眠っているとき、脳はどうなっているのか?

Source: Michal Roessler/Knowing Neurons

“なぜ眠るのか?”と尋ねるのは簡単です。 しかし、その問いをひっくり返すこともできます。 “なぜ起きるのか?” 私たちが起きている必要があるのは、とりわけ、食べ物を見つけて食べ、水を飲み、危険から逃れ、繁殖し、運動するためである。 しかし、免疫力を回復させ、癌から身を守り、記憶を定着させ、脳の毒素を排出するためには、睡眠が必要なのです。 多くの成人は、健康であるために7時間から9時間の睡眠が必要です。 もしあなたがその量を得ていないなら、その余分な覚醒時間が本当にあなたの健康よりも重要であるかどうかを考える価値があります。

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しかし、睡眠とは何ですか? 睡眠は、毎日繰り返される自然な脳の状態で、その間、私たちの意識や環境からの光景や音への反応が薄れていきます。 しかし、睡眠は、正しく行われれば完全に意識を失うことができる全身麻酔とは異なります。 手術の前に麻酔科医は患者を「眠らせる」というが、患者は麻酔をかけられている間の時間の経過を感じられないと言うことが多い。 さらに、睡眠には、急速眼球運動(REM)睡眠として知られる意識的な期間が定期的に設けられている

睡眠は、2つの期間に分けることができる。 レム睡眠とノンレム睡眠である。 レム睡眠は、夢を見ることと強く結びついています。 しかし、現在では、ノンレム睡眠からの覚醒のほとんども、夢の報告を伴っていることがわかっています。 ノンレム睡眠は、4つの段階からなり、徐々に眠りが深くなっていく。 その結果、非常に高い振幅と遅い周波数の脳波が発生し、これをEEGという技術を使って頭皮から記録することができる。 9060>

Hypnogram showing stages of cycles of sleep throughout the night.
Source.Odyssey.Odyssey.Odyssey.Odyssey.Odyssey.Odyssey.Odyssey.Odyssey.Odyssey.Odyssey は、催眠図の階段状の筋に見ることができ、その後、サイクルもスイープバックして神経間の同期が緩んで、脳がレム睡眠に達する。 イラスト:Michal Roessler(Knowing Neurons)、Scholarpedia(McCarley and Sinton, 2008)から引用。

レム睡眠中、脳は麻痺した体で幻覚(すなわち、夢)を見、頭皮から記録した脳波活動は覚醒中に見られるものと類似している。 無緊張状態、つまり筋肉の緊張が完全に失われることで、睡眠中に夢を演じたり、怪我をしたりすることを防ぐことができる。 アトニアとレム睡眠が一致しない場合、睡眠時随伴症や睡眠・行動障害を生じることが多い。 例えば、アトニアを制御する脳幹の回路が損傷すると、レム睡眠行動障害という、夢を演じてしまい、時には自分や他人を傷つけてしまう睡眠障害を引き起こすことがある。 (レム睡眠行動障害は夢遊病のように聞こえるかもしれないが、実際には別の睡眠時無呼吸症候群である)。 睡眠麻痺はその逆で、覚醒時に無呼吸が重なり、ベッドで目を覚まし、一時的に身動きや会話ができなくなります。 睡眠麻痺はそれ自体パラソムニアではありません-他のパラソムニアの一部として発生しますが、多くの健康な個人でも発生します

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起きていることは大変な作業です。 覚醒は、脳のデフォルトの状態ではなく、むしろグルタミン酸、アセチルコリン、セロトニン、ノルエピネフリンなどの神経伝達物質のカクテルで大脳皮質を突く脳幹の例外的な結果である。 これらの神経伝達物質は、脳幹の上行性活性化システム(AAS)から大脳皮質に送られる。 AASは、青斑核(せいはんかく)、ラペ核(らぺかく)などと呼ばれる核(細胞体の集まり)の集合体である。 これらの核は、特定の神経伝達物質を大脳皮質のターゲットに広く投射している。 その多くは、大脳皮質の真珠のような門である視床(クルミ大の2つの葉)にも到達している。 これらの核からの突起を切断すると、脳は不可逆的な眠りへと突入する。 お茶やコーヒーに含まれるカフェインによってブロックされるのと同じ分子であるアデノシンが、覚醒時に脳に蓄積され、AASの成分をブロックして眠気を誘うのです。 しかし、睡眠を調節する要因はアデノシンだけではありません。 視交叉上核は、脳の調節中枢である視床下部の一領域で、両目から視神経が交差する視交叉の上に位置しています。 視交叉上核の神経細胞は、目の網膜にある細胞から入力を受け、外が明るくなると脳に伝える。 これにより、脳は睡眠と夜の時間を同期させることができますが、眠る前のスマートフォンの光など、人工的な光には簡単に騙されることがあるのです。 視床下部のもう一つの部分、結節性乳頭核は、神経伝達物質であるヒスタミンを使って覚醒を調節しているようです。 9060>

脳は毎晩、休息と回復を与えるために懸命に働いています。 残念ながら、「死んだら寝る」などのモットーは、脳に有害な化学物質を蓄積させ、アルツハイマー病やその他の致命的な病気を早めることになるのです。 一般的な常識に反して、睡眠は死のいとこではなく、人生の不可欠な部分なのです。

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この記事はもともとKnowing Neuronsに掲載されたものです。

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