親子科學(xué)時(shí)光

每周六晚8點(diǎn)

文/顧凡及

復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院退休教授，長(zhǎng)期從事計(jì)算神經(jīng)科學(xué)研究，已出版14本科普著譯。

1

動(dòng)物夢(mèng)的“惠子之問(wèn)”

當(dāng)我從睡夢(mèng)中醒來(lái)，看到地上躺著的寵物時(shí)，有時(shí)不免會(huì)想：它們會(huì)做夢(mèng)嗎？如果它們也會(huì)做夢(mèng)的話，它們夢(mèng)到了些什么呢？可惜的是，寵物不會(huì)說(shuō)話，它們無(wú)法告訴我答案。此外，即使一只學(xué)舌鸚鵡說(shuō)它夢(mèng)見(jiàn)一顆堅(jiān)果（盡管這很少發(fā)生，姑且這樣假設(shè)一下吧），我們能相信它的話嗎？夢(mèng)和意識(shí)一樣，是一種內(nèi)心狀態(tài)，具有主觀性和私密性，除了主體本身能體驗(yàn)到外，其他人都無(wú)法確切地分享，這就是哲學(xué)上所講的“他者心智問(wèn)題”。這看來(lái)似乎是一個(gè)無(wú)解的問(wèn)題，就像戰(zhàn)國(guó)時(shí)期哲學(xué)家惠子對(duì)莊子所說(shuō)的“鰷魚(yú)出游從容，是魚(yú)之樂(lè)也”的詰問(wèn)：“子非魚(yú)，安知魚(yú)之樂(lè)？”

幾千年來(lái)，人類(lèi)一直對(duì)其他動(dòng)物可能的夢(mèng)境著迷。從16世紀(jì)起，不斷有學(xué)者（包括達(dá)爾文）根據(jù)動(dòng)物睡著時(shí)的行為猜測(cè)動(dòng)物也會(huì)做夢(mèng)。不過(guò)，這些都只是觀察動(dòng)物行為后所做的推理，或者僅僅是一種信念，同樣經(jīng)不起“惠子之問(wèn)”。科學(xué)界的主流觀點(diǎn)仍然認(rèn)為動(dòng)物夢(mèng)是一種浪漫而非科學(xué)的幻想，誤導(dǎo)我們將人類(lèi)的特征推廣到了非人類(lèi)身上。直到2020年，第一篇以動(dòng)物做夢(mèng)為主題的現(xiàn)代科學(xué)論文才正式發(fā)表。唯一一本系統(tǒng)地介紹動(dòng)物是否會(huì)做夢(mèng)及其哲學(xué)與倫理意義問(wèn)題的圖書(shū)是美國(guó)科學(xué)家戴維·培尼亞-古斯曼在2022年出版的《動(dòng)物會(huì)做夢(mèng)嗎：動(dòng)物的意識(shí)秘境》（此書(shū)已由筆者譯成中文，由上海科學(xué)技術(shù)出版社出版）。

培尼亞-古斯曼查閱了大量有關(guān)動(dòng)物睡眠和人類(lèi)做夢(mèng)的文獻(xiàn)，竭力從中尋找動(dòng)物做夢(mèng)的證據(jù)。“功夫不負(fù)苦心人”，他在行為學(xué)、電生理學(xué)和功能神經(jīng)解剖學(xué)三個(gè)方面找到了動(dòng)物做夢(mèng)的證據(jù)。

2

動(dòng)物做夢(mèng)的證據(jù)

行為學(xué)證據(jù)

美國(guó)生物學(xué)家戴維·謝爾飼養(yǎng)了一只名為海蒂的章魚(yú)，他觀察到了海蒂一些奇異的行為：海蒂起初在平靜地睡覺(jué)，但是它的皮膚突然從雪花石膏白色變?yōu)殚W爍的黃色，還帶有橘黃色斑點(diǎn)，而這通常是它在醒著時(shí)看到一只螃蟹時(shí)的表現(xiàn)。然后，海蒂的皮膚顏色又變成深紫色，這通常是章魚(yú)在成功捕殺獵物之后出現(xiàn)的現(xiàn)象。隨后，海蒂的皮膚顏色變成了一系列淺灰色和黃色，不過(guò)這次的顏色縱橫交叉、無(wú)序地分布在許多條狀突起和尖角之上，這是它皮膚上的突起收縮而成的紋理副產(chǎn)品。“這是一種偽裝，就像它剛剛抓到了一只螃蟹，正要坐下來(lái)大快朵頤，而不想讓任何人注意到它。”引人注目的是，海蒂的這種皮膚色彩變化模式和順序總是和它在醒著捕食螃蟹時(shí)一樣，這就不能用巧合來(lái)解釋了。一個(gè)合理的解釋是海蒂在做捕食夢(mèng)。

