睡眠の謎(2020年)| 完全版ドキュメンタリー | NOVA

睡眠
この記事は約30分で読めます。

本動画は、人類にとって最も身近でありながら謎に満ちた現象である睡眠について、最新の科学研究を通じて解明を試みるドキュメンタリーである。睡眠中の脳内で起こる複雑なメカニズム、不眠症やPTSDなどの睡眠障害の原因と治療法、記憶の定着における睡眠の重要な役割、そして睡眠不足が現代社会に与える深刻な影響について、世界各国の研究者たちの最前線の取り組みを紹介している。

Mysteries of Sleep (2020) | Full Documentary | NOVA
Virtually every animal sleeps. But why? Why do we need to spend nearly a third of our lives in such a defenseless state?...

睡眠という永遠の謎

あんたらみたいな視聴者がこの番組を可能にしてくれてるんや。地元のPBS局を応援してくれや。

ナレーター:睡眠、みんなやってることやけど、なんでやろ?

マシュー・ウォーカー:睡眠は今でも驚くべき謎の一つなんや。食べること、飲むこと、繁殖することの機能については何千年も前から分かってたんやけど、睡眠はいまだに謎のまんまなんや。

ユース・ファン・ソメレン:なんで一晩中悩み続ける人がおって、別の人は枕を見ただけでもう寝てしまうんやろ?

ナレーター:最先端の研究が今、眠ってる脳の内側について新しい見方を与えてくれてる。

フィリス・ジー:どうやって睡眠の質を高めて、睡眠時間を増やせるんやろ?今はまさに氷山の一角なんや。

ナレーター:もし睡眠を時間の無駄やと思ったことがあるなら、もう一回考え直してみ。

ラヴィ・アラダ:睡眠について学べば学ぶほど、これを軽視してはあかんということが分かってくるんや。

デヴィッド・ディンゲス:ぐっすり眠ることは、毎日できる最も重要なことの一つかもしれへん。

ナレーター:「睡眠の謎」、次回のNOVAで。

アラダ:睡眠は科学のあらゆる分野で最も永続的な謎の一つやと思うわ。人生の3分の1を眠って過ごすんや、この無意識で反応せえへん、動かへん状態でな。食べること、子どもの世話、交尾といった、人生で大事やと思ってることが何もできへんのや。

ナレーター:なんで人生の3分の1をこんな非生産的で無防備な状態で過ごすんやろ?

エティ・ベン・サイモン:睡眠が毎晩脳と体に何をしてくれてるのか、それはまだまだ未解決の問題なんや。

ナレーター:何世紀もの間、科学者を困らせてきた問題や。

ユヴァル・ニル:まるで大きなブラックホールみたいなもんや。なんで眠るのか、眠ってる時に脳で何が起こってるのか、ほんまに分からへんのや。

ナレーター:でも過去10年で、睡眠研究者は睡眠の謎を解き始めて、発見してることは驚くべきことばかりや。

睡眠中の脳の活動

多くの人は眠ってる時は無意識やから、脳がシャットダウンしてると思ってる。でももっと探ってみると、脳はシャットダウンしてへんことがはっきりしてくるんや。

ジーナ・ポー:実際、眠ってる時でも起きてる時と同じくらい脳は活発やということが分かってる。ただ活発になり方が違うだけなんや。

マイケル・クレイマー・ボルネマン:意識があるかないかの二択やない、無意識か意識があるかでもない。全部スペクトラムなんや。

ナレーター:ほんなら、睡眠って一体何なんやろ?そしてなんで必要なんやろ?確実に言えることの一つは、睡眠に関しては、仲間がぎょうさんおるってことや。

ウォーカー:急速に分かってきてることは、睡眠は贅沢品やない、睡眠は生物学的必需品やということや。

ポー:興味深いと思うのは、すべての動物が眠るからや。研究したすべての動物、ミミズからクラゲ、ウミウシまで。ゲノムが人間とこんなに違うタコでさえ、人間とほぼ同じ時間眠るんや。

あくび

ベン・サイモン:睡眠は実際、人生で最も重要な要素の一つなんや。睡眠と生命は手を取り合って進化してきたんや。

ナレーター:進化は眠るためのさまざまな方法を生み出してきた。

ジェリー・シーゲル:眠る時に無防備になる動物もおれば、そうやない動物もおる。そして眠る時に無防備になる動物はあまり眠らへん。開けた場所で生活する動物は明らかに警戒しとかなあかん。深く眠ることはできへんのや。キリンがライオンと同じように眠んだら、キリンはおらんくなってまうやろ。一方で、大茶色コウモリみたいな動物もおって、これが睡眠チャンピオンや。1日20時間眠るんや。洞窟の壁で眠るから、そこではほぼ無敵なんや。

イルカのクリック音

ナレーター:でも自然界で最も革新的な睡眠解決法の一つは海の中で見つかる。

アラダ:研究されてる中でほんまに面白い動物の一つがイルカや。実際に半球睡眠をするんや。脳の半分が睡眠状態で、もう半分が覚醒状態なんや。だから動物は片方の半球を起こしとかなあかん。実際、イルカに麻酔をかけると、呼吸が止まってしまうんや。

オットセイでも、後ろを泳いでるやつみたいに、右半球が眠ってる時は、右半球によってコントロールされる左のひれが動かんくなって、体の姿勢が非対称になる。だからオットセイを見てたら、どっちの半球が眠ってるか分かるんや。

ナレーター:オットセイとイルカだけやない。人間の睡眠も同じように複雑で、奇妙で、謎に満ちてる。

睡眠する動物の中で一番好きなのは人間やと言えるやろ。人間の睡眠はほんまに幅広い。個人個人が睡眠について独自の個人的体験を持ってるんや。

眠る脳の中で起こること

ナレーター:ほんなら、眠ってる時に脳の中で実際に何が起こってるんやろ?

