰在睡眠時複習單字。68位受試者都是以德文爲母語且不懂荷蘭文，研究人員讓他們在晚上進行德文單字－荷蘭單字的配對學習，實驗中會播放荷蘭單字的字音，同時在螢幕上會以德文呈現字義。學習後讓受試者入睡，待進入非快速動眼（NREM）睡眠期（此階段大腦與身體都處於相對穩定的狀態，也是進行記憶重整的時刻），重複播放部份先前學過的荷蘭單字，待睡醒後再次測試記憶正確率。

結果發現，受試者在睡眠時有複習過的單字，醒來後可回憶出的正確率提高了，沒有複習的單字則降低，表示在睡眠中有複習到的單字纔有機會提升記憶。對照組在睡眠時完全沒有複習單字，醒來後正確率也降低了，表示記憶的提升並非單純仰賴睡眠，有複習纔會有效果。學習後沒有入睡但有播放語音複習，正確率也降低了，表示複習加上睡眠兩者同時存在纔會有效果。

把想記住的內容，在睡眠時利用聲音、氣味等刺激再次誘發出來，讓大腦複習，這種方式稱爲「特定記憶再活化」（TMR，參見〈沉睡式學習：在夢裡療愈與記憶〉），只要可以操控成功，確實可以在不知不覺中提升記憶。

這讓人很想要有臺睡眠複習機器，在睡眠時提升學習力，就不會浪費時間。這聽來簡單，實際上要精準操作不容易。以聲音來說，首先是複習用的聲音必須精準出現在NREM睡眠期。雖然現在各種穿戴式裝置都聲稱可以偵測睡眠階段，但準確率與實驗室透過腦波與其他生理訊號而來的判斷，還有不小差距，如果無法在正確的睡眠狀態時播放聲音，不僅沒效果，也會提高睡眠中斷的風險。其次，睡眠中播放複習聲音的音量也是個難題，音量太小同樣會沒效果，太大也會干擾睡眠。

雖然精確控制不易，還是有研究人員挑戰在真實情境下的效果。2020年發表於《學習與記憶的神經生物學》的研究，找一羣大學生觀看個體經濟學（microeconomics）的課程影片，學習的同時還要聽古典樂。接着在學生於夜間睡眠進入慢波睡眠後，把古典樂以不干擾睡眠的音量再次播放。慢波睡眠是NREM睡眠期當中更爲穩定的狀態，一般所說的深度睡眠即是指這個狀態。結果發現，晚上有聽古典樂的學生隔天考試的及格率顯著較高，不過這個優勢在八個月後就不存在了，也就是說，這隻有臨時抱佛腳的效果。

不過及格與否有很多因素影響，上述研究並沒有明確測量是否強化了記憶。因此，在學習與睡眠時播放相同音樂，這樣簡單的操作是否真的有強化記憶的效果，還需研究進一步確認。此外，這些研究都是以單次複習來測試，若爲了增進各類學習而頻繁使用這類介入方式，對睡眠是否會造成干擾，也是需要更多的研究才能知道。

睡眠中改變偏見與態度

除了記憶以外，TMR或許也可以應用在改變偏見與態度，如同電影「全面啓動」的情節，在睡眠中植入一個意念，可以讓人在清醒時改變想法。但與電影不同的是，實際要產生效果並非在夢中，一般認爲在快速動眼（REM）睡眠期纔是主要會做夢的時候，不過TMR主要是在慢波睡眠時進行。

2015年發表在《科學》的研究，透過TMR來扭轉性別與種族偏見。一般懷有偏見的人會認爲女性比較不擅長數學、對黑人的觀感比較負向，研究中先要求受試者進行反偏見的配對記憶，包括看到女性臉孔與數學配對出現時，按鈕後電腦會給予聲音回饋，黑人臉孔出現時則是搭配正向字詞，例如聰明、正直。