互聯(lián)網(wǎng)上曾有一個(gè)題為“狗夢(mèng)”的視頻。視頻中一只狗靜靜地側(cè)臥著睡覺(jué)，幾秒鐘后，它的兩條腿開(kāi)始抽搐，再過(guò)幾秒鐘，運(yùn)動(dòng)加劇，另外兩條腿也逐漸抬起。這時(shí)，狗仍然在躺著睡覺(jué)。然后，它進(jìn)入奔跑狀態(tài)，好像在追逐某個(gè)目標(biāo)。最終，它醒了，站起來(lái)奔跑，在迷茫中一頭撞到了墻上！觀眾看到的是一條困惑不解的狗，因?yàn)樗闹車(chē)h(huán)境并非它夢(mèng)到的那種環(huán)境。

1995年，靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物學(xué)家金伯利·穆科比對(duì)圈養(yǎng)黑猩猩的夜間活動(dòng)產(chǎn)生了興趣。她教這些黑猩猩學(xué)會(huì)了手語(yǔ)，并觀察到這些黑猩猩會(huì)在睡著時(shí)用手語(yǔ)做手勢(shì)，就像人說(shuō)夢(mèng)話一樣。因?yàn)橛檬终Z(yǔ)表達(dá)有意義的手勢(shì)需要雙手相當(dāng)復(fù)雜的協(xié)調(diào)動(dòng)作，所以不大可能只是隨機(jī)出現(xiàn)的現(xiàn)象，而更像人的夢(mèng)話一樣，這是黑猩猩正在做夢(mèng)的標(biāo)記。事實(shí)上，甚至聽(tīng)力障礙者在睡眠時(shí)手指活動(dòng)的增加也與做夢(mèng)有關(guān)，他們也可能是在用手勢(shì)“說(shuō)夢(mèng)話”。

電生理學(xué)證據(jù)

2000年，美國(guó)芝加哥大學(xué)的生物學(xué)家阿米什·戴夫和丹尼爾·馬戈利亞什記錄了一組斑胸草雀睡眠時(shí)腦中“鳥(niǎo)鳴系統(tǒng)”發(fā)生的神經(jīng)激活模式。他們發(fā)現(xiàn)，睡眠時(shí)的斑胸草雀的腦在兩種狀態(tài)之間來(lái)回切換：一種是持續(xù)但低水平的神經(jīng)活動(dòng)狀態(tài)，另一種則是有規(guī)律地每過(guò)一段時(shí)間自發(fā)地產(chǎn)生高水平的簇發(fā)放。隨后，他們又記錄了這些鳥(niǎo)醒著“唱歌”時(shí)出現(xiàn)在同一腦區(qū)的神經(jīng)模式。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，醒著時(shí)“歌唱”動(dòng)作所引發(fā)的模式與睡眠期間突然以高水平神經(jīng)活動(dòng)簇發(fā)放為特征的模式在結(jié)構(gòu)上完全相同。這種匹配非常完美，以至于兩者可以在音符上逐一對(duì)應(yīng)。他們由此得出結(jié)論，斑胸草雀不僅在醒著時(shí)“歌唱”，而且在睡著時(shí)不發(fā)出聲音的情況下“回放”。此外，斑胸草雀醒著時(shí)“歌唱”的時(shí)間和睡著時(shí)默唱的時(shí)間大致相同。他們還發(fā)現(xiàn)，在回放過(guò)程中，鳥(niǎo)兒的聲帶像醒著“歌唱”時(shí)一樣舒張和收縮，盡管聲帶的這種運(yùn)動(dòng)不會(huì)發(fā)出任何聲音。與此同時(shí)，它們腦的聽(tīng)覺(jué)區(qū)域也被激活。這意味著它們?cè)谒咧兴坪跻病奥?tīng)到”了自己的歌聲。這些證據(jù)都表明斑胸草雀能在夢(mèng)中鳴唱。

