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睡眠が「脳内毒素」を洗い流す!?

  一晩の良い睡眠は、頭脳を文字通りクリアにするようです。新たに睡眠の重要な役割が発見されました。

  睡眠中に、脳は、目覚めていた間に脳内に溜まった汚れを洗い流すようだと、新しい研究は示しています。

  睡眠が、アルツハイマー病のような脳内に毒素が蓄積する神経変性疾患の予防と治療にも重要な役割をもつ可能性も示唆しています。

  この研究は、睡眠中に、脳内の神経細胞以外の細胞が縮小し、細胞と細胞の間、脳組織の間隔を大きく広げ、目覚めている間に脳内に蓄積した有害な廃棄物を洗い流すための洗浄液を脳全体に流れ込ませることを発見しました。

  この脳内「廃棄物の除去システム」は睡眠が必要な根本的な理由の一つであると、この研究者は考えています。

  何世紀にもわたり、科学者や哲学者は、なぜ人は眠るのか、睡眠がどのように脳に影響を与えるのかを考え続けてきました。

  睡眠研究における大きな疑問の一つが、なぜそもそも動物は、捕食者に対して無防備になるにも関わらず、眠るのかということです。

  最近の研究で、睡眠は脳内の記憶の固定と学習に大きな役割を持つことが示されています。

  新しい研究は、睡眠は脳自体の有害分子の浄化期間であることを発見しました。

  この脳のクリーニング過程は大量のエネルギーを消費するので、目覚めている間の脳活動を妨害しないように、主に睡眠中に行われるようです。

  睡眠の回復機能は、目覚めている間に中枢神経系に蓄積した神経活動の副産物(神経毒である危険性の高い廃棄物)の掃除活動の結果でもあるようです。

  米国のロチェスター大学医療センターのメイケン・ネダーガード(Maiken Nedergaard MD)氏らの研究が、Science 誌18日号に掲載されました。

  「睡眠は、脳の細胞構造を変更します。それは完全に別の状態のように見える」とネダーガード氏は語っています。

  この研究チームは、昨年、グリンパティック(glymphatic)系と呼ばれる、脳から廃棄物を運びだすための脳自身の配管ネットワークがあることを発見しました。

  グリンパティック系は、脳と脊髄を囲む透明な液体である脳脊髄液の流れの制御を助けます。

  新しい研究では、マウスの脳を調べて、睡眠中に、この脳内の配管システムが開き、脳内に急速に脳脊髄液を流れ込ませることを示しました。

  対照的に、目を覚している時には脳への脳脊髄液の流入は非常に少なかったのです。

  「これは、意識および無意識状態の間で、脳細胞間のスペースが大きく変わったこと示唆する」とネダーガード氏は言います。

  そこで、マウスの脳中に電極を挿入して直接に脳細胞間のスペースを測定することで、睡眠中か麻酔中に、このスペースが 60 パーセント増加したことを発見しました。

  脳神経細胞の周囲のスペースに何か劇的な変化があるようです。

  グリア細胞と呼ばれる(脳内の神経細胞ではない)脳細胞は、収縮または膨張することで、グリンパティック系全体の流れを制御します。

  興奮ホルモンのノルアドレナリンは細胞の体積を制御することも知られています。麻酔はノルアドレナリンの働きを阻害しますが、麻酔で眠っているマウスでも脳細胞間のスペースの拡大と脳への脳脊髄液の流入の増加がみられました。

  また、この研究は、有毒なタンパク質の除去の失敗が、脳の神経変性疾患に関与する可能性も示唆します。

  以前の研究は、神経変性疾患に関与する有毒な分子が、脳細胞間のスペースに蓄積することを示しました。

  この研究では、マウスにアルツハイマー病に関係するタンパク質のベータアミロイドを注入し、睡眠中と覚醒中で、その脳内の滞在時間を測定しました。

  この結果、眠っている時に、脳内のベータアミロイドが素早く消えることを発見しました。これは、通常の睡眠がこの有害分子を脳内から除去することを示します。

  「この結果は、アルツハイマー病のような『脳に毒素が蓄積する』疾患の治療にとって重要な意義があるだろう」とネダーガード氏は語っています。

  脳が消費するエネルギー量は、睡眠中も大きく低下することはありません。

  これを説明するように、睡眠中に、グリンパティック系の活動は 10 倍に増加しました。

  「脳だけは自由に使えるエネルギーが限られており、2 つの異なる機能状態、つまり"覚醒と知覚"か"睡眠と大掃除"、のどちらかを選ばなければならないようだ」とネダーガード氏は説明します。

  「これは純粋な推測ですが、脳全体に液体を汲み入れるとき脳は多くのエネルギーを消費するようであり、これはおそらく情報処理と互換性があるのだろう」と述べています。

10/19/2013

関連:不眠症、睡眠の質物忘れ、記憶力が気になる、脳の健康

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