寝る
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寝る
眠っている少女、ドメニコ・フェッティ、c。 1615年
生物システム神経系

睡眠とは、精神活動と身体活動が低下した状態であり、意識が変化し、特定の感覚活動が抑制されます。睡眠中は、筋活動と周囲環境との相互作用が著しく低下します。睡眠は刺激への反応能力という点で覚醒状態とは異なりますが、依然として脳の活動パターンが活発であるため、昏睡や意識障害よりも反応性が高いと言えます。[ 1 ]

睡眠は周期的に繰り返され、その間、体はレム睡眠（急速眼球運動睡眠）とノンレム睡眠という2つの異なる睡眠モードを交互に繰り返します。レム睡眠は「急速眼球運動睡眠」の略ですが、この睡眠モードには、身体の麻痺状態など、他にも多くの側面があります。 [ 2 ]夢は、通常、睡眠の特定の段階で、心の中で無意識に起こる一連のイメージ、アイデア、感情、感覚です。

睡眠中、体のほとんどのシステムは同化状態にあり、免疫系、神経系、骨格系、筋肉系の回復を促します。[ 3 ]これらは気分、記憶、認知機能を維持する重要なプロセスであり、内分泌系と免疫系の機能に大きな役割を果たします。[ 4 ]体内時計は、暗い夜間に毎日睡眠を促進します。睡眠の多様な目的とメカニズムは、現在もかなりの研究が進められています。[ 5 ]睡眠は動物の進化を通じて高度に保存された行動であり、[ 6 ]おそらく数億年前に遡り、[ 7 ]脳が老廃物を浄化する手段として始まりました。[ 8 ]研究者たちは、アミロイド の除去を含む浄化が睡眠の中核的な目的である可能性があることを発見しました。[ 9 ]

人間は様々な睡眠障害に悩まされる可能性があります。不眠症、過眠症、ナルコレプシー、睡眠時無呼吸症などの睡眠障害、夢遊病やレム睡眠行動障害などの睡眠時随伴症、歯ぎしり、概日リズム睡眠障害などです。人工光の使用は、人類の睡眠パターンを大きく変えてきました。[ 10 ]人工光の一般的な光源には、屋外照明や、スマートフォンやテレビなどのデジタル機器の画面があり、これらは通常日中の光である青色光を大量に発しています。これは、睡眠サイクルを調節するために必要なホルモンであるメラトニンの分泌を妨げます。[ 11 ]

生理

睡眠中における最も顕著な生理学的変化は脳に起こります。[ 12 ]脳は睡眠中、特にノンレム睡眠中に、覚醒時よりも大幅に少ないエネルギーを消費します。活動が低下した領域では、脳は短期的なエネルギー貯蔵と輸送に用いられる分子であるアデノシン三リン酸（ATP）の供給を回復させます。 [ 13 ]静かな覚醒時には、脳は体全体のエネルギー消費量の20%を担っているため、この減少は全体的なエネルギー消費に顕著な影響を及ぼします。[ 14 ]

睡眠は感覚閾値を上昇させます。言い換えれば、睡眠中の人は知覚する刺激は少なくなりますが、一般的に大きな音やその他の顕著な感覚刺激には反応することができます。[ 14 ] [ 12 ]

徐波睡眠中、人間は成長ホルモンを大量に分泌します。日中を含むすべての睡眠は、プロラクチンの分泌と関連しています。[ 15 ]

睡眠中の変化をモニタリング・測定するための主要な生理学的手法としては、脳波を計測する脳波記録（EEG）、眼球運動を計測する眼電図（EOG）、骨格筋活動を計測する筋電図（EMG）などが挙げられます。これらの測定値を同時に収集する検査は睡眠ポリグラフと呼ばれ、専門の睡眠検査室で実施できます。[ 16 ] [ 17 ]睡眠研究者は、心臓活動の計測には簡易心電図（EKG）、運動運動の計測にはアクティグラフィーも用います。[ 17 ]

睡眠中の脳波

脳波に現れる電気的活動は脳波を表しています。特定の周波数における脳波の振幅は、睡眠覚醒周期における、眠っている、起きている、眠りに落ちているなど、さまざまな時点に対応しています。[ 18 ]アルファ波、ベータ波、シータ波、ガンマ波、デルタ波は、睡眠のさまざまな段階で見られます。各波形は、異なる周波数と振幅を維持しています。アルファ波は、人が休息状態にあるが、まだ完全に意識があるときに見られます。目は閉じられ、体全体が休んで比較的静止しており、体の動きが遅くなり始めています。ベータ波は、人が注意を払っているとき、つまりタスクを完了したり、何かに集中しているときには、アルファ波に取って代わります。ベータ波は、最も高い周波数と最も低い振幅で構成されており、人が完全に覚醒しているときに発生します。ガンマ波は、人がタスクに高度に集中しているとき、またはすべての集中力を使っているときに見られます。シータ波は人が起きている間に発生し、睡眠の第1段階、第2段階へと移行していきます。デルタ波は人が最も深い眠りにある睡眠の第3段階と第4段階で見られます。[ 19 ]

