レム睡眠

睡眠って実は謎だらけ！何のためにとるの？「2種類の睡眠」がある理由って？

shiseikatsu_labo_admin — Tue, 27 Sep 2022 23:14:18 +0000

睡眠って実は謎だらけ！何のためにとるの？「2種類の睡眠」がある理由って？ shiseikatsu_la… 2022/09/28(水) - 08:14

毎日当たり前のようにとっている「睡眠」ですが、みなさんの中には「睡眠中、体や脳には何が起きているんだろう」「睡眠ってどうして必要なんだろう」などの疑問を抱いている方も多いのではないでしょうか。

そこで今回は、謎に包まれた睡眠の役割や働きなどについて解説します。

睡眠には謎が多い
睡眠の役割は、エネルギー温存だけではない
睡眠の役割のひとつは、成長ホルモンの分泌
1. 成長ホルモンが盛んに分泌されるのはいつか
睡眠には2種類のタイプがある
レム睡眠とノンレム睡眠の割合は年齢とともに変化していく
1. 睡眠構築の補正には睡眠薬では限界がある
まとめ

睡眠には謎が多い

私たち人間は人生のおよそ3分の1を寝て過ごしますが、仮に全く睡眠をとらないとどうなるのでしょうか？

それについて調べた研究が1980年代にアメリカで行われました。ラットが寝たら自動的に起こす機械・断眠装置を開発し、ラットを眠らせない実験です。実験中、ラットたちは食欲が過剰になり、食べる量が大きく増えました。にもかかわらず、体重はどんどん激減し、体温も下がり、3週間でみんな死んでしまったのです。

この研究から40年近くが経とうとしていますが、なぜ睡眠をとらないとこのような症状を呈して死に至るのか、いまだにわかっていません。睡眠の役割は、生物学上の大きな謎だと言えます。

睡眠の役割は、エネルギー温存だけではない

睡眠は、単にエネルギーを節約・温存している状態ではないと考えられています。というのも、「動物はわざわざ積極的に睡眠をとっているのではないか」と伺える事例があるからです。

例えば、オットセイは海で寝る場合と陸で寝る場合がある動物ですが、海で寝る場合は左右の脳が半分ずつ眠ります。脳波で見ると、半分の脳が寝ているときにもう片方は起きているのです。実際、起きている脳に支配されている体は動いて泳ぎ続けたりしています。

このような睡眠の取り方をするのは、呼吸や息継ぎ・敵への警戒をする必要があるからだと考えられています。

また、リスは冬眠する生き物ですが、彼らは冬眠中に定期的に起きます。この際必ずとる行動のひとつが、「睡眠」なのです。このことから、睡眠は冬を最小限のエネルギーで乗り切るための冬眠とは異なる可能性があるものだと分かります。

こういった事例を見ると、睡眠は単なるエネルギーの節約・温存のためではなく、さまざまな能動的役割があると考えられます。

睡眠の役割のひとつは、成長ホルモンの分泌

「生きていくうえで睡眠が必要な理由」は、いまだはっきりとはわかっていません。しかし、間違いなく起きていることのひとつとして、成長ホルモンの分泌があります。

よく「寝る子は育つ」という言い方がされますが、それはまさに的を射ています。成長ホルモンには、背を伸ばしたり体の成長を促したりする役割があります。またそれだけではなく、新陳代謝を高めて肌の傷やトラブルを修復する作用もあるといわれています。

成長ホルモンが盛んに分泌されるのはいつか

1968年に、「睡眠中に血中の成長ホルモンがどう変化するのか」を定期的に計る研究が行われました。

被験者が22時に寝て以降、朝まで定期的に成長ホルモンの血中濃度を計ります。すると、22時から24時頃にかけて血中の成長ホルモンが上がることがわかりました。また、24時から起床までの間の濃度は比較的低いままでした。

この研究により、「22時から24時前後に寝るのが重要なのではないか」と言われるようになったのです。よく「22時から深夜2時に寝ることが美肌につながる＝お肌のゴールデンタイム」と言われるようになったのは、この説を根拠としていると考えられます。

しかし実は、その後この考え方は変わってきています。

被験者それぞれに好きな時間に寝てもらって、寝た時間を0として、そこから血中の成長ホルモンの変化を調べる実験が行われたのです。0地点は、ある人の場合は夜10時かもしれませんし、別の人の場合は夜中の2時かもしれません。それでも、実験結果を平均すると、就寝後3時間後に同じようなことが起こることがわかったのです。

つまり、よく言われる「22時から深夜2時がお肌のゴールデンタイム」というのは、あまり正しくないのです。自分のタイミングで深い睡眠をちゃんととれれば、それは何時でも良いと考えられます。

