哈佛医学院(HMS)领导的研究小组对小鼠进行的一项研究报告了关于我们做白日梦时大脑中发生的情况的新见解。研究人员通过这项研究追踪了小鼠视觉皮层神经元的活动，提供了诱人的(尽管是初步的)证据，表明白日梦可以塑造大脑未来对其所见事物的反应。虽然因果关系需要在进一步的研究中得到证实，但研究小组表示，其结果提供了一个有趣的线索，即安静清醒时的白日梦可能在大脑可塑性中发挥作用，即大脑根据新经历重塑自身的能力。

科学家们还表示，他们的观察和结果与啮齿类动物和人类中越来越多的证据相一致，即在体验后进入安静的清醒状态可以改善学习和记忆。

由贝斯以色列女执事医疗中心医学教授、英国皇家医学院神经生物学教授MarkAndermann博士领导的团队在Nature杂志上报告了他们的研究结果”的论文中。皮质重新激活预测未来感觉反应，在一篇题为“

你静静地坐着，突然你的大脑脱离了这个世界，完全转向了别的事情——也许是最近的经历，或者是旧的记忆。你只是做了一个白日梦。然而，尽管这种经历无处不在，但做白日梦时大脑中发生的事情在很大程度上却一直困扰着神经科学家。

科学家们花费了大量时间研究神经元如何重播过去的事件以形成记忆。研究小组指出：“许多离线记忆巩固理论都认为，在显着的感觉体验期间激活的神经元模式将被忠实地重新激活，从而稳定该模式。”“根据定义，重新激活是类似于最近经历中发生的活动模式。”大多数研究都集中在海马体中神经元的活动，海马体是一个海马形状的大脑区域，在记忆和空间导航中发挥着关键作用。相比之下，对其他大脑区域(包括视觉皮层)神经元重放的研究却很少。这些努力将为了解视觉记忆的形成方式提供有价值的见解。正如作者进一步指出的那样，“首先在海马体中观察到并最常研究，在杏仁核、前额叶皮层、视觉皮层和其他地方也观察到了重新激活。”

安德曼说：“我的实验室开始感兴趣的是，我们是否可以从视觉皮层中足够的神经元进行记录，以了解小鼠到底记住了什么，然后将这些信息与大脑可塑性联系起来。”在他们报告的研究中，研究小组追踪了小鼠大脑视觉皮层神经元的活动，而这些小鼠仍处于安静的清醒状态。研究小组反复向小鼠展示两张图像中的一张，每张图像都由不同的灰色棋盘图案和斑驳的黑白方块组成。在图像之间，小鼠花了一分钟时间观看灰色屏幕。研究小组同时记录了视觉皮层中约7,000个神经元的活动。

他们解释说：“……我们记录并追踪了外侧视觉皮层中大约6,900个神经元在几天内同时的活动，而小鼠被动地观看相同刺激的良好控制的呈现，这些刺激之间间隔一分钟长的刺激间隔，在此期间应该发生重新激活。”

研究人员发现，当小鼠观看图像时，神经元会以特定模式放电，并且这些模式的差异足以区分图像一和图像二。更重要的是，当老鼠看着图像之间的灰屏时，神经元有时会以与老鼠看图像时相似但不完全相同的模式放电。这表明动物正在对图像做白日梦。这些白日梦只有在老鼠放松时才会发生，其特点是行为平静和瞳孔小。

此外，小鼠一天中最初几次白日梦的活动模式可以预测大脑对图像的反应将如何随着时间的推移而变化。“我们想知道这种白日梦过程在神经生物学层面上是如何发生的，以及这些安静反思的时刻是否对学习和记忆很重要，”第一作者、英国皇家医学院布拉瓦尼克研究所的博士生NghiaNguyen说。

毫不奇怪，老鼠对最近的图像做的白日梦更多，研究结果表明，它们在一天开始时的白日梦比一天结束时更多，因为它们已经看过每张图像数十次。但研究人员也有了一个完全出乎意料的发现。在一天中，以及在不同的日子里，老鼠观看图像时看到的活动模式发生了变化——神经科学家称之为“表征漂移”。然而这种漂移并不是随机的。

随着时间的推移，与图像相关的模式变得更加不同，直到每个模式都涉及一组几乎完全独立的神经元。值得注意的是，小鼠在最初几次关于图像的白日梦中看到的模式可以预测当小鼠稍后查看图像时该模式会变成什么。安德曼说：“随着时间的推移，大脑对同一图像的反应会出现偏差，而这些早期的白日梦可以预测这种偏差的走向。”该团队进一步指出，“......我们可以仅使用重新激活的速率和内容来准确预测刺激反应的未来变化以及对不同刺激的反应的分离。因此，重新激活可能会导致感觉皮层反应模式的逐渐漂移和分离，从而增强感觉辨别力。”

最后，研究人员发现视觉皮层的白日梦与海马体的重放活动同时发生，这表明这两个大脑区域在这些白日梦期间进行了交流。他们写道：“在视觉刺激后的一分钟内，我们观察到短暂的、刺激特异性的重新激活，通常伴有海马尖波波纹。”根据研究结果，研究人员怀疑这些白日梦可能积极参与大脑可塑性。

“当你多次看到两个不同的图像时，区分它们就变得很重要。我们的研究结果表明，白日梦可能会引导与两张图像相关的神经模式远离彼此，从而引导这一过程。”Nguyen说。“因此，重新激活可能会导致感觉皮层反应模式的逐渐漂移和分离，从而增强感觉辨别力，”作者补充道。虽然承认这种关系需要通过未来的工作来确认，但Nguyen补充说，学习区分图像应该有助于小鼠将来对每个图像做出更具体的反应。

接下来，研究人员计划使用他们的成像工具来可视化视觉皮层中各个神经元之间的连接，并检查当大脑“看到”图像时这些连接如何变化。安德曼评论道：“我们正在追踪这99%未经探索的大脑活动，结果发现视觉皮层中有如此丰富的内容，以至于没有人知道。”

人们的白日梦是否涉及视觉皮层的类似活动模式是一个悬而未决的问题，答案需要额外的实验。然而，有初步证据表明，当人类回忆视觉图像时，也会发生类似的过程。先前的研究表明，当人们被要求详细回忆图像时，视觉皮层的大脑活动会增加，而其他研究也记录了在这样的回忆过程中，视觉皮层和海马体出现一阵电活动。

对于安德曼和同事来说，他们新报告的研究和其他研究的结果表明，为安静醒来的时刻腾出空间可能很重要，因为这些时刻会导致白日梦。对于鼠标来说，这可能意味着暂停查看一系列图像，而对于人类来说，这可能意味着在智能手机上滚动时暂停一下。

安德曼总结道：“我们非常有信心，如果你从不给​​自己任何清醒的休息时间，你就不会发生那么多的白日梦事件，这对于大脑的可塑性可能很重要。”

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