寝る時間と起きる時間を告げる、脳内の「睡眠スイッチ」が特定される（英研究）

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　眠りの謎の解明にまた一歩近づいた。眠る時間と起きる時間を告げる脳の”スイッチ”が特定されたのだ。

　眠りは2つのシステムによって制御されている。日々の環境の変化に反応する体内時計と睡眠ホメオスタット（sleep homeostat）だ。後者についてはほとんどわかっていない。

　　体内時計は昼と夜のような予測できる変化に反応し、人が適切な時間に眠れるよう促す。だが、これはそもそも眠りが必要になる理由について説明していない。

　「どうやらその説明は2つ目の制御システムを理解することで得られそうです」と、これについて研究を進めるイギリス、オックスフォード大学のジェロ・マインセブク教授は話す。

　「ホメオスタットは何かを測っています。それが何かはまだ明らかにされていないのですが、私たちが目覚めているときに脳内で起きていることです。その何かが一定の基準に達すると私たちは眠ります。そして眠りによってリセットされ、また目が覚めたときに新しいサイクルが始まります」

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　同教授らが研究するのはミバエの脳内にある睡眠ホメオスタットだ。このハエの仲間は45年前に体内時計について大発見がなされた際にも利用されていたものである。

　「哺乳類の脳にはある細胞グループがあります。これはハエで研究している眠りを促す細胞と似た性質を持っています。また、こうした細胞は眠っている間に電気的に活発な状態にあるのですが、その活動は一般的な麻酔薬によって刺激することができます」

　こうした脳細胞、あるいはニューロンは睡眠ホメオスタットの出力を伝達する。もしそれが電気的に活性化されているならハエは眠り、不活性ならば起きる。

　『ネイチャー』誌に掲載された本研究は、光遺伝学という技法を用いたもので、光のパルスで脳細胞活動のオンオフを切り替えた。これによって、コカインのような神経刺激薬を服用した人において上昇が見られる神経伝達物質ドーパミンの産生を刺激する。

　この効果はハエにおいても同様だ。研究チームは、ドーパミン濃度を増加させることでハエの睡眠スイッチを切り替え、睡眠を制御する脳細胞を沈静化させ、ハエを覚醒させることに成功した。

睡眠スイッチは「睡魔」と命名

　発見されたイオンチャネル（脳細胞が伝達する電気インパルスを制御するタンパク質）は“睡魔”と命名された。これは睡眠制御ニューロンが電気的に活性化しているとき、その内部に留まる。ところがドーパミンがある場合、睡魔はニューロンを短絡し、これを閉じつつ、細胞の外側に移動する。こうしてハエは目が覚める。

　「仮にこうした細胞が睡魔メカニズムを使用して活性化と不活性化状態の切り替えを行っており、なおかつ仮に睡魔を細胞内で選択的に阻害することができるなら、私たちは睡眠薬の強力な新原理を手にしたことになります」

　この装置は家庭用のサーモスタットに例えることができる。しかし計測するのは温度ではないし、冷たくなったときに加熱するのでもない。計測するのは睡眠の必要性で、これが一定に達すると眠りを引き起こすのだ。

　だが睡眠ホメオスタットが計測しているものは一体何なのだろうか？ いくつかの仮説によれば、それは脳のエネルギー残量か代謝老廃物の蓄積だという。あるいは脳細胞間の情報貯蔵量に対する反応だという説もある。

　「こうした説については不可知論の立場をとっています。私たちが見るべきものは、睡眠を促す細胞のスイッチを切り替える信号の研究から明らかになったことだけです」とマインセブク教授はそう語る。

via:iflscience、vanwinklesなど// written & edited by hiroching

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