レベッカ・スペンサー:眠ったら、ほんまに違う世界に入ってるんや。一晩中が本当に魔法的な出来事やと思うわ。

ナレーター:5歳のハイメ・ロペスみたいなボランティアの協力を得て、睡眠研究者のレベッカ・スペンサーは、この魔法的な出来事がどう展開するかの手がかりを集めてる。

これを被って、前回と同じようにな。

スペンサー:睡眠を研究するために、ハイメに睡眠キャップを装着するんや。

シェイク、シェイク、シェイク、シェイク、シェイク、シェイク、シェイク。

スペンサー:脳活動を記録するための電極のアレイが付いてるんや。

そうや。

スペンサー:よくできました。

ニル:脳が体をコントロールすることから感情の調節、記憶の保持まで、すべてをサポートする方法は、ニューロンの電気活動を通してや。これらは脳細胞で、シナプスと呼ばれる小さな通路を通してお互いにつながってるんや。

一つのニューロンが神経伝達物質という神経化学物質をこの通路に放出して、それが次のニューロンによって受け取られる。オリンピックでバトンを渡すのとよく似てるんや。

ナレーター:ニューロンからニューロンへと渡されるこの信号は、ハイメのキャップの電極によって検出できる。睡眠研究者のツールボックスで最も強力な道具の一つ、EEG、脳波計を使ってな。

この画面に映ってるのは、ハイメに被せたキャップの各電極からの記録や。今、覚醒状態では、ほら、ここで脳波が見えるやろ。

ナレーター:チャート上の縦線はハイメの5秒間の睡眠を表してる。

大事なのは、眠たくなってくると、その波が遅くなって、アルファ波と呼ばれるものになることや。

ニル:そして睡眠が深くなるにつれて、波はどんどん遅くなって、睡眠の最も深い部分では、活動は徐波によって支配される。脳全体に起こる巨大な波で、津波みたいなもんや。

群衆の歓声

ウォーカー:フットボールスタジアムみたいなもんや。試合前にスタジアムの個人個人がみんな違う瞬間、違う時間にお互いに話してる。起きてる時に起こってることがそれや。でも睡眠の深い段階に入ると、急に群衆が活動を同期させ始める。みんな時間を合わせて唱え始めるんや。

ナレーター:何千ものニューロンが一斉に発火してる。

スペンサー:それが深い睡眠や。その時は起こすのが大変なんや。徐波睡眠にいる人を起こして、何を考えてたか聞いたら、「知らん、何も考えてへんかった、寝てたんや。ほっといて、あっち行って」って言って、押しのけるんや。

ナレーター:でもハイメも、そして私たちみんなも、一晩中深い徐波睡眠にとどまってるわけやない。ある時点で、脳波が変わるんや。

ウォーカー:約50分から60分後、脳は再び上昇し始める。そして飛び上がって短いREM睡眠期間を持つんや。その二つのタイプの睡眠、ノンREM睡眠とREM睡眠が、一晩中脳の支配権をかけて戦うことになる。そしてその脳の戦争は90分ごとに勝ったり負けたりするんや。

ナレーター:夜の大部分をノンREM睡眠で過ごす。残りの時間は謎めいたREM睡眠の段階で過ごすんや。

REM睡眠を調べるには、夢を調べんとあかん。なぜならREM期間の80%以上に夢が含まれてるからや。

スペンサー:夢は感情的になりがちや。

一つのアイデアは、潜在的に否定的な出来事をシミュレートして、それに備えるために夢を見るということや。

娘がまだ小さかった時、娘がプールに落ちる夢を見たんや。溺れそうになってた。その後、娘たちを水泳教室に入れて、水の安全が私にとって重要になったんや。

ファン・ソメレン:他の睡眠段階でも夢を見へんわけやないけど、最も鮮明なものはREM睡眠でや。

ナレーター:REM睡眠は、夢を見る時にする急速眼球運動にちなんで名付けられた。

ニル:夢の中で目が動くたびに、次の夢のシーンに切り替わる特別な瞬間やと信じられてるんや。

ナレーター:次から次へと夢のシーンを切り替える時、脳波はとんでもなく奇妙なことをしてる。

スペンサー:REM睡眠では、脳波は起きてる時の波とまったく同じに見える。睡眠状態なのに脳が活性化状態にあるという矛盾を抱えてるんや。

ナレーター:でもこの睡眠段階の最も奇妙な特徴は、体で起こってることかもしれへん。

ニル:REM睡眠中、脳は実際に起きてるかのように体のさまざまな筋肉を動かす指示を送ってる。でも脳幹のもっと下の方で、これらの指示が妨害される。体には伝わらんで、体は麻痺したままなんや。

そうやないと、街の上を飛ぶ夢を見たら、文字通り窓から飛び出してしまうやろ。

ナレーター:REM睡眠の夢から、また深い段階の徐波を含むノンREM睡眠に戻るサイクルが続く。

ウォーカー:夜の前半では、これらのサイクルの大部分は深いノンREM睡眠で構成されてる。でも夜の後半に進むと、今度はその比率バランスが変わって、代わりにサイクルの大部分がレム睡眠、つまり夢睡眠でずっと多く構成されて、深いノンREM睡眠はずっと少なくなる。

ディンゲス:すごいのは、このパターンがほぼすべての人で、毎晩、絶対的に信頼できることや。人間であることに不可欠な、遺伝的に駆動された基本的なプログラムを物語ってるんや。これを通らなあかんのや。

不眠症という現代病

ナレーター:でもみんなが徐波睡眠とREM睡眠両方でいっぱいの夜を必要としてるなら、なんでこんなに多くの人が眠ることに苦労してるんやろ?答えを求める探索は数十億ドル規模の産業になって、睡眠薬から人間工学的枕まであらゆるものを売ってる。それでもうまくいかんかったら、全国に3000以上の睡眠クリニックがあって、その数は増え続けてる。

一晩中起きて寝返りを打って、心がレースして、眠りにつくのに苦労して、眠り続けるのに苦労してる?

