脳には特別な「眠くなる」ニューロンが備わっている

科学者たちは、睡眠の深さと長さを司る特別な「勤務中」細胞を脳内に発見した。

脳細胞の電気活動は、特定のリズム（α波、β波、γ波など）として決定されます。これらのリズムは、設定された目標に応じて、周波数、振幅、組み合わせが異なります。例えば、人が眠っているとき、脳のリズムは遅くなります。

カリフォルニア大学の科学者たちは、脳が睡眠抑制を維持することを可能にする新たなニューロンを発見しました。原理的には、これらは全く新しい細胞ではなく、既に知られているアストロサイト（神経系のグリア細胞構造で、脳内には非常に多く存在し、全細胞の最大30%を占めています。しかし、これまでその主な機能はニューロンに栄養を与え、サポートすることだと考えられていました。しかし、科学者たちは今、アストロサイトがニューロンの電気的活動に直接関与していることを証明しました。特に、脳内で特定の電気振動をサポートしており、これがなければ高次認知機能は不可能です。さらに、これらの細胞は睡眠に関与する電気振動もサポートしています。

専門家たちはげっ歯類を用いた実験を行いました。マウスのアストロサイトは、必要に応じて刺激を受けられるように改変されました。げっ歯類が眠りにつくと、科学者たちはアストロサイトの活動を刺激し、その結果、低周波振動がより抑制されました。その結果、マウスの睡眠はより長く、より深くなりました。

さらに、細胞は睡眠時間と睡眠の深さを異なる方法で調整できることが分かりました。アストロサイトには2つの受容体変異体が備わっています。最初の変異体を刺激すると、脳は長時間眠りますが、睡眠の深さは変化しません。2つ目の変異体を刺激すると、睡眠は深くなりますが、長くはなりません。この効果は、すべてのアストロサイトが単一の広範なシステムに統合されているためです。システムの一方の端から細胞に作用することで、もう一方の端から変化を観察することができます。この発見は、最終的に様々な睡眠障害の治療薬の開発につながる可能性があります。睡眠障害が記憶や学習の質、食欲、神経系の機能、そして人の精神状態に直接影響を与えることは周知の事実です。したがって、このテーマは多くの専門分野の医師にとって非常に重要です。

しかし、睡眠の質をアストロサイトだけが左右すると考えるのは間違いです。概日リズムを調節するホルモン性神経伝達物質と相まって、神経メカニズム全体がこのプロセスに関与しています。

この実験はげっ歯類を使って行われたため、科学者らはさらなる研究を進める前に、研究結果が人間にも適用できるかどうかを判断する必要がある。

情報元: Elifesciences