十分な睡眠が取れないと、疲労、イライラ、活動を維持するためにカフェインが必要になるだけではありません。科学誌「PLOS Biology」に発表された新しい研究では、長期間睡眠を取らないと脳内に顕著な変化が生じることが示された。
休憩なしで約28時間半の期間の後、研究参加者は、ニューロン間の伝達点であるシナプスに関連するマーカーの増加を示しました。目覚めたままの人々の脳は、神経細胞間のより多くの活発な接続の兆候を明らかにしました。
一日を通して、私たちの心は常に活動しています。あらゆる相互作用、思考、学習プロセス、環境からの刺激には、ニューロン間の情報交換が必要です。この通信は、ある神経細胞が別の神経細胞に信号を伝達する小さな領域であるシナプスを通じて行われます。
このような接続は脳の機能の基本です。彼らのおかげで、私たちは新しい知識を獲得し、記憶を強化し、日常のさまざまな状況に適応することができます。ただし、これらすべての接続を中断せずに機能させ続けるには多量のエネルギーが必要となり、集中力、気分、記憶力に影響を与える過負荷が発生します。
睡眠の重要性を説明する最も受け入れられている理論の 1 つは、シナプス恒常性仮説です。この理論は、覚醒中、脳が情報を吸収するにつれてシナプスがより堅牢になり、多数になることを示唆しています。したがって、睡眠はバランスを再調整する期間として機能します。重要な接続の一部は維持されますが、他の接続は神経系の調和を回復するために調整されます。
このプロセスを、充実した 1 日の後のある種の深い組織化に喩えることができます。脳は保存するために不可欠なものを選択し、「過剰な」情報を表すものを破棄します。
「睡眠は、通常の動作が終了した後にのみ実行できるメンテナンス作業の時間です。つまり、システムが清掃され、代謝老廃物が除去されます。重要な記憶がアーカイブされ、不要な情報が削除されます。神経接続が調整され、シナプスが強化または破壊されます。」と、ユーリッヒ研究センターの睡眠を専門とする神経科学者であり、研究著者の一人であるデビッド・エルメンホルストは公式声明で詳しく述べている。
現在まで、この仮説を裏付ける証拠は主にショウジョウバエやマウスなどの動物実験から得られています。新しい研究は、このメカニズムを人間で直接観察することを目的としていました。
睡眠不足が脳に与える影響を分析した研究の詳細
研究者らは、平均年齢28歳の健康な成人40人のグループを追跡調査した。ボランティアは 2 つのカテゴリーに分けられました。半数は規則的な睡眠パターンを持っており、試験と試験の間は約 8 時間睡眠していました。残りの半分は起きたままでした。 2 回目の評価では、この最後のグループは約 28.5 時間眠っていませんでした。
参加者の脳を視覚化するために、科学者らは磁気共鳴画像法（MRI）と陽電子放射断層撮影法（PET）を組み合わせて利用した。後者は、生物体内でリアルタイムで発生するプロセスを監視できる高度なイメージング技術です。
研究チームは、神経伝達物質（ニューロン間のコミュニケーションを可能にする化学物質）の放出を担う構造に存在する、SV2Aとして知られる特定のタンパク質のレベルを分析した。このタンパク質はシナプスと強い結びつきを持っているため、脳組織におけるこれらの結合の数を示す間接的な指標として機能します。
主な発見は、睡眠剥奪期間の後、参加者はいくつかの脳領域でSV2Aレベルの上昇を示したということでした。これらの領域の中で、記憶の形成と学習に不可欠な海馬と、注意力と感覚情報の処理に重要な領域である視床が際立っていました。このような重要な領域のマーカーの上昇は神経の過負荷を反映しており、脳が精神的な明晰さと学習能力を維持するのに苦労していることを示しています。
ただし、この増加は、接続の増加による脳機能の改善を示すものではないことを強調することが重要です。それどころか、この増加は、臓器が長期間にわたって活動を続け、通常は睡眠時間中に調整され、バランスが取り直されるはずの仕事量を蓄積していることを示しています。
「私たちの研究は、睡眠不足が疲労を引き起こすだけでなく、神経接続の測定可能な変化を伴うことを示唆しています」と著者らは公式声明で結論付け、脳の健康にとって休息の重要性を強調した。