你有没有过这样的经历——盯着电脑屏幕或练习册页面,脑袋里一团乱麻,头发都快薅秃了,死活解不开那道数学题、设计不出老板想要的方案,甚至于有可能还找不到昨天收拾好的东西?
结果经不住睡眠的敲门,睡了一觉,醒来突然灵光乍现:“啊!我知道怎么解决了/我记起来了!”
别惊讶,别怀疑,这不是玄学,而是你的大脑在偷偷“作弊”——科学家最新研究发现:深度睡眠,可能是你的“顿悟”充值成功提示音!
近日,相关研究人员在PLOS Biology杂志发表研究成果,探讨了午睡尤其是深度睡眠阶段对特定任务洞察力的影响。实验发现:较为深度的睡眠,有助于提升人们对某些任务的洞察力,也就是所谓的“顿悟”,提升效果最高可达70.6%。换言之:在遇到难以解决的困难时,我们应该好好睡一觉,找到简洁解法的可能性将会大大提升。

研究设计
为研究不同睡眠阶段对顿悟的影响,90名参与者在20分钟午休前后完成了一项已开发的感知顿悟任务。实验采用动态点阵刺激:每个点同时具有颜色(橙/紫)和运动方向(四个正交方向之一)两个特征,其中运动方向的识别难度随噪声比例变化(5%、23%、41%、59%、76%五个等级)。
参与者需根据即时二元反馈学习每个刺激对应的按键反应,共完成9组测试(每组100次试验)。从第4组中期开始,颜色特征也参与预测正确按键。第4组结束后,参与者在躺椅上进行20分钟午睡,期间通过64导联脑电图监测睡眠状态,随后完成剩余5组任务(颜色与运动特征持续共同预测反应)。
这项研究巧妙地设计了一个"隐藏关卡":在实验进行到3.5组时,在并未告知参与者的时候任务规则悄然发生变化(新增颜色线索)。这种设计让顿悟成为可能——只有当参与者自发发现"原来颜色也是解题线索"时,他们才能获得认知突破。最后,研究人员通过监测高噪声试次的表现来精准捕捉顿悟瞬间:在前3组实验中,高噪声试次的准确率稳定在55%-58%;而一旦参与者顿悟颜色线索的作用,其高噪声试次表现就会突然提升。这种"认知跳跃"正是研究睡眠如何影响顿悟能力的关键窗口。
小睡20分钟,顿悟率飙升!
获得数据后,排除15名午睡前提前顿悟者和7名脑电数据不佳者以后进行分析,发现在68名参与者中,70.6%的人在午睡后出现“顿悟”(表现为成绩突飞猛进),这比不午睡组的基准值49.5%高出21个百分点。在模块8的前半部分开始后,顿悟者准确率碾压未顿悟者(85% vs 58%),反应时间也更短(0.59s vs 0.73s),效果堪称“认知升级”。进一步,研究人员总结出三大顿悟特征:①选择性:只发生在部分人身上;②随机性:出现时间个体差异大(3.6-6.2个区块不等);③爆发性:平均在15次试验内准确率飙升25%,往往“一念之间”就完成突破。
这项研究证实,短短20分钟的小憩就能为大脑按下“重启键”,显著提升解决隐藏问题的能力!

N2睡眠阶段才是顿悟的关键推手!
通过对68名参与者小憩期间的脑电监测,研究人员发现:睡眠阶段与顿悟率显著相关,N2(稍深度睡眠)睡眠组顿悟率高达85.7%(24/28)、N1(浅睡眠)睡眠组仅63.6%(14/22)、清醒组55.5%(10/18)。这与之前认为“N1睡眠促进顿悟”的结论完全相反!对此,研究者推测这可能与任务类型有关:数学任务需要逻辑重组,而感知任务更需要大脑的“全局优化”。此外,N2睡眠仅增加顿悟概率,不改变顿悟特征且对任务整体表现无显著影响。
这项研究首次揭示N2睡眠而非N1才是促进认知突破的关键阶段。不过有趣的是,虽然N2睡眠让更多人“灵光一现”,但顿悟的质量和时机在各组间并无差异。

提到睡眠,势必离不开神经活动,而N2睡眠与洞察力息息相关,那洞察力与非周期神经活动存在什么关联呢?
研究发现神经网络中的噪声和正则化(如突触缩减)与顿悟的突发性特征相关,这些机制在脑电中可能体现为非周期性活动(频谱斜率变化)。采用FOOOF算法分析1-45Hz频谱特征,发现非周期性活动会随着睡眠周期的延长而减少,随着睡眠的深度增加,频谱斜率会变得更陡峭,也就是相比于N1组及清醒状态,N2组与“顿悟”现象的关联更为密切。而特定频段的脑电活动(如α波和δ波)则与“顿悟”没有关联。

看到这里大家可能会想:可是不是每次稍深度睡眠都会产生“灵感”啊。这又是怎么回事?
“顿悟”的核心密码:
思维跑得远,脑洞开得大
相关研究人员在Commun Psychol杂志发表了研究成果,首次通过结合行为实验与计算模型揭示了顿悟背后的认知机制——更广泛的思维探索距离与突破固定思维的能力,正是"顿悟"的核心密码。

为了揭示顿悟的认知机制,研究者设计了两个实验。第一个实验(FC-RAT)通过对比固定线索和中性线索的影响,发现固定线索会显著降低解题准确率(39.5%vs53.8%)并延长反应时间(18.5秒vs14.7秒),但不会影响“Aha”体验的发生率(那种突然明白答案的感觉)。第二个实验(TT-RAT)要求参与者记录解题过程中的所有想法,发现当思维探索范围更广(探索距离更远)时,更容易产生强烈的顿悟体验。

此外,研究者进一步构建了计算模型模拟这一过程,发现三个关键因素:固定因子(干扰线索的强度)、去固定因子(摆脱错误想法的能力)和探索容量(候选答案数量)。通过这个模型,研究者发现:①更大的探索能力:如果你能考虑更多的候选答案(探索能力高),你更容易找到正确答案,而且反应时间会更短;②去固定能力的重要性:如果你能有效地摆脱错误的线索(去固定能力强),你也能更快地找到正确答案;③固定线索的影响:固定线索对反应时间的影响取决于你的探索能力和去固定能力。如果探索能力高,固定线索的影响会变小。

小结
PLOS Biology的研究告诉我们:深度睡眠才是“顿悟”外挂;而Commun Psychol的研究告诉我们,真正的"顿悟高手"都具备两项核心技能:思维跑得远,脑洞开得大。
所以,下次当你面对难题,抓耳挠腮、怀疑人生时,不妨适度小睡一下,毕竟,你的大脑可能在梦里偷偷开小会,等你一睁眼,它就会递上解决方案;亦或者是尝试拓宽思维,脑洞大开,说不定就在某个犄角旮旯里撞见灵感。
睡吧,愿你的梦里全是顿悟。
[1]Löwe AT, Petzka M, Tzegka MM, Schuck NW. N2 sleep promotes the occurrence of 'aha' moments in a perceptual insight task. PLoS Biol. 2025;23(6):e3003185. Published 2025 Jun 26. doi:10.1371/journal.pbio.3003185.
[2]Chao ZC, Hsieh FY, Wu CT. Long-distance exploration in insightful problem-solving. Commun Psychol. 2025;3(1):53. Published 2025 Mar 26. doi:10.1038/s44271-025-00235-4.
撰写:MIE
编辑:木白