当你静静地坐着，突然间，你的思绪开始神游，飘到了别的事情上——也许是一段最近的经历，也许是过去的某段记忆。你做了个白日梦。尽管白日梦是一种非常常见的体验，但在很大程度上，神经科学家并不清楚当白日梦出现时，我们的脑在神经生物学水平上发生了什么。现在，一项新发表于《自然》上的研究表明，哈佛大学医学院的一个研究团队似乎离解答这个问题又近了一步。
研究人员通过追踪当小鼠处于安静的清醒状态时视皮层中的神经元活动，发现这些神经元偶尔会以一种与小鼠看到真实图像时出现的模式放电，这表明小鼠正在想象这幅图像，或者说做白日梦。此外，根据小鼠在一天中的最初几个白日梦的活动模式，可以预测出它们的脑对图像的反应将如何随着时间的推移而变化。
过去，科学家已经花了相当多的精力研究神经元是如何通过“回放”过去的事件来形成记忆的，以及研究神经元是如何在海马体（在记忆和空间导航中起着关键作用的脑区）中绘制物理环境图的。但是，很少有研究将注意力放在视皮层等其他脑区的神经元回放上，而研究这些脑区对于理解视觉记忆的形成事实上是非常有价值的。在实验中，小鼠反复观看两幅图像中的一幅，中间有一分钟的休息时间。
研究人员选择的是能引起它们的视皮层神经元产生强烈反应的图片。在新的研究中，研究人员向小鼠反复展示两幅图像中的一幅，每幅图像都是由不同的灰色棋盘图案和斑驳的黑白方块组成的。在展示图像的间隔期间，小鼠有一分钟的时间看到一个灰色的屏幕。在此过程中，研究人员记录了小鼠视皮层中的约7000个神经元的活动。
研究人员发现，当小鼠看到图像时，神经元会以一种特定的模式放电，这种模式的差异足以区分它们看到的是哪幅图像。更重要的是，当小鼠看到的是图像与图像之间的灰色屏幕时，神经元有时也会以与小鼠看到图像时相似但不完全相同的模式放电，这表明它在做与这幅图像有关的白日梦。这些白日梦只有在小鼠放松时才会发生，这种放松的特点是行为平静，瞳孔缩小。在图像与图像之间，小鼠花一分钟观看灰色屏幕。
在这段时间里，小鼠脑中的视皮层神经元偶尔会以一种类似于小鼠看图像时会出现的模式放电，这表明小鼠在做关于图像的白日梦。
不出所料，小鼠对最近看到的图像做了更多的白日梦，而且它们会在一天开始时比一天结束时做更多的白日梦，在一天结束时，每幅图像它们都已经看过几十次了。但研究人员接下来的发现完全出乎意料。整整一天，甚至好几天，当小鼠看到这些图像时，它们的活动模式发生了变化——神经科学家称之为“表征漂移”。
然而，这种漂移并不是随机的。随着时间的推移，脑对同一图像的反应会发生漂移，与不同图像相关的模式变得更加不同，直到与每幅图像相关的变成了一组几乎完全不同的神经元。而值得注意的是，在小鼠最初的几次与图像有关的早起白日梦中看到的模式，预测了这种漂移的走向。
最后，研究人员发现，视皮层的白日梦与海马体的回放活动是同时发生的，这表明在做这些白日梦时，这两个脑区是在交流的。
根据研究结果，研究人员怀疑，在安静情形时做的白日梦，可能与脑的可塑性，或者说脑在应对新体验时重塑自身的能力有关。当多次看到两个不同的图像时，区分它们变得很重要。新的研究结果恰恰表明，白日梦可能通过引导与两幅图像相关联的神经模式出现差异，来导致这一过程。这为证明白日梦可以塑造脑对所见事物的未来反应提供了初步证据。不过，研究团队谨慎地表示，这种因果关系的建立还需要在进一步的研究中加以验证。
接下来，他们计划利用成像工具来对视皮层中的单个神经元之间的连接进行可视化，并检查当脑“看到”一幅图像时，这些连接会发生怎样的变化。关于人类的白日梦是否参与了视皮层中类似的活动模式是一个悬而未决的问题，要得到答案还需要进行更多的实验。然而，已经有初步证据表明，当人类回忆视觉图像时，也会发生类似的过程。研究人员指出，当人们被要求回忆一幅图像的细节时，脑中的视皮层的活动会增加。
有其他研究记录了在这种回忆过程中，视皮层和海马体的脑电活动。
对于研究人员来说，他们的研究结果和其他研究结果表明，为安静清醒的时刻留出空间可能很重要，因为这能带来白日梦。对于小鼠来说，这可能意味着观看一系列图像后要暂停一段时间，对于人类来说，这可能意味着滑动了足够久的手机后需要休息一下。研究人员表示，他们非常确信，如果我们从不给自己任何清醒的休息时间，就无法拥有那么多的白日梦事件，而这些事件对脑的可塑性或许是非常重要的。