驚くべき睡眠の発見は、脳に短い昼寝が欠けていることを示唆している：ScienceAlert

睡眠は脳内で次のように認識されます。 ゆっくりと波が立ち上がる それはおよそ 10 分の 1 秒に 1 回の割合で地表を通過しました – 私たちはそう思っていました。

マウスを使った新しい研究は、私たちが見落としてきた睡眠に関連した脳活動のパターンが存在することを示唆しています。それは、数百万または数十億のニューロンの集合的な活動ではなく、個々の脳細胞の状態を反映しています。

さらに、単線電極を使用してこれらの非常に局所的なサブミリメートルの脳信号を測定したところ、哺乳類の脳の一部が短期間眠ってしまう一方、他の領域は広く覚醒したままである可​​能性があることを研究者らは発見した。

「私たちの脳の他の部分が起きている間に、実際に脳の別の部分が短い昼寝をしていることを発見したことは、科学者として私たちにとって驚きでした。」 彼は言う。 カリフォルニア大学サンタクルーズ校の生物情報学者であり、この研究の筆頭著者であるデビッド・ハウスラー氏は次のように述べています。

約 1 世紀にわたり、脳全体の電気活動のパターンは、睡眠と覚醒の違いを定量的に決定するために使用されてきました。 これらの脳波は、多くの場合、次の方法を使用して検出されます。 脳波検査 (EEG) 頭皮に配置された電極を介して。

しかし、ハウスラー氏と彼のチームは、睡眠中に覚醒したままである動物の脳には明らかに何らかの重複がある場合、睡眠をどのように測定し、覚醒と区別するのか疑問に思いました。 半球徐波睡眠。

1960 年代、研究者たちは最初に疑問を抱き、その後、その方法を発見しました。 イルカおよびその他の鯨類 彼らは活動を維持しながら脳の半分を休めることができ、時には片目を開けて捕食者を監視し、グループ内の他の人との接触を維持することができます。

アザラシや鳥も、睡眠と覚醒の間の範囲でこの休息のバリエーションを示します。これは、睡眠と生存の間の賢明なトレードオフです。

人間は、動物に見られる睡眠パターンを彷彿とさせるが、同一ではない非対称な睡眠パターンを一時的に示すこともあります。

2016年、米国のブラウン大学の研究者らは、人が見知らぬ場所で眠る最初の夜は、脳の左側が活動していることを発見した。 逸脱した音に対するさらなる警戒 右から。 睡眠環境に慣れると、この差はなくなります。

神経科学者のクリストフ・コッホ氏は、「人間の脳は、鳥や一部の哺乳類に見られる片半球の睡眠よりも劇的な睡眠形態をとらないことが示されている」と述べている。 本 で サイエンティフィック・アメリカン誌 その結果が発表されたとき。

マウスの脳が標準であるとすれば、人間の覚醒状態と睡眠状態のぼやけは、結局のところ、他の動物と共通の神経学的特徴である可能性があります。

ハウスラー氏と彼のチームは、脳の10の異なる領域に薄い電極を埋め込んだ9匹のマウスから数週間にわたってデータを収集し、このデータを人工ニューラルネットワークに供給し、睡眠状態と覚醒状態の区別を学習させた。

記録は 100 マイクロメートル (10 分の 1 ミリメートル) の脳組織からサンプリングされ、アルゴリズムは、わずか 10 ～ 100 ミリ秒続く脳細胞活動の短い「ブリップ」に基づいて、睡眠と覚醒のサイクルを確実に特定することができました。

これらの「局所的」信号は、動物の脳の一部が眠っている一方で、他の領域は活動して起きていることを示しています。 偶然にも研究者らは、マウスがまるで「意識を失った」かのように一瞬動きを止めたタイミングでこれが起こったことに注目した。

「これらのニューロンが発火した個々の時点を観察することができました。そして、… [the neurons] 「彼らは別の状態への移行中だった。」 明らかです セントルイスのワシントン大学の計算生物学者であり、カリフォルニア大学サンタクルーズ校のコンピューターサイエンスの大学院生デイビッド・パークス氏と共同研究を主導したエイデン・シュナイダー氏は次のように述べた。

「場合によっては、これらの閃光は脳の 1 つの領域に限定され、それよりも小さい場合があります。」

研究チームは、他の研究グループがこれらの「瞬間」に気づくことができれば、睡眠覚醒状態を測定する新しい方法によって、私たちの睡眠に関する新たな秘密が明らかになる可能性があると考えている。

“彼らは [the flickers] 「100年の文献に基づいて予想されるルールを破ってください。」 彼は言う。 セントルイスにあるワシントン大学の神経科学者キース・ヘンゲン氏は言う。

この研究は、 通常の神経科学。