睡眠には2種類のタイプがある

私たちは寝ている間に、「ノンレム睡眠」と「レム睡眠」という2種類の睡眠を行き来します。そのパターンのことを専門用語で「睡眠構築」と言います。

ノンレム睡眠とは

ノンレム睡眠中はリラックスしているので、副交感神経系が優位の状態です。呼吸や心拍がとても落ち着いていて、そのときに脳では非常に特徴的な脳波が出ています。これは徐波、あるいはデルタ波とも呼ばれる脳活動です。

この徐波にはさまざまな作用があることが近年わかってきています。

例えば、徐波が出ると、感覚入力が遮断されます。つまり、何か音がしても脳があまり活性化しないため、ほとんど気になりません。また、記憶の定着作業や前項でご紹介した成長ホルモンの分泌にも関連しています。

レム睡眠とは

レム睡眠では心拍や呼吸が非常に不規則になり、交感神経系が優位な状態です。しかもそれが不定期に強くなったりするので、自律神経の嵐といったような言い方もします。

レム睡眠中は鮮明な夢を見ます。レム睡眠中の人を起こすとほぼ間違いなく夢を見ていたと言います。また、眼球が素早く動いています。寝ているパートナーやお子さんを見たとき、目元が明らかにキュッキュッと動いていることがあるかと思います。そういうときはレム睡眠です。

レム睡眠中のもうひとつの特徴は、体が脱力状態になる、金縛りのような状態になることです。そのため、寝返りを打ったり動いたりすることはあまりありません。寝返りや動きがあるのは、どちらかと言えばノンレム睡眠時です。

レム睡眠とノンレム睡眠のサイクルは、高次な脳機能が発達したヒトを含む一部の脊椎動物のみに見られます。そのため、高度な脳機能に睡眠構築が関わっているのではないかと考えられています。しかし、その制御機構は不明な点が多く、まだまだ研究段階にあります。

レム睡眠とノンレム睡眠の割合は年齢とともに変化していく

レム睡眠とノンレム睡眠サイクルのおもしろいところは、年齢とともにその割合が大きく変化していくところです。

レム睡眠とノンレム睡眠の割合をさまざまな年齢で比較した研究報告があります。それによると、生まれて1日以内の赤ちゃんは睡眠の50％がレム睡眠です。それが生後6か月くらいになるとだいぶ減り、若い青年では22％、高齢者になると13％と減少していきます。

このことから、脳の発達や老化には睡眠構築が大きく関わっていると考えられます。また、睡眠構築の異常を改善することで、加齢に伴う体の不調や疾患を改善できる可能性も期待できます。

睡眠構築の補正には睡眠薬では限界がある

しかしながら、今のところ睡眠構築を補正できる万能の睡眠薬は存在しません。
睡眠薬にはさまざまな種類があります。中にはノンレム睡眠を増やす作用が見られるものもありますが、これらの睡眠薬はレム睡眠を減らしてしまう可能性も示唆されています。また、他の種類の睡眠薬には、レム睡眠を増やすことができるものの、深いノンレム睡眠の増加の作用が限定的だと考えられているものもあります。

まとめ

今回は、謎に包まれた睡眠について、現時点でわかっている役割や種類・特徴などについて解説しました。

近年では、睡眠構築のメカニズム解明、つまりノンレム睡眠とレム睡眠サイクルの解明が、私たちの健康に大きく貢献するのではないかと考えられています。まだまだ謎の多い「睡眠」という現象ですが、今後の研究での進展が期待されています。

注目が集まる「レム睡眠」の役割とは？レム睡眠の「量」が認知症予防のカギに？

shiseikatsu_labo_admin — Tue, 27 Sep 2022 20:25:59 +0000

注目が集まる「レム睡眠」の役割とは？レム睡眠の「量」が認知症予防のカギに？ shiseikatsu_la… 2022/09/28(水) - 05:25

睡眠には「ノンレム睡眠」と「レム睡眠」の2種類があり、それぞれ異なる働きをしています。ノンレム睡眠とレム睡眠について知っておくと、睡眠の質向上にも役立つはずです。今回は、これらのうちのレム睡眠について詳しく解説します。

レム睡眠とは

レム睡眠は、一般的に「浅い睡眠」と言われています。しかし実際には「レム睡眠＝浅い睡眠」というわけではなく、レム睡眠の脳波が浅い睡眠時と似ているため、このように言われてきたと考えられます。浅い睡眠の場合、外部からの刺激によって容易に起きてしまいますが、レム睡眠中は外部の刺激で起きることはあまりありません。

