SHR No.81 明日はサークルの旅行で6時出発だから早く寝よう、というと きに限って眠れない、というような経験をしたことはありません か？もしかしたら、スイッチを切るようにぱたんと眠れたら便利 なのに、と思ったことがある方もあるかもしれませんね。でも、想 像してみて下さい：もし、あなたが自分で自分の電源をOffにで きる便利な（？）サイボーグだったら、ベッドに入っておやすみな さい、とスイッチを切ったら最後、自分では永遠に電源を入れら れませんよ！ すぐ思い通りの時間に寝付けないのは不便なようで、私たち の睡眠をコントロールする体の仕組みは、長い進化の歴史を経 ているだけあってなかなかよく出来ていて、私たちはたぶん6− 8時間も眠ればひとりでに目覚めることができます（一限の授業 は寝過ごすかもしれませんが）。当たり前なようで、これは実は すごいことです―目覚まし時計のように前夜に起床時刻をセッ トする必要はありません。視床下部には睡眠と覚醒を切り替え るスイッチのような機能をつかさどる部位があり、おかげで自 動的にスイッチが入れられるわけです。この視床下部より少し 下の脳幹部には、網様体という神経細胞の集まりがあり、一定 の電気的なパルスを大脳皮質に送り、意識をクリアに保ってい ると考えられます。この場所が脳梗塞などで損傷を受けると、深 い睡眠のような昏睡状態（覚醒障害を伴う中核意識障害）に 陥ってしまいます―まさに目覚めのためのスイッチの下流が断 線してしまった状態です。 睡眠と覚醒のリズムをもう少し詳しく見てみましょう。眠りの 入り口、まさに意識がうとうとして途切れる瞬間、脳波（神経細 胞の電気的な活動を反映します）は、さざ波のような低振幅に なり、全身の筋肉はダラリと弛緩します。この時の前頭葉の血流 変化を連続的に測ったデータを見てみましょう。ちょうど寝入り ばなと一致して、脳血流も潮を引くように低下していきます。さ らに睡眠が深くなっていくと、それに応じて脳波のパターンも変 化してだんだんとスローで大きな振幅の波が現れます（という か、専門的には脳波・筋電図などの電気生理学的データから睡 眠の「深度」を定義しているのです）。睡眠の深度に応じて、前頭 葉の血流もほぼ段階的に低下していきます。
眠りについて／夢について
保健管理センター 准教授久保田 泰考
図：前頭前野皮質の酸素化ヘモグロビン濃度変化. お示ししているのは研究のため健康な大学生のデータで、寝 る前の覚醒状態から約90分間の昼寝中の脳血流変化を継時 的に計測したものです（図. Kubota et al., 2011）。縦軸は大脳 皮質のヘモグロビン濃度で、脳血流の増加の指標として使われ ます。さて、計測開始から小一時間ばかりしたところで、再び前 頭前野外側部の血流が上昇しています。これは何を表している でしょう？―目が覚めたのかも、いえいえ、被験者は目を閉じて 寝息を立てており、筋電図で確認すれば身体も脱力し切ってい ます。実はこれはREM睡眠とよばれる状態で、よく観察すると閉 じられた瞼の下で眼球がクルクルと動いていることがわかりま す（一方、30分ごろに一回と、40分ごろに二回＊マークで示さ れる血流増加は、ごく短時間の覚醒を反映しており、REM睡眠（ 2 ）
SHR No.81
とは区別されます）。急速眼球運動rapid eye movement―REM 睡眠の名前の由来ともなっている現象ですが、意外なことにこ れが発見されたのは1950年代になってからのことでした。どう して目玉が動くのかはいまだによくわかっていないのですが、 私たちの研究データからは、眼球運動に一致して、前頭前野背 外側の血流が増えていることが確認されます。REM睡眠以外 の、ゆっくりした脳波活動に特徴づけられる徐波睡眠slow wave sleep（SWS）では、この場所での血流は増加しないことか ら考えると、これはREM睡眠に特徴的な精神活動、つまり夢を 見ることと関係しているかもしれません。 夢は睡眠へと移行した思考活動であるといわれます。6−70 年代に睡眠をコントロールする脳幹部の働きが強調されたころ には、夢は脳幹部からの電気的な信号が大脳皮質を刺激して 生み出されるランダムな活動の反映であり、それ自体に意味は ないのだという説が主張されました。時はアメリカでフロイトの 精神分析理論が退潮し、生物学的な精神医学が興隆した時期 でもあり、フロイト的な夢解釈が激しく排斥された時代でもあっ たのです。今日の神経学的知見によれば、むしろ夢見には前頭 前野腹内側の活動が不可欠であることを明らかにしており、や はり夢は何らかの高次の―おそらく意味がある精神活動を反 映していそうです。 とはいえ、どうして私たち（哺乳類、そして鳥類も）は眠るので しょう？何時間も体を動かせなくなってしまうわけですから、捕 食者に襲われたらひとたまりもありません。睡眠は進化の上で の最大の失敗だという研究者もあるくらいです。