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直到一九五七年，一群美国研究人员才发现快速动眼期睡眠状态。此项重大发现开启了至今依然相当活跃的主流研究。
睡觉时在干嘛？
生物学家发现，人类与动物的躯体有许多不同的内部韵律：荷尔蒙（内分泌）、生理时钟、体温控制、排尿等等。这些韵律不一定需要彼此才能作用，它们多半是独立自主的。比方说，要研究具有日夜感的生理时钟现象，我们可以两三个月都把测者隔离在完全黑暗、深遂的洞穴。这种状态下的成人会脱离与太阳相关的韵律，进入自己的内部韵律，内部韵律视个体而定，一般成人的韵律周期是二十五小时。
法王：韵律周期会随着人的思想、观念与预期而改变？还是一种单纯的生理特性？
凡瑞拉：要在没有预期心的人身上做实验相当困难。实验结果有许多差异，受测者的生活形态当然有很大的影响力，但很难探究差异的原因究竟何在。
法王：受测者一直都躺着、没做事吗？
凡瑞拉：不是。当受测者醒着的时候，他可以探索洞穴内部，可以开一盏小灯，从事烹饪之类的活动。然而也有些受测者进入完全的黑暗中之后，就只是坐着，像监狱里的囚犯。以上都会有许多差异，然而一般成年西方人的周期是二十五小时，因人而异。
因为现代睡眠研究发现睡眠的内部韵律，所以科学家开始探究睡眠周期每个阶段的细节，此时脑波图就变得非常重要。
我们从不同时间的脑波图纪录模式可能性发现，并非所有时间的睡眠模式都一模一样：睡眠有阶段之分。个体清醒时的脑波图，含有许多韵律，各有不同频率。个体睡着时，这个模式会有剧烈的改变。
在前两个睡眠的阶段，振幅会大量缩减，主要的韵搜索也十分混淆。进行到下一阶段时，主要频率进一步下降，而振幅却大增，变成高振幅波峰或称纺锤波，这是典型的深沉睡眠，此个体大约在入睡后五十分钟进入这个阶段。个体虽然睡着了，却仍然会动来动去，改变姿势，因此肌肉状态依旧活跃。直到这个阶段，个体尚未作梦，都是处在非快速动眼期的睡眠。
接下来的人类睡眠模式就是阶段回溯，从第四阶段回到第三阶段、第二阶段，然后个体会进入完全不同的状态，即快速动眼期睡、或称逆理睡眠，此时个体会作梦。夜间入睡后的头两三个小时，个体会进入深沉的睡眠。然而黎明接近时，则变成快速动眼期为主，深沉的睡眠已经消失。由此可知，睡眠并非单一的状态，其变化也并非偶然。睡眠模式非常有规律，而且包含了人类意识的各个独特状态。
法王：每个人都会这样吗？从第一、第二、到第三阶段的转换时间要多久？
凡瑞拉：对，这是非常基本的人类机制，而且转换的时间非常短。人可以在入睡五分钟内就进入睡眠的第一阶段，有些人则需要十五分钟。有时，第一阶段至快速动眼期的转换会更快，但是人都曾经过第四阶段然后回溯。从清醒至第一阶段的差异远大于抵达第四阶段后的回溯。
法王：我了解从清醒至第一阶段的转换时间每个人不尽相同，不过从第一、第二、到第三、第四阶段，有没有一个共通的规则？还是仍然各有不同？
凡瑞拉：转换所需要的时间各有不同，唯一不变的是每一个阶段都不能跳过。
活跃的快速动眼期
让我藉着比较正常人和嗜睡者的差异，更完整地解释快速动眼期的意义。正常人的睡眠模式显示，从清醒进入睡眠状态时，脑波在转换时的改变并不大，振幅只是变得稍微小一点。相反的，眼动图却有剧烈的变化，波动变缓，显示个体眼睛转动的动作变慢。而肌电图的变化很小。
至于嗜睡症患者，则无法控制想要睡觉的感觉，甚至会在对话或用餐时睡着。在睡眠开始时，嗜睡症患者的眼动图会显示剧烈的抽动情形，这就是快速动眼。肌肉会变得松驰柔软，因此肌电图一片平坦。另外一方面，脑波图却几乎保持不变；从脑波图看，个体似乎是清醒的，然而实际上个体已经睡着。看似清醒的脑波图、眼动图与平坦的肌电图，这三种特色显示出典型的快速动眼期睡眠。要进入这个状态，必须从缓波的第四睡眠阶段回溯进入。然而嗜睡症患者却直接进入快速动眼期，这并非正常现象。
