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医学よもやま話

医学情報をご提供します。

While you are sleeping...

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睡眠学習について

 

「あなたが眠っている間に」これは1995年のアメリカ映画のタイトルで、監督ジョン・タートルトーブ。主演サンドラ・ブロックのラブ・コメディです。地下鉄改札係のルーシー(ブロック)が好意を寄せている乗客のピータが事件に巻き込まれ、意識を失っている間にルーシーがピータの家族と親しくなっていくストーリです。

 

あなたが眠っている間に、社会ではいろいろなことが行われています。

鉄道ではレールの点検が行われ、市場ではセリが行われ、運送業者は配送に忙しく、新聞配達はバイクを飛ばして配達しています。

 

あなたがが眠っている間も脳のクリーンアップが行われ、有害な代謝物を排出しアルツハイマー病の原因となる神経変性を発症するリスクを低減しています。

 

さらに、睡眠時には、記憶の強化が行われます。

最近の研究から、睡眠時には、楽器を習得したり、悪習慣を変えたりすることができることが分かってきました。

 

語学の達人は外国語を体に染み込ませるそうです。そのため、外国語を聞きながら眠るそうです。

 

 

無意識のうちに学習する方法は何世紀も行われてきました。

これまで、睡眠時には人間の脳は外界からのメッセージに反応する催眠術に似た潜在意識下にあると考えられてきました。 

 

これまで一部の脳科学者は睡眠学習をいかがわしいものと考えてきましたが、

現在では、睡眠学習は学習法の一テーマとなっています。

ある研究チームによると睡眠により前日に記憶したことが強化されることが分かってきました。

 

睡眠学習についてはまだ異論がありますが、肯定する研究成果を紹介します。

睡眠学習においては、海馬と呼ばれる脳の器官と睡眠時に海馬を通り振動する電気信号が重要な役割を果たします。

一日の様々な経験が電気信号に変換されこれが海馬の神経ネットワークを拡散します。電気信号がシナプスと呼ばれる神経細胞間のコネクション強めたり弱めたりします。人間の記憶はシナプスの強さの変化として一時的に保持されます。新しい記憶は非常に弱いため、特殊な処理がなされないと消滅します。

海馬は新しい記憶を選別する機能を持ち、重要な記憶は記憶ネットワークに統合され、皮質で永久に保持されます。

 

 

睡眠時に、処理が必要な記憶が決定されます。記憶が行われると場所細胞と呼ばれる海馬内の特殊な神経細胞が活性化します。

夢を見ない深い睡眠状態になると、脳の電気信号の波形はゆるやかに変化し、周期的に、鋭いバーストが発生します。バーストは高速で変化し睡眠紡錘波と呼ばれています。睡眠紡錘波は圧縮されています。睡眠紡錘波を引き延ばすと前の日に記憶された場所細胞活性パターンに類似していることがわかります。

 

最近の研究によれば、新しく入ってきた情報を睡眠時に再生していることが分かってきました。さらに、他の研究チームは徐波睡眠はニューロンが記憶を失うことを防いでいると発表しています。(注1)

 

睡眠学習の他、睡眠の効果についても研究されています。2007年にはドイツの研究チームが前日の記憶は香りにより活性化されることを示しました。(注2)

 

2012年にはノースウェスタン大学の研究チームは楽器の演奏を知らない実験参加者にメロディーを教え、その後睡眠を取らせ、睡眠時に、同じメロディーを聴かせ、睡眠から覚めた後、この実験参加者は他の実験参加者より上手くメロディーを演奏することができることを示しました。(注3)

 

他の研究チームは睡眠時に情報を定着させる代わりに新たな記憶を脳に植え付けることができることを示しています。

 

 

2015年にはパリの研究チームはマウスを円形の部屋入れ、マウスの場所細胞の活動を記録し、部屋の正確な位置を記憶した場所細胞を取り出し、睡眠時にその細胞を再活性化させ、脳の快楽中枢にショックを与えることにより、場所細胞と快楽の強度の感覚の間に偽の関係が作り、マウスが目覚めると、快楽を求めてその場所に突進することを示しました。

 

イスラエルの研究チームは快楽な物として喫煙者の煙草の煙と悲惨な物として腐った卵の匂いをリンクさせることにより実験参加者が喫煙を止めれるかどうかを調べました。徐波睡眠時に、実験参加者に両方の匂いをかかせたところ、実験参加者の次週の喫煙量が30%減りました。顕著な禁煙効果とは言えません苦痛を意識することなく、無意識のうちに喫煙願望を減らすことができました。

 

睡眠学習の本格的な研究はまだ始まったばかりですが、多くの効果が期待されています。学生は少ない努力で早く学習ができ、麻薬常習者は徐々に麻薬を止めることができ、心的障害を受けた人は苦しい記憶を楽しい記憶に置き換えることができることでしょう。(注4)

 

多忙な人は睡眠時間を使って新しい技術を習得したり、新しい言葉を学んだり、新しい機械の操作を覚えたりすることができるようになるかもしれません。

 

しかし、睡眠時に記憶を強化したり、新しい事を学ぶことに対する副作用については研究されていません。

 

 

睡眠学習の副作用は不明ですが、睡眠時には脳のクリーンアップが行われています。これに対する悪影響はないかの研究が待たれます。(注5)

 

参考文献

 

 (注1)Sleep Facilitates Memory by Blocking Dopamine Neuron-Mediated Forgetting

 (注2)Study Uncovers Memory Aid: A Scent During Sleep

 (注3)Cued Memory Reactivation During Sleep Influences Skill Learning

 (注4)Memory Upgrade? Neuroscientists Successfully Turn Bad Memories Into Good Ones For Mice

 (注5)A Paravascular Pathway Facilitates CSF Flow Through the Brain Parenchyma and the Clearance of Interstitial Solutes, Including Amyloid β

 

 

アルツハイマー病          Alzheimer's disease

神経変性            neurodegenerative disease

潜在意識の        subliminal

催眠術                hypnosis

海馬                    hippocampus

シナプス            synapse

神経細胞            neuron

記憶痕跡            memory trace

皮質                    cortex

徐波睡眠            slow-wave sleep

睡眠紡錘波        sleep spindle

経頭蓋直流刺激              transcranial direct current stimulation

快楽中枢            pleasure center