ノンレム睡眠とレム睡眠

睡眠は、非急速眼球運動睡眠（ノンレム睡眠またはNREM睡眠）と急速眼球運動睡眠（レム睡眠）の2つの大きな種類に分けられます。ノンレム睡眠とレム睡眠は非常に異なるため、生理学者はこれらを別の行動状態として認識しています。最初にノンレム睡眠が発生し、移行期を経た後、徐波睡眠または深い睡眠と呼ばれます。この段階では、体温と心拍数が低下し、脳のエネルギー消費量が少なくなります。[ 12 ]レム睡眠は逆説睡眠とも呼ばれ、睡眠時間全体のうちのより短い時間を占めます。この睡眠は夢（または悪夢）の主な発生原因であり、非同期で速い脳波、眼球運動、筋緊張の低下、[ 20 ]および恒常性の停止と関連しています。[ 21 ]

ノンレム睡眠とレム睡眠が交互に繰り返される睡眠サイクルは平均90 分かかり、一晩の睡眠中には 4～6 回発生します。[ 17 ] [ 22 ]米国睡眠医学会(AASM) はノンレム睡眠を N1、N2、N3 の 3 つの段階に分類し、最後の段階はデルタ睡眠または徐波睡眠とも呼ばれます。[ 23 ]通常、この期間全体は N1 → N2 → N3 → N2 → レム睡眠の順に進みます。レム睡眠は、人が深い睡眠から段階 2 または 1 に戻るときに発生します。[ 20 ]夜の早い段階で深い睡眠 (段階 N3) が多くなり、自然な覚醒直前の 2 つのサイクルでレム睡眠の割合が増加します。[ 17 ]

目覚め

レフ・トルストイの著書「目覚め」の挿絵
睡眠中の適切な枕の高さと脊椎のアライメント
横向き寝時の枕の高さは、背骨と首の筋肉に影響を与えます。「睡眠と筋骨格の健康」をご覧ください。

覚醒は睡眠の終わりを意味する場合もあれば、再び眠りに落ちる前に周囲の状況を確認し、体勢を調整するだけの時間を意味する場合もあります。睡眠者は通常、レム睡眠期の終了直後、あるいは時にはレム睡眠期の途中で目覚めます。体内時計の指標と恒常性睡眠需要の減少が、通常、覚醒と睡眠サイクルの終了をもたらします。[ 24 ]覚醒には、視床から皮質全体に広がる脳内の電気的活動の亢進が伴います。[ 24 ]

通常の睡眠では、覚醒状態にある時間はそれほど長くありません。脳波を用いて行われた様々な睡眠研究では、女性は夜間の睡眠中に0～1%、男性は0～2%しか覚醒していないことが分かっています。成人では、特に後半の睡眠サイクルで覚醒時間が長くなります。ある研究では、最初の90分間の睡眠サイクルでは3%、2番目では8%、3番目では10%、4番目では12%、5番目では13～14%の覚醒時間がありました。これらの覚醒時間のほとんどは、レム睡眠の直後に発生しました。[ 24 ]

今日、多くの人は目覚まし時計で目を覚まします。[ 25 ]しかし、目覚ましを使わずに特定の時間に確実に目覚めることもできます。[ 24 ]多くの人は平日と休日では全く異なる睡眠パターンを示し、このパターンが慢性的な概日リズムの非同期化につながる可能性があります。[ 26 ] [ 25 ]多くの人は寝る前にテレビやその他の画面を定期的に見ており、これが概日周期の乱れを悪化させる要因となる可能性があります。[ 27 ] [ 28 ]睡眠に関する科学的研究では、覚醒時の睡眠段階が睡眠惰性を増幅させる重要な要因であることが示されています。[ 29 ]

起床後の覚醒度を左右する要因としては、睡眠の量と質、前日の身体活動、炭水化物を多く含む朝食、それに対する低血糖反応などが挙げられます。 [ 30 ]

タイミング

睡眠のタイミングは、概日時計（プロセス C）、睡眠覚醒恒常性（プロセス S）、そしてある程度は個人の意志によって制御されます。

概日時計

人間の「体内時計」

睡眠のタイミングは、概日時計（プロセスC）からのホルモンシグナルに大きく依存します。プロセスCは、生物の環境からのシグナルを利用して体内の昼夜リズムを再構築する複雑な神経化学システムです。プロセスCは、昼行性動物において日中の恒常的な睡眠欲求を抑制し、夜間にそれを増強します。[ 31 ] [ 26 ]視交叉の真上にある脳領域である視交叉上核（ SCN）は、現在、このプロセスにおいて最も重要な部位と考えられていますが、体全体に二次的な時計システムが見つかっています。