为能全然呈现人类不同意识状态的完整情形，我们把非快速动眼与快速动眼期睡眠，跟清醒状态作一比较。看了大脑活动、心跳、血压、大脑血液循环与呼吸频率这些特色后，可得知两种睡眠是完全不同的身体状态。大脑活动是大脑电子活动的总值，在非快速动眼期的睡眠中，大脑会变得更沉静。有意思的是，大脑在快速动眼期比清醒时更加活跃，这完全抵触了睡眠是没有反应的旧观念。与清醒时相较之下，非快速动眼期睡眠的心跳稍微慢了下来，而快速动眼期睡眠的心跳则维持不变。大脑血流是大脑中血液循环的总量，由此可判定氧气与养分的需求量。在快速动眼期的睡眠中，大脑血流有明显的增加，再度显示此为活跃的过程。最后，非快速动眼期睡眠的呼吸频率稍微趋缓，而快速动眼期睡眠的呼吸频率则视个体而定。总之，此处的模式非常明显独特。非快速动眼期睡眠的阶段是连续进行的，而从非快速动眼期睡眠转换至快速动眼期睡眠时，则有相当急剧的变化。
鲜明的梦境
为何快速动眼期睡眠的状态如此重要？因为快速动眼期睡眠的大脑模式与梦境状态是互相呼应的。如果把处于快速动眼期睡眠的人给叫醒，有80％以上的人会说自己在作梦，而且还可以说出梦境的内容。如果把处于第四阶段的人叫醒，能做到前述情形的人不到一半。
法王：你的意思是即使在非快速动眼期，也有可能作梦？
凡瑞拉：对，这要看您如何评估主观的报告而定，然而公认的事实是，从非快速动眼期睡眠中醒来的人，约有一半说自己在作梦或有心智活动。许多人则说自己在想事情，而不是在作梦。他们表示自己会有一些经历或是心智活动，而且通常不会像作梦那样有充分完整的故事。
法王：在快速动眼期与作梦的状态之间，是否只有一点点关系？
凡瑞拉：这要视您所设定的条件而定。从第四阶段醒来的人可能会说：“我在想事情。”或“我在考虑一件事情。”然而从非快速动眼期睡眠中醒来的人，却很多说出“我像老鹰那样飞在空中，看到自己的家。”这类完整生动的故事，他们的状态比较像是心智活动，不会像电影那样。即使是从清醒到睡眠之间，人也会有短暂的幻想片段，称之为入眠前的梦境。这类幻想的突然出现，不论是视觉或听觉，也会发生在处于黑暗中的人身上。因此，若说只有处于快速动眼期睡眠的人才会作梦，并不合理，因为其他各种类似睡眠的经验，也会发生在所有其他的阶段。但是，生动、视觉性、有故事情节的梦境，一般发生在快速动眼期睡眠， 这却是明显的事实。
我们在一个完整的生理周期（二十四小时）里，有20…25％的时间是快速动眼期睡眠。即使我们通常都不作梦，然而从神经学的角度来看，我们每天晚上都会作梦。通常在白天时会发生第二次的典型睡眠模式，称为双相周期。早上九点，一夜好眠之后，正常的年轻人大约需要花十五分钟才能再入睡，但下午两点的午睡时间则很容易入睡。同时，老年人在较短时间内即可进入睡眠状态，大约是五分钟。
惊人的睡眠进化论
我想为动物生命史中快速动眼期睡眠的重要性，说明两个论点。如果快速动眼期睡眠或作梦是人类才有的行为，那么动物就不会有这些行为。然而令人惊奇的是，其他灵长类动物的睡眠模式几乎和人类一样，它们具有相同类型的周期，也经历相同的阶段。在人类次近亲的身上，就更有趣了，因为除了食蚁兽之外，所有的大型哺乳类动物都有快速动眼期与非快速动眼期睡眠。
值得注意的是，人类一般都是躺着睡觉，猫则卷曲身体睡觉，狗多数是四肢摊开来睡，老虎喜欢在树上睡眠，大象站着睡觉，河马在水里睡觉，牛睁开眼睛也可以睡觉，海豚睡觉的时候还可以继续游泳，而且只有一半的大脑睡着！有些动物的睡眠时间比较短，例如，大象平均每天只睡三点二个小时，老鼠每天却要睡十八至二十小时。这是很有趣的关联：体形愈小，睡得愈多。
有些动物，像是老鼠，可以很快从清醒状态进入四个阶段，然后快速进入快速动眼期睡眠，而且它们快速动眼期的睡眠时间比较短促。有些动物则拥有非常漫长的快速动眼期睡眠。有些动物，例如海豚或牛，它们会站着睡觉，在快速动眼期睡眠时，肌肉并不会松驰。因此虽然快速动眼期睡眠与非快速动眼期睡眠在哺乳类的动物身上非常普遍，却在各种动物身上展现出不同的面貌。对生物学家而言，这表示在整个进化过程中，大脑进行了许多令人惊奇的结构改变，以便能保留快速动眼期睡眠与非快速动眼期的睡眠，并使其具有不同的模式。尽管动物之间走路、站立、姿势的改变，在模式方面各有不同，但是我们仍然可以发现快速动眼期睡眠与非快速动眼期睡眠这两个共通点。同样的基本状态，以许多形式展现面貌，表示其中必然有非常重要的东西，因为进化让除食蚁兽之外的任何哺乳动物都拥有这两种状态。
那么哺乳类动物以外的其他动物呢？鸟类与哺乳动物都是从爬虫类演化而来。鸟类多数是站着睡觉，也拥有快速动眼期睡眠。有些生物学家怀疑，那些耗费多日迁徙各处的鸟类是边飞边睡觉的，就像边游泳边睡觉的海豚那样。一边作梦一边飞越地球。
法王：这经过证实