来源头条作者:中国生物技术网我想，大家应该都做过噩梦吧？比如梦到被大怪兽追着跑……自然也跟大院er一样有过在梦中惊醒的体验，甚至醒来后还得警惕地四周看看，久久不能平息，你知道为啥你会做噩梦，又为啥会被惊醒吗？

（图片来源：veer图库）

为什么会做噩梦？

俗话说，日有所思，夜有所梦，弗洛伊德认为梦是日常场景的汇总，是潜意识思维的体现。也有人认为做梦是在给记忆的大树修剪枝丫，帮助我们消化各种事件信息。

其实，做噩梦的原因有很多种，不当的睡眠姿势、近期的压力、疾病状态都可能会引发噩梦。要理解梦的发生，我们还得先了解一下睡眠结构。

正常的睡眠周期包含两种状态，即非快速眼动睡眠（non-rapid eye movement，NREM）和快速眼动睡眠（rapid eye movement，REM）。两种睡眠状态有什么不同呢？

顾名思义，REM睡眠（快速眼动睡眠）时，我们的眼珠子在快速地转动，而NREM睡眠时则没有。（不信？你拍一整晚自己睡觉时的样子看看）

从大脑活动讲，除了眼动以外，NREM睡眠状态的脑电波和脑血流变化与REM睡眠状态也完全不同。NREM睡眠又称慢波睡眠，特点是全脑神经元同步化放电，大脑处于低活动状态；而REM睡眠期间大脑高度活跃，呈现快速，去同步化放电。

从睡眠结构上讲，在睡眠中有大约75%左右的时间人是处于NREM睡眠状态的,只有25%左右的时间处于REM睡眠状态下，REM睡眠发生在NREM睡眠之后，两者交替进行，REM睡眠状态时人更容易醒来。

清醒，NREM和REM睡眠的脑电波形和脑血流差异

（图片来源：参考文献）

1937年，德国科学家Richard Klaue首次在猫上记录到了快速电活动，发现了REM睡眠的存在。1953年，Science发表论文报道了REM睡眠的快速眼球活动，并将其与做梦联系起来，之后半个多世纪以来，REM睡眠与做梦似乎总是形影不离。

近些年来研究发现做梦并不是REM睡眠所独有，在NREM睡眠下也会做梦，但研究者们认为最栩栩如生的梦还是发生在REM睡眠期间。有关REM睡眠功能的假说很多，有的认为REM睡眠在神经发育、记忆、摄食等方面有调控功能；有的认为REM睡眠中的动作与梦中场景移动有关；还有的认为REM睡眠是对清醒时寻找食物的需求减少的补偿……

但这些假说似乎都不能解释为何做梦后醒来会变得更加警觉。

想睡觉但有危险怎么办？

在漫长的进化史中，人类站在食物链的顶端只是近几千年的事情，早期的人类也跟动物一样面临着天敌的威胁，要为野外生存而战。而睡眠中的动物肌肉松弛，对环境感知下降，在危机四伏的自然界中睡觉是一种高风险行为，增加了其被天敌捕获的几率。

但睡眠对个体来说是一种必要的行为，从刺胞动物（无神经元）到线虫、果蝇、斑马鱼，再到哺乳动物、高级灵长类动物，都存在着睡眠或睡眠类似状态。科学家在对果蝇睡眠剥夺对其身体机能影响的研究中发现，长时间的睡眠剥夺会导致果蝇死亡。这说明我们需要睡眠来进行个体维持和修复，但是在睡眠过程中又存在危险，怎么办呢？

（图片来源：pixabay图库）

1966年美国心理生理学家Frederick Snyder提出了关于REM睡眠的“哨兵”假说（sentinel hypothesis）。该假说认为周期性的REM睡眠后常伴随着短暂的觉醒，可以激活动物以搜寻环境中可能的危险。中国科学院深圳先进技术研究院、深港脑科学创新研究院王立平团队多年来一直进行本能恐惧行为神经机制研究，针对处理本能行为的大脑本底结构特征，他们猜测一定具有保守性和节能性。