概日時計が外部信号に応じて規則的なリズムを示す生物は、同調している（entrained）と言われています。同調したリズムは、外部信号が突然消えても持続します。同調した人間が一定の明暗のあるバンカーに隔離されると、体温とメラトニンのリズミカルな増減を経験し続け、その周期は24時間をわずかに超えます。科学者たちはこのような状態を概日リズムのフリーランニング（free-running）と呼んでいます。自然条件下では、光信号がこの周期を定期的に下方に調整し、地球の1日の24時間とより正確に一致するようにしています。[ 25 ] [ 32 ] [ 33 ]

概日時計は体に一定の影響を及ぼし、体温をおよそ 36.2 ℃ から 37.2 ℃ の間で正弦波状に振動させます。 [ 33 ] [ 34 ]視交叉上核自体は顕著な振動活動を示し、主観的な昼間 (つまり、正確かどうかにかかわらず昼間に対応するリズムの部分) には強くなり、主観的な夜にはほとんど弱まります。[ 35 ]視交叉上核の概日ペースメーカーは松果体と直接神経接続しており、松果体は夜間にホルモンのメラトニンを放出します。[ 35 ]コルチゾール値は通常、夜を通して上昇し、覚醒時にピークに達し、日中に減少します。[ 15 ] [ 36 ]概日リズムによるプロラクチン分泌は、特に女性において午後遅くに始まり、その後睡眠誘発性の分泌によって増強され、真夜中にピークに達します。概日リズムは成長ホルモンの夜間分泌にいくらか影響を与えます。[ 15 ]

概日リズムは、回復力のある睡眠エピソードの理想的なタイミングに影響を与えます。[ 25 ] [ 37 ]眠気は夜間に増加します。レム睡眠は概日周期内で体温が最も低い時間帯に多く発生しますが、徐波睡眠は概日周期とは独立して発生する傾向があります。[ 33 ]

体内時計は光の変化に大きく影響されます。なぜなら、光は時刻を知る上で最も重要な手がかりだからです。夜間に少量の光にさらされると、メラトニンの分泌が抑制され、体温が上昇し、覚醒状態が悪化する可能性があります。体内時計の周期の適切なタイミングで短時間の光パルスを受けると、体内時計が大きく「リセット」される可能性があります。[ 34 ]特に青色光は最も強い影響を及ぼし、[ 26 ]就寝前にスクリーンを使用すると睡眠が妨げられる可能性があるという懸念があります。[ 27 ]

現代人は、仕事（特に夜勤）、長距離移動、そして普遍的な室内照明の影響により、体内時計の同期がずれていることがよくあります。 [ 33 ]睡眠負債を抱えていたり、眠気を感じたりしても、概日周期のピーク時に眠り続けるのが難しい場合があります。逆に、周期の谷間で目覚めるのが難しい場合もあります。[ 24 ]太陽に同調している健康な若い成人は（年間を通して）、日没後数時間で眠りにつき、午前6時に体温が最低になり、日の出後数時間で起床します。[ 33 ]

プロセスS

一般的に、生物は覚醒時間が長くなるほど、睡眠の必要性（「睡眠負債」）を感じます。この睡眠の原動力はプロセスSと呼ばれます。睡眠と覚醒のバランスは、恒常性維持（ホメオスタシス）と呼ばれるプロセスによって調節されています。誘発された、あるいは知覚された睡眠不足は、睡眠不足と呼ばれます。

S過程は、前脳におけるグリコーゲンの枯渇とアデノシンの蓄積によって駆動され、腹外側視索前核の抑制を解除し、上行性網様体賦活系の抑制を可能にする。[ 38 ]

睡眠不足は、前頭皮質における脳波の遅延、注意持続時間の短縮、不安の増加、記憶障害、そして不機嫌な気分を引き起こす傾向があります。逆に、十分な休息を取った人は、記憶力と気分が改善される傾向があります。[ 39 ]神経生理学的および機能的イメージング研究では、脳の前頭葉領域が恒常性睡眠圧に特に敏感であることが実証されています。[ 40 ]

睡眠負債がどの程度蓄積されるのか、また睡眠負債は個人の平均睡眠時間に対して蓄積されるのか、それとも他の基準に対して蓄積されるのかについては意見が分かれています。また、先進国における成人の睡眠負債の有病率が近年著しく変化したかどうかも不明です。睡眠負債は蓄積性を示す証拠がいくつか見られます。しかし、主観的には、人間は起床後30時間で最大の眠気に達するようです。[ 33 ]西洋社会では、子どもたちの睡眠時間が以前よりも短くなっている可能性が高いと考えられます。 [ 41 ]