もっとも、大学 生の皆さんに切実な話としては、睡眠はやはり試験対策には重 要で、脳の働きを高めるために不可欠であることは間違いなさ そうです。レム睡眠の後では記憶や様々な認知検査の成績が 向上することが、最近の研究でも繰り返し報告されています。 さてそれでは、眠っている間に苦も無く勉強できるという睡眠 学習みたいな方法はないものでしょうか（筆者の子供時代には 少年ジャンプの通販広告に「睡眠学習機」なるものが出ていま した！）。実は最近も多くの研究者が睡眠中の学習の可能性を 検討しています。残念ながら結果は否定的で、そのような夢の テクノロジーは実用化されていませんが、まじめな話、眠ってい る間に見た奇妙な夢を覚えていないのはむしろ幸せなこととい うべきでしょう。さもなくば、せっかく前夜勉強したヨーロッパ近 代史の一エピソードが、夢で見たファンタジーに置き換わって しまわないとも限りません。 実際、脳は眠っている間はオンラインで外部の情報を学習す ることを止め、自らの内なる声―神経回路の結合性のパターン に耳を傾けるようです。Tononiらのシナプス性ホメオスタシス 仮説（The synaptic homeostasis hypothesis: SHY）によれば、 脳は一定の時間、外界からの刺激入力から切り離され、シナプ スの結合性を正常化し、神経細胞のホメオスタシスを回復する
必要があるとされます（Tononi & Cirelli, 2014）。もしかすると
脳は眠っている間に、神経回路の活動の統計的規則性につい てのサンプリングを行っており、この統計的な情報に即して、不 要な事柄を忘れ、重要な事柄を記憶しなおしているのかもしれ ません。脳がオフラインで示す電気的な活動パターンには、こ れまでの人生はもちろん、進化の過程で獲得してきたすべての 記憶が、統計的な規則性という形で、反映されているのでしょ う。夢がそうした活動を反映しているとすれば、その内容に古代 の神々や人類の起源にまつわる神話が反復されていても不思 議ではないといえるかもしれません。
最後に、REM睡眠とは別の深い眠り（徐波睡眠 slow wave sleep:
SWS）が、認知症の予防に役立つかもしれないという最新の研 究を紹介しておきましょう。カルフォルニア大のManderらは、健 康な被験者を対象とした研究で、前頭前野内側におけるベータ アミロイドという物質（アルツハイマー病の原因とされます） の沈 着 が、S W Sの減 少と関 連していることを見 出しました （Mander et al., 2015）。一般にアルツハイマー病では睡眠が 障害されることがよく知られていますが、前頭前野の特定部位 の病変が睡眠の障害を引き起こしているようです。さらに、彼ら はSWSの減少が寝る前に学習した記憶課題の成績低下と関連 していることを確認しました。そしてさらに興味深いことに、 ベータアミロイドの沈着はSWSの減少を通じて、記憶課題の成 績低下に影響を及ぼしているらしいことがデータ解析から明ら かになってきました。つまり、前頭前野内側におけるベータアミ ロイドの増加は、睡眠の障害を通じて、記憶の障害を引き起こ しているらしいということです。とすれば、睡眠の改善は認知症 の症状の改善のためにも重要なカギを握っているということに なります。
Kubota, Y., Takasu, N. N., Horita, S., Kondo, M., Shimizu, M., Okada, T., … Toichi, M. (2011). Dorsolateral prefrontal cortical oxygenation during REM sleep in humans. Brain Research, 1389, 83‒92.
http://doi.org/10.1016/j.brainres.2011.02.061
Mander, B. A., Marks, S. M., Vogel, J. W., Rao, V., Lu, B., Saletin, J. M., … Walker, M. P. (2015). β-amyloid disrupts human NREM slow waves and related hippocampus-dependent memory consolidation. Nature Neuroscience, 18(7), 1051‒7. http://doi.org/10.1038/nn.4035
Tononi, G., & Cirelli, C. (2014). Sleep and the price of plasticity: from synaptic and cellular homeostasis to memory consolidation and integration. Neuron, 81(1), 12‒34. http://doi.org/10.1016/j.neuron.2013.12.025