ナレーター:ドリュー・アッカーマンは、睡眠不足の人がZを得るのを助けるポッドキャストを作った。

この番組のアイデアは実際に私の子供時代の不眠症から生まれたんや。子供の時、眠りにつく能力を失ったんや。

私の場合は不安関連やった。両親は助けようとしてくれたけど、眠れるから、何か断絶があったと思う。「リラックスしてみ、何か良いことを考えてみ」って言われても、そんなことできへんかった。

何があんたを起こしとるかというと、考え、考えてることやけど…

ナレーター:ドリューの目標はできるだけ退屈になることや。

みんなに寝る前の話をしてあげよう。楽にしてや。

アッカーマン:ポッドキャストは分かりやすくない、ナンセンスでいっぱいや。独特の趣味があるんや、私と犬で。ドアをノックする音の録音を聞くんや。

アッカーマン:聞く人に聞かへんでもええ、ちょっとだけ聞くんでもええという許可を与えてるんや。

リスナーに私に注意を払うという社会的プレッシャーを全くかけたくないんや。

ナレーター:そしてチューンアウトしたがる人には事欠かない。毎月、番組は300万回ちょっとダウンロードされる。

私がすることは、深い暗い夜を越えて声を送ることや。

アッカーマン:ポッドキャストを聞く人はその気持ちを共有してる。絶望という言葉が強すぎるかもしれへんけど、ベッドに横になってて、一人ぼっちやと感じるその気持ちを。

眠りにつくのに苦労する人はどれくらいいるかな?手を挙げてみて。

ナレーター:眠りにつくか眠り続けることに苦労するのは、地球上で最も一般的な睡眠障害の症状や。全人類の10%が慢性不眠症に苦しんでる。

ファン・ソメレン:不眠症は24時間の障害や。睡眠の不満だけやなく、この人たちは一日中緊張も感じてる。とても幸せで、完全に不安のない不眠症患者は一般的やない。

研究助手:準備はええ?はい。

ナレーター:不眠症患者の脳で何がおかしくなってるのかを解読する方法はあるんやろか?アムステルダム郊外のオランダ神経科学研究所で、ユース・ファン・ソメレンが、ライニー・メッツみたいな生涯不眠症患者の協力を得て調べようとしてる。

メッツ:眠りにつくのはとても簡単や。でも2時間後に目が覚めて、そうしたら寝直すのが難しいんや。一晩やったら、まあ何とかなる。二晩は大丈夫やけど、5晩続くとちょっときつくて、そうしたらとても、とても疲れる。身体的にだけやなく、精神的にも。不安になったり、怒ったり、怖くなったりするんや。

ナレーター:ライニーはユースの実験室で眠る。標準的なキャップよりも何百個も多い電極が入った最先端のEEGネットを着けて。

ファン・ソメレン:特別なEEGネットで一晩の睡眠を測定するんや。256のEEGチャンネルがあって、頭全体をカバーしてる。

ナレーター:使う電極が多いほど、より多くの活動を記録できる。ライニーの脳で何が起こってるかの手がかりがもっと得られるんや。

ファン・ソメレン:ライニー、君の睡眠中のEEGを記録したで…

そうやな。

ナレーター:翌朝、結果を見せてくれる。

ここでREM睡眠に入ってる。

そうやな。

そしてREM睡眠は最も鮮明な夢が起こる睡眠の部分や。

今、見せたいのは、REM睡眠に入ってほんの数秒で、ここで何かが起こってることや。

まあ、気づくやろ。これがこれと違って見えることを説明する必要はないな。

ああ、そうやな、確かに。

本当に2秒くらいやけど、おかしい、違うんや。そしてこれを覚醒と呼ぶんや。

そうやな。

睡眠を起きてるみたいなものと交換してるんや。そしてこれがあんたみたいに眠りの悪い人にとってほんまに典型的なことなんや。

でも多くの患者でこれが見られるんや。

そうやな。

メッツ:分かった。

ファン・ソメレン:普通、良い睡眠をとったら、よく言うように「一晩寝て」考えたら、物事がちょっと良く感じられる。でもこのプロフィールがあったら、REM睡眠中にある程度の落ち着きのなさが起こってる…

そうやな。

…そうしたら、何らかの理由で、それを見つけようとしてるんやけど、翌日により良く感じるというこの全プロセスがうまく働かへんのや。

ファン・ソメレン:観察したことで興味深かったのは、EEGが示唆するすべての睡眠片を合計すると、不眠症の多くの人は約6時間半、たぶん7時間の睡眠をとってるんやけど、これらの人がそれを体験する方法やない。

たぶん夜の大部分を本当に継続的な反芻、心配、考えとして体験してるんかもしれへん。だから良い夜の睡眠のように感じられへんかもしれへんけど、完全に睡眠不足なのとは同じやない。