2001年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的肯威·路易和馬修·威爾遜研究了大鼠腦部海馬中的位置細(xì)胞，通過(guò)追蹤這些細(xì)胞的活動(dòng)，路易和威爾遜可以確認(rèn)大鼠醒著時(shí)所處的位置以及大鼠在睡眠時(shí)自以為占據(jù)的位置。他們訓(xùn)練大鼠跑到某個(gè)目的地以獲取食物，并記錄此時(shí)海馬的神經(jīng)活動(dòng)變化，然后讓大鼠睡覺(jué)，并在其快速眼動(dòng)睡眠期（這是人通常做夢(mèng)的睡眠期）記錄相應(yīng)神經(jīng)元的活動(dòng)變化。該研究的結(jié)果與上述對(duì)斑胸草雀的研究結(jié)果相似。

功能神經(jīng)解剖學(xué)證據(jù)

法國(guó)神經(jīng)科學(xué)家米歇爾·茹韋認(rèn)為，在快速眼動(dòng)睡眠期觀察到的快速眼動(dòng)“并非是反映運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元無(wú)序變化時(shí)產(chǎn)生的一種附帶現(xiàn)象”，而是“深藏于神經(jīng)系統(tǒng)某處的有結(jié)構(gòu)而渾然一體的運(yùn)動(dòng)行為的一個(gè)部分”。在快速眼動(dòng)睡眠期，睡眠者在精神上回放某個(gè)統(tǒng)一的行為程序。由于睡眠會(huì)產(chǎn)生生物化學(xué)變化，導(dǎo)致睡眠者處于肌無(wú)力狀態(tài)，因此不能隨意地控制運(yùn)動(dòng)，從而使該行為程序不會(huì)在外部表現(xiàn)出來(lái)。這些變化將行為程序“鎖定”在睡眠者內(nèi)心深處。在大多數(shù)情況下，快速眼動(dòng)是該行為程序中唯一能夠擺脫這種抑制過(guò)程并在外部表現(xiàn)出來(lái)的成分。茹韋切除了一組貓的腦橋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的背外側(cè)部分，結(jié)果表明，這種大腦結(jié)構(gòu)的損傷會(huì)抑制肌無(wú)力，但不會(huì)抑制快速眼動(dòng)睡眠。當(dāng)腦橋損傷的貓進(jìn)入快速眼動(dòng)睡眠時(shí)，它們確實(shí)“表演”了自己的夢(mèng)。它們站起來(lái)，喵喵叫，四處走動(dòng)，梳理毛發(fā)，探索周?chē)沫h(huán)境。它們表現(xiàn)出開(kāi)心、憤怒、恐懼的情緒。有些貓凝視著空曠的空間，好像要潛近獵物，準(zhǔn)備突襲；另一些貓則在它們的圍欄周?chē)寂埽εc假想的敵人廝打。然而，它們這樣做時(shí)一直在熟睡之中！茹韋說(shuō)，他可以很容易地將貓的行為與它們醒著時(shí)的典型表現(xiàn)相比較，由此推斷它們?cè)谧鍪裁磯?mèng)。

3

動(dòng)物也會(huì)做夢(mèng)

如果單獨(dú)拿其中的一種證據(jù)來(lái)看，行為學(xué)、電生理學(xué)和功能神經(jīng)解剖學(xué)所提供的證據(jù)可能并不完全令人信服，但這些發(fā)現(xiàn)合在一起則構(gòu)成了一個(gè)強(qiáng)大的證據(jù)網(wǎng)絡(luò)，支持有關(guān)動(dòng)物夢(mèng)的以下結(jié)論：

◆許多動(dòng)物都經(jīng)歷過(guò)某種類(lèi)似于人的快速眼動(dòng)睡眠期的睡眠狀態(tài)，這種狀態(tài)正是人類(lèi)通常做夢(mèng)時(shí)的睡眠階段。