受試者進行配對記憶之後皆躺牀睡大約60分鐘，其中一組在進入慢波睡眠時播放回饋的聲音，另一組則沒有任何介入。醒來後進行測試，發現所有人的偏見程度都降低了，播放聲音組甚至降低了50%。一星期後再測，沒有介入組的偏見程度回覆到與原先相同，但播放聲音組仍降低20%。

2019年有研究複製上述實驗，但並沒有獲得相同結果。個人的偏見或刻板印象主要透過生活當中的學習經驗而來，也就是後天所形成的記憶。而透過睡眠介入方式能否強化反向記憶，進而改變偏見？同樣還需要更多研究來確認。

TMR的操作，必須是受試者在清醒時就學習過，等到睡眠中以聲音或其他刺激來進行復習。但有沒有可能像電影情節一樣，在當事人事先不知情的狀況下，趁其睡眠時不知不覺改變此人的想法呢？

2014年發表於《神經科學期刊》的研究，在有煙癮的受試者進入睡眠第二階段和REM睡眠期時，給予兩種氣味刺激：先出現受試者喜愛的香菸味，幾秒後接着出現臭魚味。研究人員期望把受試者平常喜歡的煙味聯結厭惡的臭味，削弱他們對煙味的喜愛程度，進而減少抽菸行爲。受試者回家後需連續記錄七天的抽菸次數，結果睡眠時有聞到臭魚味的受試者抽菸次數顯著減少，而且連續七天都是如此。

個人的偏見與壞習慣多半是不自覺的，而且會是長期的認知與行爲模式，因此在清醒時難以扭轉。睡眠時大腦會進行記憶整合，就像是電腦裡的資料夾和檔案重新歸類，比較不會限制在原本的認知模式當中。然而偏見與壞習慣除了記憶以外，還會有其他因素影響，例如清醒時所處的情境、當時的情緒，單純透過記憶來改變偏見與壞習慣能否獲得足夠程度的效果，需要更多研究來了解。

半夢半醒中啓發靈感

示意圖。圖／Ingimage

人類最難能可貴的認知表現之一，就是靈感與創造力，這在清醒時往往強求不得，但在清醒與睡眠的間隙，卻有機會讓靈光乍現。傳說中愛迪生在思考觸礁、沒有靈感時，喜歡坐在椅子、手放扶手上並拿着鐵球小睡一下。一旦入睡後手自然放鬆，鐵球就會落下、發出聲響而喚醒他，醒來後常對百思不得其解的問題找到方向。（參見2022年7月號〈愛迪生的靈感小睡〉）。研究發現這方法確實可行！

2021年發表於《科學進展》的研究找了103位受試者來解決數字序列難題，他們必須從序列中看出隱藏規則，多數人都想不出來。解題未果之後，研究人員請受試者像愛迪生那樣，坐在躺椅、手裡拿着一個物品小睡一下。物品掉落而醒後，必須報告當下的感受與知覺體驗，類似報告夢境，之後繼續解題。結果顯示，在進入到淺睡（第一階段睡眠期）時喚醒，破解規則的比率高達83%，比沒入睡且破解的人高出將近三倍！但是也不能睡得太深沉。受試者進入第二階段睡眠期，醒來後破解規則的比率僅有14%。

爲什麼淺睡會有這種效果呢？創意或靈感並非憑空得來，出現之前，需要具備大量相關資訊，經過一段時間的孕育期，才得以豁然開朗。由於清醒時多少會受到過往經驗與規則的影響，因此常會無法突破框架來思考，此時往往會以腦力激盪的方式讓各種想法碰撞。如果在睡前就先思考特定主題，這些資訊在剛進入淺睡時，可能還會保留在暫存區裡，與其他資訊進行整合，就像蒐集很多資料後進行腦力激盪，拋開了現實與邏輯的框架重新發想，成爲極佳孕育靈感的時刻。