ナレーター:ほんなら、REM睡眠でのこれらの混乱と、多くの不眠症患者が起きてる時に感じる不安の間に関連があるんやろか?それを見つけようとして、ユースは個人的な経験に基づいた型破りなアイデアを思いつく。

1990年代に戻ると、ユースは人気のあるオランダのロックバンドでギターを弾いてた。

ファン・ソメレン:レコーディングスタジオにいた時のことをいくつか思い出したんや。自分のギター演奏を聞いて、たとえほんの少しでも音程が外れてると、ぞっとしたんや。

ナレーター:恥ずかしさは強力な感情や。それをテストしてみることにした。

音程を外して歌う

ナレーター:カラオケテストや。

ファン・ソメレン:カラオケに合わせて歌ってもらったんやけど、自分が歌ってるのが聞こえへんのや。自分がよく聞こえへんかったら、音程が外れた時に修正するのも難しいんや。

ヘッドフォンでそれを聞いて、ヘッドフォンをつけて…

ナレーター:良い眠り手に対しても同じことをする。次に、ユースは彼らをfMRIに入れる。

ファン・ソメレン:MRIスキャナーで、自分の恥ずかしい歌声を聞いてもらったんや。

スピーカーでメッツが音程を外して歌う

ナレーター:ライニーが自分の歌声を聞いてる間、fMRIが扁桃体と呼ばれる脳の部分の活動を検出する。両半球に一つずつ、二つあるんや。

ファン・ソメレン:扁桃体を脳のサイレンや脳の警報ベルと呼ぶことがある。だから危険やったり重要やったりして注意すべき何かがあったら、扁桃体が活性化するんや。

スピーカーでメッツが音程を外して歌う

ファン・ソメレン:自分がほんまに、ほんまに音程を外して歌ってるのを聞いた。扁桃体はそれにとても動揺したから、警報が鳴ったんや。

録音のメッツ:♪ グロリア ♪

ナレーター:不眠症患者と良い眠り手の両方で警報が鳴る。これはユースにとって驚きやない。でもテストはまだ終わってない。

ファン・ソメレン:一晩中睡眠実験室にいてもらって、翌朝も同じことをした。再びMRIスキャナーに入れたんや。良い眠り手では、もうそんなに悪くなかった。

ナレーター:良い眠り手の扁桃体は落ち着く。でも不眠症患者ではそうはならへん。

ファン・ソメレン:彼らにとっては話が全然違ってた。REM睡眠が多いほど、悪化したんや。だから扁桃体が一晩で適応するんやなくて、不眠症の多くの人では、翌朝、扁桃体がさらに大きく鳴ることもあったんや。

次の日、その次の日、さらにその次の日に持ち越す苦痛を抱えてるんや。

もしその落ち着きのないREM睡眠を変えることができたら、たぶんこれが人々が苦痛から解放されるのを助けるやろ。

PTSD と睡眠

ナレーター:でも不眠症患者だけが落ち着きのないREM睡眠に苦しんでるわけやない。研究者はその心的外傷後ストレス障害への影響も探求してる。

ゲールマン:PTSDは本質的に記憶ベースの障害や。個人が一つ以上のとてもストレスの多い外傷的体験をして、そのトラウマを思い出させるあらゆるものを恐れるようになるんや。

ナレーター:山火事の匂いや戦闘の耳をつんざく音のような、眠ってる時でさえ私たちを悩ませるほど強力なトラウマや。

ポー:心的外傷後ストレス障害の人は、眠るのを恐れたり、悪夢のせいでよく眠れへん。

ゲールマン:これらの悪夢が確立されると、何十年も続くことがよくある。

ナレーター:UCLAの実験室で、ジーナ・ポーはこれらの繰り返される悪夢が形作られるのを防ぐ方法を探してる。

ポー:トラウマの睡眠への影響を研究するためにせなあかんことの一つは、動物をトラウマ的ストレッサーにさらさなあかんことや。調子はどう?

ポー:私の仕事で一番嫌いな部分やけど、それを研究する他の方法はないんや。

ナレーター:ラットは音を聞くチャンバーに置かれる…

トーン音

その後にショックが続く。確実に害を与えたり足にやけどを負わせたりするほど強いショックやないし、1秒しか続かへんけど、「何や、何やったんや?」と言って鳴いて飛び上がらせるのには十分なんや。

ナレーター:次の1時間半の間に、ラットは音を聞いてショックを受ける。

ポー:そうして音をショックを受ける恐怖と関連付けるんや。

ナレーター:そうしたら巣に戻されてZを得る。でも彼らの睡眠は安らかとは程遠い。

ポー:ラットがトラウマを経験した後のREM夢状態の睡眠が異常に活発になることが分かった。心的外傷後ストレス障害の人と同じように、ステロイドを打ったREM睡眠みたいなもんや。

ナレーター:そこでジーナは斬新なアイデアを思いつく。ショックの後、ラットの半分はすぐに眠る。残りの半分は約6時間起きておく。その間に、食べて、遊んで、眠る前に落ち着く機会を得るんや。

ポー:翌日、少し違う環境に連れ戻すんや。

匂いが違って、色が違って、照明が違う。

ナレーター:実際、同じままなのはショックの前に来た音だけや。

トーン音

すぐに眠ったラットが音を聞くと、凍りつく。

ポー:音を聞くとすぐに、PTSDの動物は凍りつくんや。

ナレーター:でも眠る前に落ち着く時間を与えられたラットはどうなるやろ?同じ反応を示すやろか?