◆在這一睡眠階段，動(dòng)物在精神上回放醒著時(shí)的表現(xiàn)。

◆這種回放通常與它們所重現(xiàn)的覺(jué)醒行為在同一時(shí)間尺度上展開(kāi)。

◆這種回放具有喚醒特征（心跳、呼吸、血壓等的變化）。

◆回放常常和夢(mèng)行為聯(lián)系在一起，這種行為需要協(xié)調(diào)動(dòng)物的整個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（如睡中奔跑）或部分運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（如快速眼動(dòng)）。

◆在正常睡眠條件下，并非所有與夢(mèng)相關(guān)的行為都會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。在抑制其表現(xiàn)的腦過(guò)程失活后，這些行為可以表現(xiàn)出來(lái)。

◆最好把動(dòng)物的夢(mèng)行為解釋為它們對(duì)有意義的生活場(chǎng)景的反應(yīng)，而不是對(duì)物理刺激的機(jī)械反應(yīng)。

對(duì)于動(dòng)物是否會(huì)做夢(mèng)這個(gè)問(wèn)題，如果有人還堅(jiān)持“惠子之問(wèn)”，那么筆者只能引用美國(guó)物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)得主費(fèi)曼的話：“我們?nèi)缃穹Q(chēng)其為科學(xué)知識(shí)的那種東西，是一堆確定程度不一的說(shuō)法。其中的一些最不確定，其中的一些近于確定，但沒(méi)有絕對(duì)確定的。”有了上面的所有證據(jù)而依然純屬巧合的概率非常小，因此筆者以為動(dòng)物也會(huì)做夢(mèng)的推定是“近于確定”的。

除了動(dòng)物會(huì)不會(huì)做夢(mèng)的問(wèn)題之外，有更多更難于確定的問(wèn)題。例如，我們知道人會(huì)做夢(mèng)，靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物非常可能會(huì)做夢(mèng)，哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)、魚(yú)類(lèi)甚至爬行動(dòng)物和頭足類(lèi)動(dòng)物也可能會(huì)做夢(mèng)，但是蚯蚓和海綿會(huì)不會(huì)做夢(mèng)呢？大概不會(huì)。那么，什么動(dòng)物會(huì)做夢(mèng)？什么動(dòng)物不會(huì)做夢(mèng)？這條分界線應(yīng)該劃在哪里？這些都是難以回答的問(wèn)題。即使我們承認(rèn)一些動(dòng)物會(huì)做夢(mèng)，它們夢(mèng)到了些什么呢？由于它們和我們?nèi)祟?lèi)的區(qū)別，我們不能“以己之心，度人之腹”，如果站到它們的立場(chǎng)上，從對(duì)它們自身有意義來(lái)說(shuō)，它們夢(mèng)中的內(nèi)容我們依然無(wú)法確定。“惠子之問(wèn)”在這一場(chǎng)合依舊適用。

動(dòng)物也會(huì)做夢(mèng)這一事實(shí)，對(duì)傳統(tǒng)上所認(rèn)為的人與動(dòng)物之間存在不可逾越的鴻溝的看法提出了巨大的挑戰(zhàn)，對(duì)只有人才有想象力，而其他動(dòng)物卻永遠(yuǎn)被動(dòng)地對(duì)環(huán)境刺激做出反應(yīng)、毫無(wú)想象余地的看法提出了疑問(wèn)。因?yàn)閯?dòng)物會(huì)做夢(mèng)本身就說(shuō)明動(dòng)物也能在睡眠期間脫離現(xiàn)實(shí)進(jìn)入主觀臆想的想象世界，表明在我們的世界旁邊存在著無(wú)窮無(wú)盡的其他世界——完全“他者”的、非人類(lèi)世界，神秘的、陌生的、不為人知的動(dòng)物世界，非人形的世界，非人類(lèi)中心的世界。這也提出了關(guān)于動(dòng)物作為道德主體地位的倫理問(wèn)題，以及我們應(yīng)該如何對(duì)待它們的問(wèn)題。

本文選自《科學(xué)畫(huà)報(bào)》

微信發(fā)表時(shí)有改動(dòng)

轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留作者，注明轉(zhuǎn)載自科學(xué)畫(huà)報(bào)

更多精彩內(nèi)容見(jiàn)《科學(xué)畫(huà)報(bào)》雜志