在千奇百怪的梦境中，我们会看见图像、听见声音，也会思考和感受情绪，以致于每个人都会好奇，梦境是怎么产生的？这篇原载于《环球科学》2020年1月新刊的文章，解读了一项近期研究取得的进展：在一项长达五年的实验中，科学家探究了睡眠期间的大脑活动，从而确定了负责产生梦境的大脑区域。但一个令人生畏的场景是，随着技术的发展，也许在未来，我们的梦境可以被破译……
美国芝加哥大学的欧赫内·阿瑟林斯基（Eugene Aserinsky）与纳塔涅尔·克莱特曼（Nathaniel Kleitman）于上世纪50年代发现快速眼动（REM）睡眠之后，这些问题的答案似乎变得触手可及。当时，两位科学家通过在头皮、眼球附近和肌肉上放置电极（即通过脑电图、眼电图和肌电图）来记录大脑活动，首次观察到了一种特殊的睡眠阶段。
在这一阶段，大脑神经元十分活跃，与清醒状态极为相似，因此这种睡眠也被称为“异相睡眠”。另外，他们观察到，在大脑高度活跃的同时，眼球也会出现持续的快速移动。根据这种特征，他们决定用“快速眼动睡眠”（rapid eye movement）的英文首字母缩写REM来指代这一睡眠阶段。
这些发现激发了两位科学家的好奇心，他们叫醒了实验中处于REM睡眠阶段的自愿者，并询问他们在醒来之前是否做了梦。结果表明，有74%的自愿者记得自己做了梦。而在其他睡眠阶段（也被称为非快速眼动睡眠，或NREM睡眠），这一比例则降至17%。因此我们也不难理解，为何研究人员在最初发表这些结果的时候，声称他们找到了“能够确定梦是否会出现以及出现频率的方法”。
这一非同寻常的发现使得许多科学家开始重复这项实验。他们意识到，与其询问自愿者们是否做了梦，不如问问他们“苏醒之前脑海中出现了什么”。这样一来，即使处于其他睡眠阶段，在70%的情况下他们也能得到有关梦境的答复。但如今我们已经知道，发生在NREM睡眠与REM睡眠中的梦境常常难以区分。这一发现给睡梦研究领域带来了更多的谜团。
由于这些不确定性，梦在科学世界被视作是一个模糊、有争议、难以甚至无法探究的话题。的确，探索梦的本质时会遇到种种阻碍，因为梦转瞬即逝，很快就会被人们遗忘，而且梦境的内容总是出人意料，难以用语言描述。由于以上原因，研究人员需要在夜晚唤醒自愿者，以便收集与梦有关的证据，但这对于自愿者和研究人员双方来说都不是什么愉快的经历。此外，还有技术层面的困难需要攻克。
为了正确描述与梦有关的大脑活动特征，需要毫秒级的时间分辨率和精确的空间分辨率，来识别大脑不同区域的电活动。幸运的是，近年来取得的一些技术进步提高了我们研究睡眠的可能性。
对比做梦时的大脑活动和从无意识状态醒来前的大脑活动，我们可以发现做梦的时候，大脑低频活动少，高频活动多。
这种差别并不是普遍存在，而仅仅出现在被称为“后皮质热区”（posterior cortical hot zone）的大脑后侧区域。它包含视觉区及其他区域（如楔前叶和后扣带回），能够将不同形式的感官体验整合到一起。实验结果显示，要在睡眠时产生意识，并不需要激活整个大脑皮层。产生梦中意识的后皮质热区实际上是一个相对狭窄的区域。
另一大惊人之处在于，无论是在NREM睡眠中，还是在REM睡眠期间，做梦都与后皮质热区的激活有关。这一现象首次向我们解释了，为什么在大脑活动特点十分不同的两个阶段我们都有可能做梦。换而言之，梦的形成不需要全脑的参与，而仅需要激活后皮质热区这一特定区域即可。