レム睡眠中は夢を見ることが多く、起きたときに鮮明に覚えていることも少なくありません。心拍や呼吸は非常に不規則になり、交感神経系が優位になります。また、左右に眼球が急速に動く、急速眼球運動（Rapid Eye Movement ）が見られます。

しかし、レム睡眠は謎の多い睡眠です。今なお、レム睡眠中に脳でどのような変化が起きているのかについては、まだほんの一部しかわかっていないといっても過言ではありません。私はレム睡眠を専門とした研究を行っています。

認知機能とレム睡眠の関係

近年の睡眠に関する研究では、認知機能との関連性からレム睡眠に注目が集まっています。では、レム睡眠と認知症とでは、どのような関連があるのでしょう。

認知症とレム睡眠の「量」との関連性

認知症と睡眠傾向の関連性を調査した研究

認知症とレム睡眠の関連性について、アメリカのグループがヒトでの調査研究を行なっています。

この研究では、60歳以上の健常者を集めて、睡眠を計測しました。およそ12年間にわたり調査をして、「誰が認知症になったか」「認知症になった人は、60歳だったときにどういった睡眠の特徴があったのか」を調べたのです。

その結果わかったのは、レム睡眠が少ない人が認知症になりやすいということです。一方で、ノンレム睡眠の特徴は見出されませんでした。このことから、「レム睡眠は認知症の予防に重要なのではないか」という可能性が浮上しています。

高齢期になると、レム睡眠の割合は減少します。認知症の最大のリスクは何かというと、加齢です。高齢になればなるほど認知症になりやすいと言えます。高齢になると何が変わるかと言えば、レム睡眠が減ります。そういった意味でも、レム睡眠はその量が認知症や脳機能低下に深く関与しているのではないかと考えられます。

アルツハイマーのマウスを使った記憶力テスト実験

また、理化学研究所の西道隆臣先生と名古屋市立大学の斉藤貴志先生のグループが、人間のアルツハイマー病、特に家族性アルツハイマー病を再現したマウスを作る実験に成功。そして、私たちとの共同研究において、このマウスにおける学習能力低下と睡眠がどのような関係にあるのかを調べています。

認知症のマウスで記憶学習テストを行ったのですが、マウスたちはみな認知症なので、記憶学習のテストはあまりよくありませんでしたが、その成績にはかなりバラつきがありました。

例えば、あるマウスはレム睡眠が50分くらいあって、記憶テストは40点弱くらいでした。また、あるマウスは、レム睡眠が非常に少なく30分もないくらいで、記憶テストはほぼ0点でした。レム睡眠が少ないマウスほど、記憶テストの成績が悪かったのです。この実験結果から、レム睡眠の異常が認知機能の低下に大きく関与している可能性が浮上しました。

レム睡眠中と脳内血流量の関係

前述したように、レム睡眠はいまだ謎の多い睡眠です。その機能についてはわかっていないことが多々あります。そこで、レム睡眠中に脳でどのような変化が起きているのかを解明するために、私たちは「脳内の血流」に着目しました。

血流は、脳以外の部位ではダイナミックに変動します。例えば、運動したりお風呂に入ったりすると、局所的あるいは全身的に、血流が激しく上昇します。しかし、体でそういった変化があったときも、脳の血流の量はほとんど変わりません。これはおそらく、脳には血流をなるべく下げずに一定に保つ仕組みが働くからだと考えられます。

レム睡眠時の大脳皮質の血流量は、起きているときの2倍近い

私たちは、睡眠中の脳の血流変化に注目し、以下の実験を行いました。

脳の血流が観察できるマウスで、レム睡眠やノンレム睡眠中に大脳皮質の毛細血管の血流がどう変化するかを調べたのです。

その結果、マウスがレム睡眠に入ると、血流が一気に上がっていきました。しばらくして、一度マウスが起きると、血流は一気に下がりました。その後、マウスは再び眠るとノンレム睡眠に入ったのですが、血流は低いままでした。

また、別の毛細血管では、レム睡眠から始まり、そのときの血流は非常に高くなっていましたが、起きると血流はすぐに低下。その後、再び眠ったノンレム睡眠時も低いままでした。つまり、起きているときとノンレム睡眠のときは、レム睡眠時のような高い状態になることはなかったのです。

この実験から、レム睡眠は毛細血管の血流が圧倒的に高い状態だとわかりました。私たちは大脳皮質のさまざまな領野でこの検証を行っていますが、どの領野で調べても、レム睡眠中は起きているときやノンレム睡眠時と比べて2倍程度血流が高いことがわかっています。

