TSUKUBA FUTURE #105：睡眠中の脳で起きていること
国際統合睡眠医科学研究機構 本城 咲季子 助教
私たちは眠っているあいだ、梦を见ている以外は、无意识の状态にあります。深い眠りに落ちていると、少々の音くらいでは、耳に届いているはずなのに気づきません。ただし睡眠中も脳の中では神経が活动しています。脳の神経细胞どうしは、一方向に神経インパルスを発することによって情报を伝达しています。研究者はこれを、神経细胞が「発火」すると表现します。
ふつうの睡眠は、夢を見ないノンレム睡眠と、夢を見やすいレム睡眠の繰り返しです。「レム(REM)」とは、急速眼球運動を意味する英語Rapid Eye Movementの略です。1950年代初めに、おとなしく眠っているのにまぶたの下で眼球だけが急速に動いている状態がアメリカの研究者によって発見され、命名された現象です。レム睡眠中も脳は活発に動いています。そのため夢を見るのだといわれていますが、よくわかっていません。このとき、脳の活動に反して、筋肉は弛緩しているので身体はだらっとしています。
国际统合睡眠医科学研究机构の研究环境はすばらしいし、生活も、ポスドク
として滞在した米国ウィスコンシン州に比べると気候が穏やかで快适と语る。
それに対してノンレム睡眠は、眼球运动を伴わない睡眠状态です。レム睡眠とは逆で、脳が「眠り」に落ちています。なので梦を见ることもありません。ノンレム睡眠には3段阶のレベルがあり、いちばん深い眠りのレベル3だと、起こされてもすぐには目覚めません。ただし、脳も休んでいるわけではなく、高次の情报処理を行う大脳皮质から脳波をとると、神経细胞が発火していることがわかります。ただ、その発火のパターンが起きている时とノンレム睡眠では大きく违います。ノンレム睡眠时に见られる脳波の特徴は、振幅が大きくて波长が长いスローウェーブです。眠りが深くなるほど、すなわち眠りのレベルが１から3へ向かうほど、スローウェーブが大きくなっていきます（それに対して、起きているとき（覚醒时）の脳波は、振幅が小さくて波长が短いのが特徴です）。ノンレム睡眠时のスローウェーブの间には、ばらばらだった神経细胞の発火が〇?数秒（数百ミリ秒）だけ、いっせいに止まる（同期する）瞬间があります。脳の「眠り」と関係があるのでしょうか。それはわかりません。実は、麻酔をかけた状态でも、発火がいっせいに止まる同期现象が见られるといいます。それも、ノンレム睡眠时よりも着しい同期が。ただし、両者の眠りには大きな违いがあります。麻酔状态からは、麻酔が切れない限り目覚めることはありませんが、ノンレム睡眠からは目覚めます。
本城さんが目指しているのは、睡眠中の脳内で起こっていることを遗伝子レベルで解き明かすことです。原因遗伝子を探す研究では、ターゲットらしき遗伝子の働きを壊したノックアウトマウスを作り、どういう変化が生じるかを见るという手法が、最近の主流です。しかし、ノックアウトマウスを作る过程で、ただでさえデリケートな脳の発生に异常が出ている可能性が排除できません。通常の机能は损なわずに睡眠时や覚醒时の変化をピンポイントで止めるのは至难の业なのです。なので、この手法は使えません。そこで本城さんは、正常なマウスを使い、ノンレム睡眠时特有の脳波の不思议なパターンが、どういう神経回路から作り出されるのかを探ることから始めています。具体的な手法は省きますが、ここはと思われる脳の部位を集中的に调べ、しだいに的を绞っていくという地道な作业です。
本城さんは、大学院では线虫を研究材料に、老化と寿命の问题に取り组んでいました。博士研究员として所属したアメリカの大学では、大脳皮质のどこがどう活性化されると覚醒が促进されるかを明らかにしました。そのときの経験が、この地道な研究を支える自信となっています。それと、もともと眠るのは大好きという楽天的な性格も、こういう研究には向いているのかもしれません。大好きなぬいぐるみたちに囲まれて、神経生理と遗伝子発现の研究から睡眠の谜に迫りたいと、ひそかに闘志を燃やしています。
电极を付けたマウスの脳波は、デスクの笔颁でもモニターできる。
脳波を见れば、マウスが起きているか眠っているかもわかる。
文責：広報室 サイエンスコミュニケーター