现实生活中，很多人受到睡眠问题的困扰。与压力恐惧相关的精神疾病如抑郁症，创伤后应激障碍中都出现了显著的REM睡眠的增加，但其机制还是未知的，出现REM睡眠改变的精神疾病多与恐惧情绪的失调有关，而这从演化上讲，可能就与动物保守的天敌防御功能有关。从这些临床中常见的现象出发，结合他们团队前期建立起来的本能恐惧反应的研究体系，他们设计了实验来研究睡眠是否能够响应天敌的威胁并探索背后可能的神经机制。

天敌在可睡不了好觉

狐狸是小鼠的天敌，在清醒状态下，狐狸尿液气味（TMT）可以迅速引起小鼠的本能恐惧逃避行为。那么在睡眠状态下小鼠是否会响应这种天敌气味的刺激呢？研究人员进行了这个实验(如下图右所示，在记录小鼠脑电的同时给予小鼠TMT刺激)。

小鼠：谢谢，确实醒的很快，下次不要试了

（图片来源：参考文献）

研究发现在REM睡眠阶段给予小鼠TMT刺激，小鼠醒来的速度明显比在NREM睡眠阶段给予刺激要更快。而用闻起来像肉桂面包味的香气和臭鸡蛋气味的气体刺激小鼠都没有这种效果。

这就很有意思，REM睡眠似乎特异性地响应天敌威胁进而引起快速觉醒，显示其可能扮演着睡眠中“哨兵”的角色，可以在感知到环境中的危险时迅速唤醒大脑。

不仅如此，使用研究团队自主研发的小动物眼动检测方法，他们发现在REM睡眠阶段用TMT唤醒老鼠会表现出更高的觉醒程度，如下图所示REM期间醒来瞳孔放大程度更大。

REM和NREM睡眠下对天敌刺激的响应

（小鼠：为了生存，我也是可以很拼的，睡不睡觉的，暂时不重要）

（图片来源：参考文献）

睡还是不睡，谁说了算

为了阐明REM睡眠状态下小鼠响应天敌刺激进而快速觉醒的神经环路机制，该团队综合各类前沿的神经科学研究方法，解析了一条小鼠大脑中从丘脑底核（mSTN）促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）神经元投射到外侧苍白球（LGP）的神经环路介导了REM睡眠下对天敌刺激的响应。

他们发现mSTN中的这群CRH神经元不仅在维持REM睡眠稳定性中发挥着重要的作用，并且对天敌危险信息特别敏感。抑制这群神经元减少了REM睡眠的长度，但延长了天敌刺激诱发觉醒的潜伏期。

在动物觉醒情况下，这群神经元同样参与对天敌恐惧刺激的调节，这项研究近日发表在Neuron杂志（点击文末“阅读原文”直达论文），并首次证实了REM阶段睡眠具有潜在“防御天敌”的功能，并揭示了共同调控REM睡眠与本能防御行为的神经环路。

临床上发现REM睡眠的异常与抑郁症等精神疾病有很高的共患率。该研究为精神疾病中REM睡眠的失调提供了可能的解释，为睡眠障碍及本能恐惧失调相关精神疾病共患病的诊断与治疗提供了可能的靶点。

不过，在现代生活中，人类并不需要应对自然状况下的天敌，原本保守的天敌防御环路可能被应用于应对社交压力等外界刺激，所谓“人无压力轻飘飘，一有压力睡不好”。这是演化留给我们的“财产”，有助于我们应对可能的危险，但长期压力状态下可能引起整套防御系统的失调，导致精神疾病的发生。

所以，大家还是要适当给自己释压，好好睡个觉呀~

参考文献：

[1] Bergel, A., Deffieux, T., Demené, C., Tanter, M., and Cohen, I. (2018). Local hippocampal fast gamma rhythms precede brain-wide hyperemic patterns during spontaneous rodent REM sleep. Nat Commun 9, 5364.

[2] Anafi, R.C., Kayser, M.S., and Raizen, D.M. (2019). Exploring phylogeny to find the function of sleep. Nat Rev Neurosci 20, 109-116.

[3] Snyder, F. (1966). Toward an evolutionary theory of dreaming. Am J Psychiatry 123, 121-142.

[4] Tseng, Y., Zhao, B., Chen, S., Ye, J., Liu, J., Liang, L., Ding, H., Schaefke, B., Yang, Q., Wang, L.N., et al. (2022). The subthalamic corticotropin-releasing hormone neurons mediate adaptive REM-sleep responses to threat. Neuron 110.

作者单位：中国科学院深圳先进技术研究院