研究人员在理解白日梦如何影响大脑方面取得了突破性进展。通过研究小鼠，他们发现视觉皮层中的神经元在安静清醒状态下会以类似于观看实际图像时的模式放电，这表明存在类似白日梦的活动。这一发现表明，白日梦可能会影响大脑随时间处理视觉信息的方式，并可能促进大脑可塑性。研究强调了安静清醒状态的重要性及其在学习和记忆中的潜在作用。

关键发现

1. 视觉皮层神经元活动：小鼠在安静清醒状态下，视觉皮层神经元会以类似于观看实际图像时的模式放电，暗示了白日梦的存在。

2. 白日梦与大脑可塑性的联系：早期的白日梦可以预测未来大脑对图像的反应变化。

3. 视觉记忆的形成：这项研究揭示了视觉皮层在形成视觉记忆和处理体验中的重要作用。

来源：哈佛大学

研究背景

你静静地坐着，突然大脑脱离了现实世界，开始漫无目的地游走——可能是回忆最近的经历，或是重温旧记忆。这就是白日梦。尽管这种体验普遍存在，但科学家们对白日梦期间大脑的活动知之甚少。

2023年12月13日发表在《自然》杂志上的一项研究，由哈佛医学院的研究人员领导，向揭开这一谜题迈出了一步。研究团队追踪了小鼠在安静清醒状态下视觉皮层神经元的活动，发现这些神经元偶尔会以类似于观看实际图像时的模式放电，表明小鼠可能在“思考”或“白日梦”关于图像的内容。

研究方法

研究人员反复向小鼠展示两张不同的图像（由灰色和黑白方块组成的棋盘图案），并在图像之间让小鼠观看一分钟的灰色屏幕。同时，他们记录了视觉皮层中约7000个神经元的活动。

研究结果

1. 神经元放电模式：当小鼠观看图像时，神经元会以特定模式放电，且不同图像的放电模式足以区分。

2. 白日梦的迹象：在观看灰色屏幕时，神经元偶尔会以与观看图像时相似但不完全相同的模式放电，表明小鼠可能在“白日梦”关于图像的内容。

3. 预测未来反应：小鼠在一天中的早期白日梦模式可以预测未来对图像的反应变化。

4. 海马体与视觉皮层的联系：视觉皮层的白日梦活动与海马体的回放活动同时发生，表明这两个脑区在白日梦期间存在交流。

研究意义

1. 大脑可塑性：研究结果表明，白日梦可能通过引导与图像相关的神经模式分离，促进大脑可塑性。

2. 学习与记忆：安静清醒状态下的白日梦可能对学习和记忆有重要影响。

3. 未来研究方向：研究人员计划进一步研究视觉皮层中单个神经元之间的连接，并探索这些连接在“看到”图像时的变化。

专家观点

• Nghia Nguyen（研究第一作者）：“我们希望了解白日梦在神经生物学层面的机制，以及这些安静反思的时刻是否对学习和记忆至关重要。”

• Mark Andermann（资深作者）：“我们发现大脑对同一图像的反应会随时间漂移，而早期的白日梦可以预测这种漂移的方向。”

对人类的意义

尽管研究基于小鼠，但初步证据表明，人类在回忆视觉图像时也可能发生类似的过程。哈佛大学的Randy Buckner教授的研究显示，当人们被要求详细回忆图像时，视觉皮层的活动会增加。其他研究也记录了视觉皮层和海马体在回忆期间的活跃电活动。

研究人员建议，为安静清醒状态留出空间可能对大脑可塑性至关重要。对于人类来说，这可能意味着从智能手机的滚动中短暂休息。

研究团队与资助

作者：Nghia Nguyen、Andrew Lutas、Oren Amsalem等
资助：国家防御科学与工程奖学金、霍华德·休斯医学研究所Gilliam奖学金、美国国立卫生研究院（NIH）等。

结论

这项研究揭示了视觉皮层中未被充分探索的丰富活动，并表明白日梦可能在塑造大脑对视觉信息的处理中发挥重要作用。未来的研究将进一步探索这一现象在人类中的表现及其对大脑可塑性的深远影响。