EP02-捕捉睡眠中的灵光乍现 #
引入 #
大家好，欢迎收听第二期笨学指南，我是郑鹤。
摘要 #
1865 年的某天，化学家凯库勒梦见「一条蛇咬着自己的尾巴」，之后他画出了苯环的结构；1889 年，理论物理学家爱因斯坦在一次访谈中说「睡觉就是浪费时间」。他在打盹前要在手里握着一个小球，一旦自己睡着，手掌肌肉放松，小球就会落到地上，叫醒自己。通过这种方式，他说自己能捕捉到那一瞬间获得的思考；无独有偶，1948 年，超现实主义画家萨尔瓦多·达利在自己的书《50 Secrets of Magic Craftsmanship》中，说自己的创作绝招是握着一把钥匙打盹儿。钥匙下面是一个盘子，一旦入睡，钥匙落到盘子上，自己就会带着灵感苏醒。
当我们只把这些故事当作科研趣谈时，一个研究团队却决定一探究竟。去年 12 月，其研究成果被发表在期刊「Science Advances」上，他们的实验初步证明：刚入睡的一段时间确实能够激发人的创造力。
本期我们就来聊聊这篇文章「Sleep onset is a creative sweet spot」，一起了解在睡觉中创造的秘密。
正文 #
完成这项研究的是一个来自法国的团队，在介绍他们的工作之前，我们有必要先了解一下睡眠的主要阶段。
睡眠的主要阶段 #
我们一次完整的睡眠会包含三到四个周期，每个周期分两个阶段：它们是非快速眼动 (non-rapid eye movements) 阶段和快速眼动 (rapid, eye movements) 阶段。这里的快速眼动就是指眼球快速移动。在非快速眼动阶段中，我们的身体处于自我修复和生长的状态；而快速眼动阶段就是我们做梦的阶段，做梦的时候，我们的肌肉会处被麻痹，身体无法移动，所以曹操的「梦中杀人」其实无法实现。每个睡眠周期由一次非快速眼动和一次快速眼动阶段构成，总共持续 1-2 小时。
非快速眼动阶段又可以根据睡眠的深浅分为 3 个阶段，N1、N2 和 N3。在 N1 阶段，我们的眼睛虽然闭着，但很容易醒过来，这个阶段可能持续 5-10 分钟；在 N2 阶段，我们进入轻度睡眠，心率变慢，体温降低，身体在为深度睡眠做准备，这个阶段可能持续 10-25 分钟；在 N3 阶段，我们将进入深度睡眠，一般进入这个阶段的人很难被唤醒，一旦被吵醒，人会感到混乱和迷失，这种感觉可能会持续好几分钟，也许这就是起床气的根源。
本次实验的主角就是非快速眼动睡眠的 N1 阶段，实验发现 N1 阶段和创造力的激发存在显著的关系。
实验设定 #
研究人员邀请了 103 名志愿者参与这次实验，我们称他们为被试。所有被试的任务都是做数学题。这些数学题是精心设计的一种推导题，根据一串数字，推导出一个最终数字。每道题都可以通过遍历所有数字，应用给定的规则推导出结果，在熟悉规则后，一次推导大约需要十几秒。但这些题都暗藏一条相同的捷径，可以不用遍历整串数字就得到推导结果，如果发现这个机关，一次推导只需要 2-3 秒。
在实验开始后，每名被试需要在研究人员的指导下先完成 2 组题目，每组各 30 道。研究人员的指导只包含遍历所有数字的推导规则。完成 2 组题目后，每名试者会被邀请去休息室休息 20 分钟，休息室里有一个躺椅，被试需要用右手握住一个物体，以半躺着的姿势闭上眼睛休息，如果睡着导致物体落地，他们需要报告自己在醒来之前脑中的任何思考。在休息过程中，研究人员会通过仪器采集被试的各方面数据，如脑电图、眼电图、肌电图等等。休息完毕后，被试需要接着独自完成剩余 9 组题目，他们完成每道题花费的时间会被完整记录。
实验结果 #
这个实验的结果如何呢？我们先看看被试们发现解题捷径的情况。在 103 名被试中，16 人在休息前就已经发现了解题的捷径，他们的数据在实验结果分析中被提前排除。剩余 87 人中，一共有 37 人在休息之后发现了解题的捷径。
接下来我们就要结合他们在休息过程中的睡眠情况进行分析。根据在被试休息过程中采集的数据分析，研究人员将有效的 87 名被试的睡眠情况分为三组：第一组是「假寐组」，共 49 人，他们全程没有入睡；第二组是「N1 组」，共 24 人，他们至少经历了 30s 以上的 N1 阶段，且未进入后续的 N2 阶段；第三组是「N2 组」，共 14 人，他们至少经历了 30s 以上的 N2 阶段，其中「N2 组」中的 12 人也经历了 N1 阶段，剩余 2 人直接跳过了 N1 阶段。
那么这三组被试中分别有多少人找到了解题的捷径？「假寐组」共 49 人，其中 15 人发现了捷径；「N1 组」共 24 人，有 20 人发现了捷径；「N2 组」共 14 人，有 2 人发现了捷径。通过统计分析，「N1 组」被试在发现捷径上的表现要显著优于其它两组。也就是说，进入 N1 状态有利于人们在创造性上取得更好的表现，但如果进而进入 N2 状态，这种创造性会得而复失。所以这里存在一个睡眠甜区，也就是文章标题中的 「sweet spot」，需要醒得恰到好处。
最后我们看看爱因斯坦的握球绝技是否有效。在成功进入睡眠的 33 位被试中，只有 5 人进入了 N2 阶段，说明握球法可能通过阻止被试进入 N2 阶段的方式来帮助他们获得更好的创造力。但没有证据表明这种方法能够帮助人们找到真正的睡眠甜区，也就是最佳苏醒时间。
值得一提的是，发现捷径的被试平均在第 94 次尝试，也就是休息后的第 4 组推导题中，发现了捷径。这说明：进入 N1阶段后醒来给人们带来创造力的方式并不是帮助我们在睡眠中直接获得解决方案，而是给我们灵感，或者激发灵感的脑部环境，让我们能够在后续的尝试中发现有创造力的解决方案。
结尾 #
以上就是本期的主要内容。按照惯例，又到了思考题时间：「化学家凯库勒在梦见了什么画面之后，画出了苯环的结构？」欢迎您将答案留在评论区中。本期节目的所有参考资料都放在简介中供您查阅，最后，感谢您的收听，欢迎点赞、评论、转发、关注，我是郑鹤，下次睡觉的时候，记得手里握把钥匙，我们下期再见。