“无论是水里游的，天上飞的，还是地上跑的，我们几乎能明确观察到其他所有动物进入睡眠状态。”亚里士多德在他的著作《论睡和醒》（On Sleep and Sleeplessness）中写道。但其他动物真的也会做梦吗？这位古希腊先贤同样对此发表了自己的观点。他在《动物志》（The History of Animals）里写道：“似乎并不只有人会做梦，马也会，狗也会，牛也会；没错，绵羊和山羊同样如此，所有胎生四足动物都会做梦；狗还会在入睡后吠叫，表明它们在做梦。”这种研究方法或许有些粗糙，但亚里士多德的结论并不算太离谱。
很显然，我们不可能直接问动物，它们会不会做梦。但至少可以观察一些它们做梦的证据。科学家可以通过两种方法完成这种看似不可能完成的任务。一种是观察动物在各个睡眠阶段的肢体行为。另一种则是观察它们睡眠时的大脑工作模式是否与人类相似。
早在20世纪60年代，我们就开始研究如何才能了解动物的梦境。那时，一些医学期刊零星地报道了人类在梦境中的肢体动作。这是一项颇为有趣的发现，因为在所谓的快速眼动睡眠阶段（REM），我们的肌肉通常都处于麻痹状态。
研究人员意识到，将动物引导至类似的状态，有助于了解这些动物的梦境。1965年，法国科学家迈克尔·朱维特（Michael Jouvet）和J·F·德洛姆（J F Delorme）发现，从猫的大脑中切除名为“脑桥”的一部分脑干，可以阻止其在快速眼动睡眠阶段变得身体麻痹。研究人员将这种状态称作“无张力缺失快速眼动睡眠”，或REM-A。在这种情况下，猫入睡后不会躺着不动，而是会四处走动，并且表现出攻击性。
这暗示它们梦到了清醒时的某些活动。在那之后的一些研究还揭示出类似的行为。兽医神经学家阿德里安·莫里森（Adrian Morrison）曾经针对这项研究撰写过一篇评论，他认为，处于REM-A状态的猫会根据刺激转动头部。有些猫还会表现出与捕食攻击时相同的行为，就好像在梦中追逐老鼠一样。狗也存在类似的梦境活动。
人类有的时候也会将自己的梦境“表现出来”——这种情况被称作“快速眼动睡眠行为障碍”，《国际睡眠障碍分类》（ICSD）对此给出了介绍：“在入睡时挥拳、踢腿、跳跃、跑下床去都是常见的临床表现，而且往往与梦境相符。”ICSD还表示，存在这种问题的人或者与之同床共枕的人经常受伤。
但肢体活动并非唯一研究梦境的方法。研究人员现在可以通过人道的方式在动物入睡时监测其脑细胞的神经和化学活动。2007年，麻省理工学院科学家肯维·路易斯（Kenway Louis）和马修·威尔森（Matthew Wilson）记录了老鼠大脑中海马体的神经活动，这个部位与记忆的形成和编码有关。他们首先在老鼠穿越迷宫时记录这些脑细胞的活动，然后在老鼠入睡时观察到相同的神经活动。路易斯和威尔森发现，老鼠在走迷宫过程中和快速眼动睡眠状态下表现出相同的神经元放电形态。换句话说，老鼠似乎在睡眠时梦见了在迷宫中奔跑的情景。由于结果非常明确，所以研究人员甚至能够推断老鼠在梦境迷宫中所处的位置，并与现实中的迷宫位置对应起来。
芝加哥大学生物学家阿米什·戴夫（Amish Dave）和丹尼尔·马戈利亚什（Daniel Margoliash）研究了斑胸草雀的大脑后，也发现了一些相似的情况。这种鸟并非生来就会演唱美妙的歌声，而是需要通过后天学习才能掌握这种技能。当它们醒来时，其前脑的一个名为古纹状体粗核（robutus archistriatalis）的部位的放电形态与歌声的节拍相吻合。研究人员可以根据这些神经的放电形态判断它们唱的究竟是哪个音符。经过一段时间的积累，戴夫和马戈利亚什便可拼凑出这些神经的所有放电形态，从而从头到尾还原整首歌曲。
随后，当这些鸟入睡时，他们再次查看古纹状体粗核的放电形态，发现这一过程并非完全随机。相反，从神经放电的顺序来看，斑胸草雀似乎在梦中唱歌。这或许说明斑胸草雀在睡梦中仍在练习唱歌。
科学实验中观察到的猫的行为真的能定义为梦吗？老鼠是否从主观上意识到它们入睡后仍在脑海里走迷宫？鸣禽是否知道自己睡着时依然在唱歌？这些问题与意识问题一样难以回答。这确实很棘手。我们人类做梦时也未必能意识到自己在做梦，但只要我们清醒过来，就能明确自己刚刚在做梦。斑胸草雀醒来后是否明白刚刚是在做梦？它们能否区分现实和梦境？我们可以在合理的范围内给出这样的结论：人类做梦时的生理学和行为学特征也可以在猫、老鼠、鸟和其他动物身上观察到。然而，对于这些动物而言，做梦究竟是一种怎样的体验，目前却仍是一个未解之谜。
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