脳の血流量と認知機能には大きな関連がある

レム睡眠は一晩の睡眠のうち1時間程度です。しかし、その間に大脳皮質の血流が活性化することが、脳の機能維持・認知症の予防などに重要なのではないかと考えられています。

また、気分障害やうつ病の方は、脳の血流が下がって大脳皮質がどんどん萎縮していきます。レム睡眠を増やすことでこういった疾患の改善にもつながるのではないかと期待できます。

カフェインがレム睡眠時の血流上昇を阻害する可能性

私たちの研究グループは、アデノシンA2A受容体という遺伝子が生まれつきないマウスでも同じ実験を行なっています。

アデノシンA2A受容体がないマウスとは、カフェインを高い頻度で摂っているマウスだと考えてください。カフェインを摂取すると興奮して眠れなくなるのは、カフェインがアデノシンA2A受容体をブロックすることで睡眠を阻害しているからです。

この実験の結果、アデノシンA2A受容体を持たないマウスは、レム睡眠に入っても全く血流が上がらないことがわかりました。つまり、カフェインはおそらく入眠を阻害するだけではなく、入眠できたとしてもレム睡眠時の血流上昇を阻害し、レム睡眠の質を低下させている可能性があると考えられます。

まとめ

レム睡眠はまだまだ謎の多い睡眠です。しかし最新の研究では、加齢や認知症などによって認知機能が下がった結果、レム睡眠が減って睡眠の質が下がって脳の血流が悪化、それがさらに認知機能の低下を進行させているのではないかと考えられています。そして、このメカニズムを解明し治療に介入することで、認知症あるいは老化全般に伴う機能低下を防げるのではないかと、研究が行われています。
また、近年では私たちはレム睡眠とうつ病との関連についても研究を進めており、レム睡眠の役割の解明と、それによる新しい治療法の開発に取り組んでいます。

ノンレム睡眠の役割とは？記憶の定着に重要ってホント？

shiseikatsu_labo_admin — Tue, 27 Sep 2022 20:20:19 +0000

ノンレム睡眠の役割とは？記憶の定着に重要ってホント？ shiseikatsu_la… 2022/09/28(水) - 05:20

睡眠には「ノンレム睡眠」と「レム睡眠」の2種類があり、それぞれ異なる働きをしています。ノンレム睡眠とレム睡眠について知っておくと、睡眠の質向上にも役立つはずです。今回は、これらのうちのノンレム睡眠について詳しく解説します。

ノンレム睡眠とは

ノンレム睡眠中は体も脳もリラックスして、副交感神経系が優位の状態です。呼吸や心拍がとても落ち着いています。ノンレム睡眠時には、以下のような現象が見られます。

成長ホルモンの分泌が上昇

ストレスホルモン「コルチゾール」の分泌は大幅に低下

脳細胞の隙間が拡張する（→βアミロイドなどの老廃物を流しやすくなると考えられている）

神経細胞同士をつなぐシナプスが形成される（→記憶を形成するのではないかと考えられている）

ノンレム睡眠中に出る特別な脳波、「徐波」の役割

ノンレム睡眠中は、徐波あるいはデルタ波という非常に特徴的な脳波が出ています。

この徐波にはさまざまな作用があることが近年わかってきています。

徐波は、外から入ってくる感覚入力を遮断することで睡眠を深くさせます。何か音がしたり光が入ってきたりしても脳が活性化しないため気づかず、眠りは妨げられません。

また、記憶学習あるいは脳の柔軟性にも深く関与していると考えられています。

脳の神経細胞・シナプスが形を変化させることで、脳には記憶が蓄えられます。その際に徐波が大きく関係しているのです。そのため、徐波を人為的に強めることで、記憶学習能力が高まると考えられています。

このほか、メカニズムはわかっていませんが、徐波を強めるとホルモン分泌にも影響が出ることがわかっています。

記憶とノンレム睡眠の関係

ノンレム睡眠は記憶と密接な関係があるとされています。

ドイツのグループが2007年に発表した、睡眠と記憶との関係に関する研究をご紹介します。

【実験内容】

被験者に課題を記憶させるタスクを与え、そのときにバラの成分が入った香りを嗅がせます。

課題の内容は絵の描いたカードの場所を覚えてもらうというもの。簡単に言えば、トランプゲームの神経衰弱のような課題です。

その後グループを分けて、グループAには寝ているとき（レム睡眠中・ノンレム睡眠中それぞれ）にも同じ香りを嗅がせます。グループBには、起きて違うことをしているときに同じ香りを嗅がせます。

