「寝る子はそだつ」と昔からよく言われます。確かに小さい子どもは、半日以上も寝ていますよね。疲れているわけでもないはずなのに、なぜかよく寝ます。それは疲れて休む大人とは、異なる理由があるのかもしれません。今回の調査では、大人と乳幼児では、睡眠が果たす役割が異なるのではないか、そんな疑問に答える研究です。
Can J, Heman AB, West GB, et al. Unraveling why we sleep: Quantitative analysis reveals abrupt transition from neural reorganization to repair in early development. Science Advances 18 Sep 2020: Vol. 6, no. 38, eaba0398. DOI: 10.1126/sciadv.aba0398
睡眠に関する研究データを基に、成長過程における睡眠に関するデータを解析した。
睡眠は、特に神経の修復、代謝物のクリアランス、回路の再編成など、さまざまな機能を果たしています。しかし、その相対的な重要性については、未だに熱い議論がなされています。
本研究では、睡眠が発生期および系統間でどのように変化するかを理解し、予測するための新しいメカニズム論的枠組みを構築しました。
具体的には、人間と動物の睡眠に関する60以上の研究データを基に、成長過程における睡眠に関するデータ〔総睡眠時間、レム（REM）睡眠の時間、脳や体のサイズなど〕を解析しています。
この理論を用いて、神経の再編成に用いられる睡眠と修復に用いられる睡眠を定量的に区別することを試みました。
2歳から3歳の間に、睡眠の影響に変化が見られた
その結果、ヒトでは2歳から3歳の間に急激な変化が見られることが明らかになりました。
具体的には、ヒトでは2〜3年以降の睡眠は、主に修復やクリアランスのためのものであり、出生後初期（2〜3年前）の睡眠は、主に神経の再編成や学習をサポートするものであることが示されました。
さらに、神経可塑的な再編成は主にレム睡眠では起こりますが、ノンREM睡眠では起こらないことが示されています。
この発達的変遷は、睡眠に対する発達的制約と進化的制約の間の複雑な相互作用を示唆しています。
また、レム睡眠の長さは、成長に伴い脳のサイズが大きくなるにつれ、短くなることも分かりました。
例えば、新生児では睡眠時間の約50％がレム睡眠であるのに対し、10歳までにレム睡眠は約25％にまで減少し、さらにその後、加齢に伴い減少が続き、50歳を超えると、レム睡眠は睡眠全体の15％程度になっていました。
脳を良好な状態に保つには、夜間に十分な睡眠を取ることが大事
睡眠は、私たちの生活に深く根付いた必要なものです。
睡眠が何らかの主要な機能を果たすために進化したと仮定すると、複数の生理学的機能が、動物の生活に浸透し、時間のかかるこの特徴の上に乗っかってきたことはほぼ確実だと言えます。
今回の発見は、レム睡眠が赤ちゃんの初期成長に重要である可能性が高く、特に神経系全体のシナプス重量の調節に重要であることを示唆しています。
ヒトの成長期におけるレム睡眠の割合のこのような大きな変化は、成体哺乳類の脳と体の大きさの膨大な範囲で観察されるレム睡眠の割合が一定であるのとは対照的だと言えます。
このように、レム睡眠の割合の大きな変化は、睡眠の機能、特にレム睡眠の機能が成人とは大きく異なることを示す重要な発見だと言えるでしょう。
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