トーン音

音を聞くと、最初は同じように凍りつく。

でもそうしたらショックが来へんことに気づくようや。そして歩き回って嗅いで探索し始める、ラットが普通にするように。ここではショックを受けへんことを理解するからや。

ナレーター:トラウマの後に睡眠を遅らせることで、困らせる体験の影響を軽減し、PTSDの悪夢が形作られるのを防げるかもしれへん。それはラットでの話やけど。

でも私たち人間の役に立つやろか?ジーナは実験室の外で研究を行い、消防士を対象にトラウマ的な出来事の後に睡眠を遅らせてもらう研究をしてる。

ポー:消防士には、トラウマの後に最もリラックスして落ち着くために何でもしてもらうことができる。ある人にとっては瞑想や祈りかもしれへん。

他の人にとっては、好きな音楽を聞いたりランニングに行ったりすることかもしれへん。それが心的外傷後ストレス障害の予防に役立つかどうかを見てみるつもりや。

睡眠の複数の機能

ジー:以前はよく「なんで眠るんか?睡眠の機能は何か?」と聞かれてた。でも私たちが聞くべき質問は「睡眠の機能は何か?」やと思う。

ナレーター:夜の約20%をREM睡眠で過ごす。残りの時間は、脳がノンREM睡眠にあって、その一部はあの大きくて遅い波を作ることに費やされる。でもそれは何のためなんやろ?

手がかりを見つけるための最初の科学実験の一つは、1924年にコーネル大学で心理学者のジョン・ジェンキンスとカール・ダレンバッハによって行われた。大学生のグループを実験台にして、学生が何か新しいことを学んだ時、それを覚えて寝ると記憶する可能性がずっと高いことを発見した。

ウォーカー:そこで彼らは発見した。睡眠は、脳内で大したことが起こらへん休眠状態やなくて、記憶にとって重要かもしれへんということを。でもそれはなぜかについてのあらゆる疑問を提起したから、それ以来なぜかという質問に答えようとしてるんや。

ナレーター:アリゾナ大学で、実験心理学者のレベッカ・ゴメスは大学院生のキャサリン・エスターラインと一緒に、若い世代の学生の協力を得て「なぜ」を探してる。

泣き声

ナレーター:幼児や。

3、4、5。

エスターライン:準備はええ?

そうや!

ナレーター:睡眠が新しい単語を学んで記憶するのをどう助けるんやろ?

うわあ、ゼットや。

ゴメス:子どもたちに完全に新しい物体のための新しい単語を教えてるんや。

これを見て。

ゴメス:完全に新しい情報を使うから、脳が完全に新しい、完全に新たな記憶を形成する能力を測定できるんや。

ほら、ビーブや。

ゴメス:要するに、力ずくの記憶を測定してるんや。

これは何?

ナレーター:子どもたちは今まで見たことのない4つの物体を見せられる。ゼット…

ゼットや。

ナレーター:マップ…

かっこええ、マップや。

ナレーター:ビーブ…

ほら、ビーブや。

ナレーター:そしてトープのような意味のない名前が付けられてる。

トープや。

トープ。

ナレーター:物体を見る機会を得る。

これを見て。

ナレーター:触ることさえできる。そうしたら、幼児の半分は午後の昼寝のために家に帰り、残りの半分は何時間も昼寝しない、あるいは全く昼寝しない。

翌日、戻ってくる。

エスターライン:ゼットはどこ?

ナレーター:どれくらい覚えてるやろ?

ゴメス:発見したのは、学習した後すぐに昼寝する子どもたちは…

エスターライン:マップ。

ゴメス:…約80%の時間で単語を覚えてることや。

トープ。

ゼットはどこ?

ゴメス:対照的に、昼寝するまでに長時間過ごした子どもたちは…

ゼットはどこ?

ゴメス:…約30%の時間しか単語を覚えてへんかった。

トープはどこ?

これ?

ゴメス:80%の時間と30%の時間の大きな違いが見られる。そしてそれが昼寝の作る違いや。

マップはどこ?

ここや。

ナレーター:なんで昼寝がすべての違いを作ったんやろ?鍵は脳の奥深くにある小さな器官、海馬の中にある。

両半球に一つずつあって、学習と記憶を助ける重要な役割を果たしてる。こう考えてみて。机の横に小さなファイル引き出しがある。そして一日中、書類が入ってくると、この引き出しに放り込む。今日来た郵便物で、授業からの書類もある。それが一時的な保管場所や。

海馬はその短期ファイル引き出しみたいなもので、情報がごちゃ混ぜに詰め込まれて、そこに入る場所は限られてるんや。でも一日の終わりに、その情報をとって大きなファイルキャビネット全体に向かうことができる。この場合は皮質や。皮質はもっと大きくて、ほんまに良い分類メカニズムを持ってる。

視覚的要素や聴覚的要素で物事を分類できる。その記憶は見つけやすくなる。だから徐波睡眠の役割は、海馬に詰め込まれた情報をとって、皮質のより効率的なファイリングシステムに移すのを助けることや。

ウォーカー:昨日学んだことが今や、より安全な保管場所に転送されてる。

でも二番目に、朝目覚めた時、海馬が今やクリアになって、新しいファイル取得のための新たな容量を得てるんや。

ナレーター:そしてそれが幼児と昼寝の力に戻る。なんでそんなに大きな違いを作るんや?なんで幼児にとってその短期ファイル引き出しをクリアにすることがそんなに重要なんやろ?研究者には理論がある。

ゴメス:幼い子どもたちの脳はまだ発達中で、実際、海馬は子ども時代全体にわたって発達過程にある。だから海馬が幼くて未熟な時、乳児期や幼児期のように、たぶんそれらの記憶はより頻繁に保存される必要があるか、より頻繁に皮質に移される必要があるんやろ。

