脑成像成为救星
20世纪最后十年被美国国会正式宣布为“大脑十年”，在这十年的后半期，脑成像技术在人类历史上第一次使直观观察与意识状态改变相关的大脑局部激活及失活成为可能。上面提到的意识状态改变中最主要同时也适合我们挑出来作为首选切入点的几个分别是：清醒、睡眠与做梦。这一科学方法虽然还很年轻，但正在飞速发展，并已经在梦科学领域掀起了一场翻天覆地的变革，使我们有机会对梦及清醒与清醒及快动眼睡眠局部大脑激活的形式特征作出比较。
在描述这一方法是如何工作前，我们先来看一下如何应用脑成像的数据来解释梦形式主义的两个例子——幻觉的强度（在做梦时通常变得相当夸张）和定向思维（在做梦时通常减少或完全消失）。由于其空间分辨率远胜于脑电图，脑成像技术使人们可以记录到与幻觉和思维关联的局部大脑活动。运用一种称作正电子发射断层成像（PET）技术进行的研究显示，大脑多形区域激活增强，而这些区域正好是我们预测幻觉感知时会激活的部分（顶叶皮质区）。这些研究还发现前额叶背外侧皮质（见图9）有与之相对应的激活受抑，该区域被认定是工作记忆、自盛定向思维的脑区或发源地。换言之，由于局部大脑激活的改变，与清醒时相比，快动眼睡眠时幻觉有所增强、思维受到激发。
这些观察是如何实施的？这又与我们已知的大脑化学物质整体变化及其潜在的生理机制有何关联？
如果你曾做过计算机断层显像（CT）或磁共振成像（MRI）这些在医学和神经科学领域已取代X线摄片的检查，那么你已经享受到了脑成像技术革命的成果。这两项技术及正电子发射断层成像都是通过计算组织之间的密度差异（CT）或功能激活的差异（MRI和PET），生成大脑组织本身而不仅仅是颅骨的影像。它们利用了大脑组织密度随血流变化、随神经元激活或失活而改变的事实。当神经元变得更为活跃时，它们需要消耗更多的氧气，而氧气供应来自激活区血供的增加，正电子发射断层成像和功能磁共振成像扫描使这样的区域激活（和失活）变得“直观可视”。
随着计算机技术被用于三维数据的组织和处理，人们就可能从多个不同的角度同时观察多个不同大脑区域的活动。根据研究者的指令，电脑决定从哪个角度摄像，在多少深度上聚焦进行密度分析，然后输出无数度量密度的像素或点，把它们绘成一张二维图即我们平时看的断层成像片，还可以应用不同的颜色代表不同的密度模式，以使读片更为容易。
从研究角度来说，正电子发射断层成像因其空间分辨率较高而颇具吸引力，但必须认识到，即使是应用该技术也难以达到基础睡眠研究中微电极和微注射技术实现的细胞分子水平，二者依然存在差距。我们之所以能够容忍这个差距，是因为正电子发射断层成像能给我们提供即便微注射技术能应用于人类（事实上不能）也将需要几十年甚至几个世纪才能认识到的许多信息，还因为我们知道在动物研究中要填补这一差距只是个时间问题。
同时，我们为正电子发射断层成像在人类睡眠和梦研究方面获得的重大发现而欢欣鼓舞。表3显示了与清醒时相比人类快动眼睡眠时激活和失活的大脑区域，还对疾病尤其是因中风意外损伤部分大脑后分析梦境变化所得的数据进行了比较。为有助于理解，可以参考图9，该图显示出快动眼睡眠期较清醒时更活跃或更不活跃的脑区位置。
表3快动眼睡眠时大脑激活的图像及脑损伤对梦的影响
说明：↑，增加；↓，下降；-，无变化。
接下来的发现尤为有趣：与动物快动眼鲜明化学性激活模式重要发源地相对应的人脑区域的激活；介导情感、驱动人类行为的边缘前脑广大区域的激活；控制情感特别是恐惧感的边缘系统的激活；大脑多形“联想”区域的激活。
