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原标题:或影响人类注意力,你睡着了

浏览次数:129 时间:2019-10-03

像人类一样的机器人是否会让你紧张不安?你不是唯一这样想的人。不过,一项最新研究发现,这种警惕性可能是有益的,能让你更好地把注意力集中在手头的任务上。

在周星驰的经典电影《武状元苏乞儿》中,苏灿梦中学艺,领悟了丐帮绝学“睡梦罗汉拳”。这样的情节或许并非只是异想天开,在睡眠中进行习也许真的有可能成为现实。近年来,科学家们逐步发现,睡眠并不只是“一闭一睁,一天过去了”这么简单,我们的大脑在睡觉时依然能接收到外界的信息。在最新一期的《当代生物学》(Current Biology)上,法国社会科学高等学院的席德·奎德(Sid Kouider)团队指出:人在睡眠中对语音依然有一定的分辨能力。

随着类人机器人在人们的日常生活中正变得越来越常见,科学家想知道它们的出现会如何影响人类的想法和行为。

图片 1梦中学拳法可能有点天马行空。但研究人员指出,在睡着时将单词归类,人类还是能做到的。图片来源:视频截图

研究人员让58人接受了测量注意力的常见测试。他们向受试者展示了一系列以不同颜色打印的单词,并让其忽略单词本身,而注重辨别颜色。受试者作出反应的速度有多快决定了他们的得分。每人接受两次测试——第一次自己一个人,第二次则面对一套新的单词,同时像人一样的机器人站在1.5米远的地方“注视着”他们完成60%的任务。

“睡眠是一种非常有趣的生理活动。和大家所想象的不同,在睡觉时大脑并不是完全‘关闭’的,很多的区域依然保持活跃。”奎德向果壳网介绍道,“我们想要检验大脑在无意识的状态下是否仍然能指导人们提取信息、处理信息并做出反应。”

在测试前,受试者和机器人熟悉了一下,问了后者一系列预先写好的问题。机器人被设置成要么作出友好且肯定的回答,要么给出厌烦且否定的答案。

但是,我们又怎么才能从睡着的人身上获取答案呢?针对这一难点,奎德设计了一个精彩的实验,他利用大脑的偏侧性进行检测——众所周知,人类的大脑分为左右两半,其中左脑更多地控制身体右侧的活动,右脑反之。在受试者处于清醒状态时,奎德向他们朗读一些英文单词,并要求受试者通过左右手的按钮把这些单词划分为“动物”或者“静物”。

接触到“坏脾气”机器人的受试者在单独一人时以更快的速度完成了测试。研究人员在日前出版的《科学—机器人学》杂志上报告了这一发现。不过,同“好脾气”机器人互动的受试者并未表现出答题速度上的任何改善。

图片 2动物组(左)为左手侧红色按钮,静物组(右)为右手侧蓝色按钮。在醒觉状态(上图)下,受试者通过按钮对所听到的单词进行分类。在睡眠状态(下图)下,受试者当然并无法触摸相应的按钮,但是脑电波信号展示了他们的意图。图片来源:Kouider et al., (2014) Current Biology

研究人员表示,这或许是因为当脾气暴躁的机器人在场时,人们会提高警惕,而这改善了他们的注意力。此前研究证实,挑剔的人类会产生同样的效果。最新研究则是首次在机器人身上探寻了这一现象。

此时,奎德记录了受试者的脑电波信号,受试者手臂的动作被他利用大脑的偏侧性忠实地记录下来。在诱导受试者进入睡眠后,奎德更换了一组新词再次进行了语音测试。脑电波信号结果显示:受试者在无意识的状态下依然能够对这些词进行准确的划分。选用新词意味着大脑不是凭借单纯的“记忆”来完成这一过程,而是进行了“分析”。

所以,下次如果有机器人让你感觉有点紧张,不要烦躁——这或许是你从待办清单中划掉一些事情的好时机。

不过值得一提的是,在清醒状态下,受试者的脑电波信号约在1276ms后达到一个应答的峰值,随后迅速回复常态;而在睡眠状态下,应答时间则延后到3508-8000ms之间,脑电波信号的持续时间也更漫长。这意味着在睡眠状态下,我们的反应速度相对变慢,处理刺激所消耗的时间也变长了不少。

相关论文信息:DOI:10.1126/science.aav1072

在重复实验中,奎德和同事选用了一组“真单词”(例如“cat”)和一组“假单词”(例如“flipu”)让受试者进行分类,依然得到了同样的结果。结合之前的实验,他们推测:在睡眠时,针对“语言”这一特定任务,人类能够维持相应的预留应答,只是应答速度有所下降。奎德进一步设计了一个调查,在唤醒受试者后询问他们是否听过某些单词,用以判别他们在睡眠中接受测试时是否处于无意识状态。结果显示,受试者对清醒时测试的大部分单词留有印象,而对睡眠中测试过的单词并无印象。这就意味着,受试者们当时确实处于无意识的睡眠状态,但是却仍然能够感受到外界的刺激,做出反应。

目前,奎德的实验都是在睡眠的NREM-2(Non-Rapid Eye Movement-2)期进行——这是一个相对浅的睡眠阶段。奎德认为,在睡眠更早期的NREM-1阶段,受试者依然保留了一定程度的意识,或许会使本实验的结论不够具有信服力。除了对NREM-2期进行测试之外,他下一步也计划对深度睡眠REM期(Rapid Eye Movement,快速眼动睡眠,大部分梦发生的阶段)的受试者进行类似的实验。“我们正在验证处于其他的睡眠阶段人们是否也能完成这样的任务。我个人对REM阶段下的结果很感兴趣。”

图片 3睡眠过程中的各阶段示意图。在NREM的四个阶段,我们会渐入熟睡,而REM更多地在睡眠后期出现。图片来源:维基百科

奎德表示,“我们在睡眠中不但能巩固记忆,提取外界信息,甚至还可能完成学习。但我们暂时还不知道这样的学习方式会不会有副作用——也许你在睡梦中持续完成任务,会使你醒来后难以集中精神。但这些问题目前仍尚无定论,我们还在进一步收集数据的过程当中。”

无论如何,奎德和同事的研究又使我们在理解自身的道路上向前迈进了一步。“在睡眠过程中,一部分脑区‘睡着’了,但是另一部分脑区仍然保持活跃。如果我们发掘这些脑区的功能,也许可以找到提升学习效率的方法。”或许在未来,我们也可以“黄粱梦醒,神功大成”。(编辑:Calo)

P.S.:但现在还是好好休息,醒来再踏实学习吧。

参考文献:

Kouider et al., Inducing Task-Relevant Responses to Speech in the Sleeping Brain, Current Biology (2014),

文章题图:《武状元苏乞儿》视频截图

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