ナレーター:でもそれは昼寝が子どもだけのものやないということを意味してへん。

スペンサー:興味深いのは、年をとるにつれて、実際に多くの個人で昼寝が戻り始めることや。

ナレーター:そしてそれには良い理由があるかもしれへん。

スペンサー:ほとんどの高齢者は加齢について二つのイライラすることを報告する。「以前のように物事を覚えられへん、そして以前のように眠れへん」。昼寝は記憶を維持するのを助ける一つの方法かもしれへん。

加齢脳が効果的に学習し記憶できへん理由はたぶん複数の異なる理由がある。そして睡眠がそれらの重要な要素の一つやということを特定してると思う。

これが高齢者の睡眠や。これらの波が遅くなって振幅が高くなり始めるのが見え始めるはずや。それが徐波睡眠で探してるものや。そして今のところ、何も見えへん。まだ探してる。眠ってるけど、若い成人やったら今頃期待するような徐波を得てへん。

ウォーカー:そして持ってる睡眠脳波の質、その脳波の深さ、そしてその脳波の大きさが、それらの記憶に保存ボタンを押す能力をどれだけうまくできるかを正確に予測してるようや。

睡眠の質を向上させる技術

ナレーター:その保存ボタンを押す能力を高めるために、あの大きくて遅い波を改善する方法はあるんやろか?睡眠研究者は過激なアイデアを探求してる。

ジー:最も興味を持ってることの一つは、薬理学やなくて、音を使って睡眠の質、睡眠量をどうブーストし、向上させることができるかや。

ナレーター:80歳のマリオン・スミスが睡眠研究に参加してる。彼女の徐波の質を追跡するために、額に単一の電極が置かれる。マリオンは小さなスピーカーが装備されたこのヘッドバンドを通して、注意深くタイミングを計られた音のパルスを聞く。

おやすみ、また明日会いましょう。

ジー:患者のスミスさんは今明らかに眠ってる。今やより深い睡眠を得てる。

ナレーター:単一の電極によって生成される脳波を調べることで、フィリスはマリオンの徐波の質を評価するのに必要なすべての情報を持ってる。

ジー:これらは大きくて遅い波やけど、ほとんどない。そしてこれは振幅の低い徐波を持つ高齢者にとってかなり典型的で、列車のように起こらへん。

ナレーター:次に、特別に設計されたコンピューターアルゴリズムが波を測定して、特定の音を届ける最適なタイミングを決定する…

音のパルス

…ピンクノイズのパルス音や。

ジー:そしてこの非常に短いピンクノイズの50ミリ秒の非常に短いバーストをするんや。そして人がまだ深い睡眠にいる限り、5オン、5オフでそれをする。

音のパルス

ナレーター:ピンクノイズによって作られる音波がマリオンの脳波に小さな押しを与えることを考えて、ブランコの子どもやバランス振り子のボールの動きみたいに。

ウォーカー:そしてしようとしてることは、これらの脳波に合わせて歌うことや。でも刺激することで、その脳波の大きさをブーストしようとしてるんや。

ジー:美しいわ。これがみんなにこんな感じに見えてもらいたいもので、これらの非常に大きな、強いアップステート波や。刺激を止めた後でも、これらの徐波の増加が見える。

ナレーター:フィリスは小さな押しが大きな効果をもたらすことを発見してる。

ジー:ここで見てることは、振幅、つまりこれらの徐波の高さを増加させることができるだけやなく、ほんまに重要なことやけど、列車も増加させることができるということや。だから徐波の量を延長することができた。これは素晴らしいことで、年をとっても、脳がこれらの徐波をブーストする能力があるということが希望的やからや。

睡眠中の脳の清掃作業

ナレーター:徐波をブーストすることが記憶を改善するかもしれへんだけやなく、新しい研究は睡眠のこの段階で、脳が重要な掃除をしてるかもしれへんことを明らかにしてる。

脳が眠ってる間に細胞の老廃物を積極的に洗い流してることが発見された。パリを訪問した時に午前5時に街を掃除してるのを見るのと同じように、私たちの脳は、このオフライン期間中にすべての老廃物を掃除するんや。

スペンサー:睡眠とアルツハイマー病のような神経変性疾患の間に潜在的な関連があるかもしれへん。そしてそれはすべて、徐波睡眠中に特別に起こるこの脳清掃プロセスに帰結するかもしれへん。

ジー:この分野でもっと多くの仕事をせなあかん。今はほんまに氷山の一角や。

現代社会の睡眠不足問題

ナレーター:研究者が必要な睡眠を得るのを助ける新しい方法を探求してる一方で、何百万人ものアメリカ人が衝動と戦い、就寝時間をはるかに過ぎても起きてる。テクノロジーの誘惑に誘われて。

ディンゲス:ほぼすべての人が遅かれ早かれ人生で睡眠不足を経験する。

50年前の家庭へのテレビの侵入、そして今やコンピューターと電話、基本的に、そういうものを止めなあかん。

ウォーカー:乳児期から子ども時代の間のどこかで、西洋の工業化された国々では、睡眠が有用やという概念を捨て始めて、もしあるとすれば、反対のアプローチをとって睡眠を短縮すべきやと信じるようになる。

ナレーター:1964年に戻ると、17歳のランディ・ガードナーが11日間連続で起きてるギネス世界記録を破った。

アナウンサー:この若者の一人が珍しい世界記録を持ってる。お名前を教えてください。

私の名前はランディ・ガードナーです。

私の名前はランディ・ガードナーです。

ナレーター:実験は高校の科学フェアで1位を獲得し、国の注目を集めた。

ブルース・マカリスター:「To Tell the Truth」というテレビ番組に出ることになった。そしてJFKとビートルズの後で世界で最も書かれた話やったとされる。

2番、他の人が寝てる間、どうやって時間を過ごしましたか?