そして次の日、覚えさせた課題をテストし、成績を見ます。

この実験の結果は以下のようになりました。

【実験結果】

・ノンレム睡眠時に香りを嗅がせると、成績は格段に良くなった

・起きて別のことをしているときに香りを嗅がせても、成績アップはしなかった

この実験結果から、ノンレム睡眠中に記憶を定着させる作用があることが推測されます。

また、香りを嗅ぎながら勉強をすることで、脳の海馬という記憶学習に重要な部位に、勉強した内容と香りが一緒に定着されるのではないか。そして香りをもう一回嗅がせることで、海馬にある“勉強した内容が入った引き出し”が刺激されて、それが記憶定着に良い作用を与えたのではないかと考えられます。

この研究結果の興味深い点は、「記憶の定着が良くなるのはノンレム睡眠のときだけ」というところです。

以前は、レム睡眠中は夢を見るので、レム睡眠中に記憶の整理が行われていると考えられていました。そのことからレム睡眠が重要だと考える人が多かったのです。しかし、この研究以降、最近ではノンレム睡眠と記憶の研究が盛んに行われるようになりました。ただこれは、レム睡眠が記憶の整理に関わっていないという意味ではありません。レム睡眠にはまだまだ不明な点が非常に多いのです。

認知機能とノンレム睡眠の関係

認知機能とノンレム睡眠は大きな関連があると考えられています。2013年に発表され、当時非常に話題になった研究があります。

アメリカの博士たちがマウスを使って、脳の間質液（神経細胞など脳をつくる細胞全体が浸っている液体）の中にある、アルツハイマー病の原因物質のひとつ「βアミロイド」が、どのようにして除去されるかについて調べたのです。

この研究結果では、ノンレム睡眠中に急速にβアミロイドが除去されることが判明しました。グリンパティックシステムという、いわば脳の中にある下水道のようなものが、ノンレム睡眠中に活性化するのではないかと考えられています。

さらにヒトでの研究により、脳脊髄液（脳とクモ膜の間を満たしている液体）の流動がノンレム睡眠中に波を打つように流れたり止まったりを繰り返すことも発見されました。このことから、脳に溜まったβアミロイドなどの老廃物は、ノンレム睡眠中に脳脊髄液によってある程度洗い流されているのではないかと考えられます。

つまり、βアミロイドをはじめとする老廃物は、先のグリンパティックシステムによって脳の神経細胞の近くから下水道を介して脳脊髄液に捨てられ、さらにその脳脊髄液によって洗い流れることによって除去されるのだろうというわけです。

これらの研究により、認知症の予防にはノンレム睡眠が非常に重要だという可能性が指摘されています。

起きているときに神経細胞が活動したことで溜まった老廃物であるβアミロイドを、ノンレム睡眠中に処理して除去するーーまるで汚れを水といっしょに下水道に流すようなシステムだと言えます。

まとめ

今回ご紹介したように、十分なノンレム睡眠の確保は、人間が健やかな毎日を過ごすのに大きな影響を与えます。

成長ホルモンの分泌によって細胞の修復がなされたり、ストレスホルモン分泌が抑制されることでリラックス・疲労回復ができたり、記憶の定着もノンレム睡眠中に行われていると考えられています。また、近年の研究から、認知症の予防改善にも大きく関与していることがわかっています。

ノンレム睡眠を十分に確保できるよう、睡眠の質にこだわり睡眠時間をしっかりとれるように心がけてみてください。

レム睡眠

睡眠って実は謎だらけ！何のためにとるの？「2種類の睡眠」がある理由って？

目次

睡眠には謎が多い

睡眠の役割は、エネルギー温存だけではない

睡眠の役割のひとつは、成長ホルモンの分泌

成長ホルモンが盛んに分泌されるのはいつか

睡眠には2種類のタイプがある

レム睡眠とノンレム睡眠の割合は年齢とともに変化していく

睡眠構築の補正には睡眠薬では限界がある

まとめ

注目が集まる「レム睡眠」の役割とは？レム睡眠の「量」が認知症予防のカギに？

目次

レム睡眠とは

認知機能とレム睡眠の関係

認知症とレム睡眠の「量」との関連性

レム睡眠中と脳内血流量の関係

レム睡眠時の大脳皮質の血流量は、起きているときの2倍近い

脳の血流量と認知機能には大きな関連がある

カフェインがレム睡眠時の血流上昇を阻害する可能性

まとめ

ノンレム睡眠の役割とは？記憶の定着に重要ってホント？

目次

ノンレム睡眠とは

ノンレム睡眠とは

ノンレム睡眠中に出る特別な脳波、「徐波」の役割

記憶とノンレム睡眠の関係

認知機能とノンレム睡眠の関係

まとめ