形式学观点认为梦与清醒不同在于：与清醒状态相比，梦多被内源性因素所控制，更易引发幻觉，更加情绪化，更多地为本能所驱使。而上述区域激活信息与形式分析的这些观点是相符的。梦科学家们在比较这两个状态各自的精神和大脑形式的过程中是在“做减法”。在比较的第一步我们要问：大脑的哪些部分在快动眼睡眠时更活跃，它们与做梦时强化的精神状态的形式方面是否相对应？
梦与清醒时相比的另一个特征是一系列相关联的认知特征的缺乏，包括自我意识及对现实测验能力的弱化、记忆力减退、逻辑推理能力缺损，最显著者莫过于定向思维能力的丧失。现在的影像实验研究告诉我们，前额叶背外侧皮质的正常激活可以维持清醒时的各种功能，而其在快动眼睡眠时处于失活状态。换句话说，这种情况下的“减法”显示清醒状态拥有更多的心理特征和潜在的局部大脑激活。
这些惊人的联系简直令人难以置信，事实上，这促使我们去思考每种情况背后的因果联系。梦之所以有如此强烈的认知特性，如此本能而又情绪化，有如此多的超联想，是因为支持这些功能的大脑区域更为活跃。我们之所以不能正确地分辨自己处于什么状态，弄不清时间、地点和人物，不能缜密或主动地思考，是因为支持这些功能的大脑区域相对不够活跃。难道就这么简单？为什么不是呢？很多看似复杂的谜团在简单的科学真理出现后逐渐被解开，这才是还原论的真谛。
现在我们不由得记起，对梦时心理功能弱化相关的大脑局部进行分析揭示，这与快动眼睡眠激活的大脑中缺乏去甲肾上腺素和5–羟色胺有关，而这两种化学物质是注意力、学习、记忆（暗含方向感和主动推理）所必不可少的。反过来，在该状态下不仅未受抑制而且被激活的胆碱能系统可能有助于那些为大脑区域激活介导的征象出现，其中包括幻觉、超联想和超感情化等。
故事越来越精彩了。人们甚至会想梦内容的精神分析现在还能做些什么呢？在第十一章我们还会回到这个话题，现在简单地讲，那些弗洛伊德试图用其愿望－满足、伪装－监察理论来解释的梦的特征，已经被一种他认为终将成为可能的方式——生理学和大脑化学成功地解释了。
我们的整合程序能更进一步吗？有可能。举个例子，假设人类快动眼睡眠时局部大脑激活的改变因某种原因与神经元调制的转变有关，这其实是很有可能的，因为既然身体其他部分的血流都是由这样的调节系统所控制，在大脑里当然也不会例外。换言之，要改变局部大脑激活和失活的复杂模式，有个简单的方法就是改变神经元调制的平衡，以此改变血供，进而激活神经元。调节系统很可能通过直接（突触性）和间接（血管性）两种作用来影响神经元的功能。从脑科学中找到答案已为期不远。
关键是人们现在可以看见自己的大脑活动，而在15年前这只是梦想而已。
1984年7月6日头痛第34号梦例
自从1984年1月19日患上丛集性头痛综合征后，我发现5月和6月病情有所好转，头痛发作的频率和强度都在下降。
昨晚，我梦见我在检查自己的大脑（好像是在死后，但这一点梦里并没有提示）。我带着强烈的好奇心掀开了头皮和头盖骨，心想：“至少我能知道是什么导致了我的头痛。”然后，你瞧！病因找到了——一个大气球形状的包块（或许是空气）把脑组织挤压到了颅腔的下1/3，脑组织表面还能看到凹陷。
在仔细观察大脑左半球时，我注意到那里被虫蛀过，这可以解释为何我总是难以记住某些特殊的名字（几乎可以肯定这与年龄有关）。我对看到的一切兴致勃勃，没有半点恐惧；我丝毫没有意识到这其中的矛盾（紊乱的体系？），我在看着我自己的大脑，而这一状况出现的前提是我必须有两个大脑，但那样的话，脑中脑就够了。
记得我还自言自语道：“嘿，快醒醒，这样你就能想起刚才那奇妙的一幕了１
我能有如此的清醒度来唤醒自己，使我怀疑这个报告具有意识的自我暗示性，但据我所知，我并不曾有意去诱导它。相反它只是简单地反映出我当时的无意识神经生物学自我分析。