まあ、いつも、いつも誰かが僕と一緒にいました。僕を助けてくれた二人の男の子、一人が寝て、一人が僕と一緒に起きてるんです。

笑い声

ナレーター:ブルース・マカリスターはその男の子の一人やった。

世界が興味を持ったのはその科学やなかった。世界が興味を持ったのはドラマやった。

ナレーター:実験は睡眠研究者のウィリアム・デメントがチームに加わった時、高校科学を超えて進んだ。

マカリスター:そして誰も見たことのない携帯用EEGを持ってきた。EEGをアリゾナのクレイコンピューター、スーパーコンピューターに送った。そしてそのコンピューターは彼の脳の一部が眠ってる間に他の部分が起きてると結論した。彼の脳は部分的に仮眠をとってた。人間の脳はこうやって生き延びたんや。

ナレーター:ランディは覚醒してるように見えたけど、脳の一部はそうやなかった。神経科学者が今マイクロスリープと呼ぶものや。

ニル:マイクロスリープは長時間起きてた後に起こるかもしれへんもので、脳が睡眠を必死に必要としてるから、3秒から15秒のとても短い間隔で落ちるかもしれへん。

そして目を閉じて、こんな風にほんの数秒間居眠りする時、みんなこれを見たことがある。

ディンゲス:みんなとても礼儀正しくて、見えへんふりをするけど、誰かと話してて、その人が眠り始めると、筋力を失い始めてることに気づく。だからうつむき始めて、頭が倒れ始めて、まぶたが下がってきて、

そして目が頭の中で回転するのが見える。ハンドルを握って運転してたら、腕がハンドルで少しゆるくなり始めてることに気づくかもしれへん。

ベン・サイモン:注意を払ってへん200ミリ秒で車が間違った方向に向かうんや。

ナレーター:睡眠不足の時、脳は眠ってしまう。気づくかどうかに関係なく。

それは生物学が舵を取るからや。二つの異なるプロセスが睡眠に駆り立てる。最初はサーカディアンリズム、生物時計や。

アラダ:日中に起きておく信号の一つはサーカディアン時計や。サーカディアン時計を一種の内部目覚まし時計として考えて。

ナレーター:1938年に戻ると、画期的な実験で、睡眠研究者のナサニエル・クライトマンが学生の一人と地下洞窟に住む。日光なしで一ヶ月過ごし、その内部目覚まし時計の力をテストする。

光がなくても、時計は刻み続ける。でも光を加えると、サイクルがシフトできる。

ジー:毎日、朝に少し光を得ると、時計を一方向に動かす。夕方に少し光を得ると、時計を他の方向に動かすから、遅らせたり早めたりできる。そしてこうすることで、内部時計を外部環境のそれと同調させて維持するんや。

ナレーター:この時計は眠たくする力を持つ重要な化学物質の放出をコントロールする。メラトニン、別名暗闇のホルモンや。

ジー:メラトニンは夜に上がって、一晩中ずっと上がったままで、たぶん早朝まで続いて、それから減少し始める。普通に起きる時までには、メラトニンレベルはとても、とても低い。

ナレーター:でも眠気はメラトニンだけでコントロールされてへん。アデノシンと呼ばれる別の化学物質も役割を果たすかもしれへん。

一部の研究者は、起きた瞬間から蓄積し始めて、砂時計のように時間の経過とともに満たされ、「睡眠圧」と呼ばれる睡眠の必要性を徐々に高めると信じてる。

ベン・サイモン:アデノシンのレベルと眠気の間、そして睡眠のレベルとそのアデノシンの減少の間に非常に強い関連を見る。

睡眠は脳からアデノシンをクリアして新たに始める完璧な方法や。私たちの多くがカフェインの摂取によって毎日そのアデノシンの効果をブロックしようとしてる。カフェインはこれらのアデノシン受容体に結合するから、睡眠圧の効果をブロックして、感じてへんのや。まだそこにあるけど、ただその効果を感じてへんだけや。

ナレーター:でもコーヒーを飲むのはある時間しか効かへん。

ポール:もし今夜眠らないことを選んで、一晩中起きてたら、その睡眠圧は蓄積し続ける。そしてその睡眠圧が蓄積すると、思考プロセスを損ない、記憶を損なう。

ジー:人口の60%以上が十分な睡眠時間だけやなく、十分な睡眠の質も得てへんかもしれへん。

ナレーター:しばしば72時間シフトで働く消防士のマット・ラインホルドにとって…

アラーム音

…良い夜の睡眠を得るのは困難や。

ラインホルド:アラームが鳴って、ライトがつく。指を鳴らして、驚かされるんや。すぐに起こされる。深夜過ぎに5回、6回、7回、8回出動することもある。

この消防署で深い眠りについたことは一度もない。疲労が始まる。横になりたいだけやのに、また近所の救急でアラームが鳴る。睡眠不足は確実により短気にさせる。より興奮しやすく、よりイライラしやすくなる。