既然小睡一下就可獲得創意，是否有更精確的方式來有效啓發靈感？〈沉睡式學習：在夢裡療愈與記憶〉提到，去年美國麻省理工學院開發了手套形穿戴式裝置，名稱是Dormio，主要用來探討人的意識與非意識狀態如何交流。

這項在去年發表於《科學報導》的研究中，讓受試者小睡45分鐘來進行靈感孵化。透過手套上的感測器偵測生理訊號，來追蹤受試者的睡眠狀態，當進入淺睡狀態後五分鐘內就喚醒，並請受試者報告夢境，接着提示受試者聯想與「樹」相關的主題後再次入睡。在45分鐘的小睡中，重複上述淺睡－喚醒－再入睡的過程。受試者睡醒後進行創造力測試發現，半夢半醒時受到提示要進行樹木聯想的人，會報告與樹相關的夢境，與樹相關的創造力測試表現也更好。

看起來，如果有什麼主題需要靈感的話，戴上這類設備去睡一下，在半夢半醒時受到提示後多想想該主題，睡醒後可能會有靈感涌現，這對於研究論文或文章寫不出來的人可說是一大福音。不過這項研究只測試了特定主題，還不確定其他主題都可以有類似效果。而且更重要的是，使用者需忍受睡眠頻頻遭打斷的同時還要進行聯想作業，這應該已經會讓一些人情緒不佳吧。

雖然有其他研究發現，經歷REM睡眠期，即一般常說的做夢階段，也能夠啓發靈感，不過在淺睡時孵化靈感，或許是較快能夠在生活中實踐的方式。一來操作容易，只要在剛入睡後喚醒即可，不需要在特定睡眠階段喚醒或接受聽覺或嗅覺刺激。其次是現代人多半處於睡眠不足的狀態，在白天工作了一段時間，讓自己小睡5~10分鐘，不僅可以緩解工作壓力、放鬆身心，還有機會產生創意與靈感。唯一的困難是不能睡太久，記得設定一下鬧鐘吧。

聞香來助眠

示意圖。圖／Ingimage

上述睡眠介入方式雖然可能提升認知功能，但都需要中斷睡眠或有干擾睡眠的風險。實際上許多人需要的單純只是睡好一點、讓白天有精神，那麼透過香氣是簡單易行的方式。

2005年發表於《國際時間生物學》的研究，找了31位沒有睡眠問題的健康年輕人，在睡眠時接受間歇性薰衣草氣味或無氣味介入，結果顯示前者的慢波睡眠時間增長，隔天的情緒狀態也提升。去年發表於《前瞻神經科學》的研究則是針對高齡者，讓他們在睡眠中經歷豐富的愉悅氣味，包括玫瑰、檸檬、薰衣草等七種精油氣味，每天入睡後開始擴香兩小時，每天使用不同氣味，持續六個月後進行認知測驗，發現接受豐富氣味的人，雖然睡眠沒有顯著變化，但白天的工作記憶、注意力轉換等認知能力都有所提升。

只要香氣濃度可接受，不會對睡眠產生干擾，這方法適合大衆嘗試看看。但失眠者想要改善睡眠品質，透過香氣能改善的程度有限，還是建議透過專業治療者來澈底瞭解原因，並對症下藥。

反璞歸真，好好休息

睡眠介入技術有其立意良善的應用，例如讓高齡者強化慢波睡眠、讓認知功能衰退者改善記憶表現。但若着眼於讓一般人追求更高效能的表現，長期下來未必是好事。例如許多人認爲，睡眠是浪費時間、追求高效能就是犧牲睡眠來增加清醒的工作時間，這在短期內或許可見效，長期下來卻得不償失。想要高效能的生活，或許不該捨本逐末，只要在認真工作一段時間之後，給自己一段時間好好休息，迴歸最自然的方式纔是最佳解。

（本文出自2024.06.01《科學人》網站，未經同意禁止轉載。）