疲れてるから話したくないから、何を言うか怖いから、コミュニケーション要素が窓の外に出てしまうかもしれへん。イライラが負担になる。

一晩5時間しか眠ることを許されへんグループの参加者と、8時間全部眠ることを許されたけど時々起こされて1時間起きてるグループを比較した研究があった。

そして4日間このようにした後、気分と不安への影響は実際に中断されたグループでずっと強かった。

ナレーター:断続的な睡眠は全システムに大混乱をもたらす。

ディンゲス:その睡眠の断片化は覚醒機能と健康にとって極めて破壊的や。睡眠を得なかったのとほとんど同じや。

だから睡眠の統合は睡眠の持続時間と同じくらい重要や。

ナレーター:質は量と同じくらい重要や。

ポール:睡眠を失うことについて何かが心と体を壊すんや。睡眠を失うと、記憶欠損と認知欠損を経験する。しかし、興味深い注意点もある。睡眠を失うことが一人には一つの方法で、別の人には別の方法で影響するかもしれへん。

睡眠不足の悪影響に対して回復力がある傾向がある個人もいる。私たちの分野の現在の焦点の一つは、その回復力の原因と遺伝的要素があるかどうかを理解することや。

遺伝子と睡眠の関係

ナレーター:睡眠不足から回復する能力は遺伝子によって決まるんやろか?2017年、生理学・医学のノーベル賞が生物時計を駆動する遺伝子群を発見した3人の科学者に授与された。

ポール:時計遺伝子、周期遺伝子、クリプトクロム遺伝子のような遺伝子がある。

ナレーター:でも神経科学者のケテマ・ポールが興味を持つ遺伝子はBMAL1と呼ばれる。

歯車を持つ時計を知ってる人にとって、BMAL1は時計の主要な歯車や。

ナレーター:UCLAの実験室で、ケテマは睡眠不足から回復する能力でBMAL1が果たす役割を探求してる。それをするために、古典的な記憶テストを利用する。

ポール:マウスを環境に置いて、二つの物体を提示するんや。

ナレーター:この場合、二つのオレンジのブロックや。マウスはそれらに慣れ親しむ時間を過ごす。

ポール:その後、取り出して6時間睡眠を奪う。

ナレーター:マウスが起きてる間に、オレンジのブロックの一つが新しい物体、青い円筒と交換される。

6時間後、睡眠不足のマウスがチャンバーに戻される。人間と同様に、マウスは自然に好奇心旺盛や。新しいものに引かれるんや。だからよく休んだマウスは新しい物体、青い円筒を探索するのにより多くの時間を費やす。でもこの眠たいマウスではそうならへん。

ポール:マウスを睡眠不足にして、同じ環境に戻すと、馴染みのある物体と新しい物体の間で同じ時間を過ごす。馴染みのある物体の記憶が睡眠不足によって損なわれたからや。

ナレーター:オレンジのブロックを覚えてへんように見える。

でもケテマがBMAL1のより高いレベルを発現するように遺伝的に改変されたマウスで記憶テストを繰り返したらどうなるやろ?この調整されたマウスはより良い記憶を持つやろか?それとも結果は同じやろか?

ポール:マウスが今、新しい物体があるエリアを探索してる。新しい物体への別のアプローチ。アリーナ周りのより多くの探索。

新しい物体への3番目のアプローチ、嗅いで、新しい物体を探索してる。だからマウスは明らかに新しい物体により多くの時間を費やしてて、睡眠不足がこのマウスの記憶を損なわなかったことを示唆してる。これはBMAL1の過剰発現がそのマウスを睡眠不足に対して回復力があるものにして、睡眠不足後の記憶を保存することを示唆してる。

ナレーター:でもこれだけが驚きやない。BMAL1は神秘的な方法で働くことが判明したからや。

ポール:BMAL1のBは「脳」を表し、BMAL1のMは「筋肉」を表す。

ナレーター:BMAL1は脳と骨格筋の両方で見つかる遺伝子や。そして回復力のあるマウスは、脳やなく筋肉でBMAL1がブーストされたものやった。

ポール:得た結果は本当に驚きやった。睡眠は精神的プロセスや。

そして訓練された神経生物学者として、それ以前はそういう風に見てたんや。

ナレーター:ケテマが研究を続ける中で、骨格筋の遺伝子がどうやって睡眠と記憶の保存の仕方に影響するかを見つけようとする。

ポール:うまくいけば、これは十分な睡眠を得ることができない人々と、十分な睡眠を得てないにも関わらず機能する必要がある人々のためのより効果的な治療法につながるやろ。

現場で働く人々への支援

ナレーター:十分な睡眠を得てないことに関して、最も大きな打撃を受けるのは、しばしば私たちが最も頼りにする人々や。

第一対応者の睡眠不足は孤立と抑うつの増加の問題につながり、心理だけやなく身体的健康にも大きな影響を与える。

ナレーター:元EMS職員のスーザン・ファレンと退職した消防士のロン・シュルは、第一対応者と働いて、仕事中と仕事外での睡眠管理方法について教育してる。

シュル:皆さんにより良く眠るのを助けるためのいくつかのツールとテクニックとモダリティを提供したいんや。

ニル:過去10年から20年で、睡眠が適切な脳機能にとって不可欠やということを発見した。

健康、免疫、記憶にとって重要や…

トープ。

ニル:…そして幸福にとって。

スペンサー:「一晩寝て考える」という表現の由来はそこにあると思う。目覚めて、問題について違った風に考える。怒ってた人について違った風に考える。本当に良い夜の睡眠をとったら、一般的に一日について良く感じるんや。

睡眠は得られる最も甘いもののひとつやと思う。素晴らしい食事や良い友人に会うのと同じように。

ポール:安全でいたい社会の市民として、言える最善のことは「睡眠を犠牲にしてはあかん。食べ物を守るように、資源を守るように、環境を守るように、睡眠を守れ。

それがあんたの命を救うかもしれへん。」

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