睡眠負債の神経化学的指標の一つはアデノシンであり、これは覚醒に関連する多くの身体プロセスを阻害する神経伝達物質です。アデノシン濃度は、長時間の覚醒中に大脳皮質と基底前脳で上昇し、睡眠回復期には減少するため、睡眠の恒常性調節因子として作用している可能性があります。[ 42 ] [ 43 ]コーヒー、紅茶、その他のカフェイン源は、アデノシンの効果を一時的に阻害し、入眠潜時を延長させ、睡眠時間と質を低下させます。[ 44 ]

社交的なタイミング

人間は、他の人々が起きている時間、仕事が必要な時間、時計の時刻など、社会的な時間の側面にも影響を受けます。タイムゾーンは、同じ地域の人々の時間を統一するために使用される標準時間であり、自然な日の出と日の入りにほぼ一致しています。タイムゾーンの近似性を示す極端な例として、かつては5つのタイムゾーンが存在していましたが、現在は公式には1つのタイムゾーン（UTC+8）のみを使用しています。 [ 25 ]

分布

多相性睡眠では、生物は24時間周期で複数回睡眠をとるのに対し、単相性睡眠では一度に睡眠をとる。実験条件下では、人間は他にすることがない場合は、睡眠と覚醒をより頻繁に繰り返す（つまり、より多相性睡眠を示す）傾向がある。[ 33 ]実験条件下で14時間の暗闇を与えられた場合、人間は二峰性睡眠をとる傾向があり、2つの睡眠期間が暗闇の始まりと終わりに集中していた。人間の二峰性睡眠は産業革命以前にはより一般的であった。[ 36 ]

一般的に「早起き型」や「夜型」と呼ばれる様々な特徴的な睡眠パターンは、クロノタイプと呼ばれます。遺伝や性別はクロノタイプにある程度影響を与えますが、習慣も影響します。また、クロノタイプは生涯を通じて変化する可能性があります。7歳の子供は15歳の子供よりも朝早く起きる傾向があります。[ 26 ] [ 25 ]正常範囲から大きく外れたクロノタイプは、概日リズム睡眠障害と呼ばれます。[ 45 ]

昼寝

昼寝は、日中に必要な休息を得るために行われることが多い短時間の睡眠です。昼寝は子供の頃のものとよく言われますが、アメリカ人の成人の約3分の1が毎日昼寝をしています。最適な昼寝時間は約10～20分で、研究者たちは最も深い睡眠である徐波睡眠に入るのに少なくとも30分かかることを証明しています。[ 46 ]昼寝が長すぎて徐波睡眠に入ると、昼寝から目覚めにくくなり、休息が取れない感じが残ります。この眠気の期間は睡眠慣性と呼ばれます。

ペルーのサンクリストバルで昼寝をする男性

昼寝の習慣は最近、冠状動脈性死亡率が37％低下することと関連付けられており、これはおそらく日中の睡眠による心血管ストレスの軽減によるものと考えられます。[ 47 ]昼間の短い昼寝と夕方の軽い運動は、高齢者の睡眠、認知課題、精神的健康の改善に効果的であることがわかりました。[ 48 ]

遺伝学

一卵性双生児は睡眠習慣が似ている傾向があるが、二卵性双生児はそうではない。神経伝達物質は、その生成を特定の遺伝子にまで遡ることができる分子であり、睡眠に対する分析可能な遺伝的影響の 1 つです。概日時計には独自の遺伝子セットがあります。[ 49 ]睡眠に影響を与える可能性がある遺伝子には、ABCC9、DEC2、ドーパミン受容体 D2 [ 50 ]や、PAX 8およびVRK2付近の変異体などがあります。[ 51 ]後者は主に相関関係（必ずしも因果関係ではない）を検出するGWAS 研究で発見されていますが、他の遺伝子の方が直接的な影響を持つことが示されています。たとえば、ジヒドロピリミジン脱水素酵素（Dpyd）を欠損したマウスは、野生型マウスよりも消灯期間中の睡眠時間が 78.4 分短かった。 Dpydは、ウラシルとチミジンを抑制性神経伝達物質であるβ-アラニンに分解する代謝経路における律速酵素をコードしています。これはまた、マウスにおいて睡眠を促進する神経伝達物質としてのβ-アラニンの役割を裏付けています。[ 52 ]

睡眠時間が短い遺伝子

この病気は常染色体優性遺伝として遺伝します。

家族性の自然な短時間睡眠は、まれな遺伝的特徴であり、典型的には遺伝的に受け継がれるものです。この特徴を持つ人は、日中の眠気や睡眠不足によるその他の症状に悩まされることなく、平均よりも睡眠時間が少ないのです。このプロセスはこの種の人にとって完全に自然なものであり、特定の遺伝子変異によって引き起こされます。[ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ]この特徴を持つ人は「生まれつき短時間睡眠者」として知られています。[ 57 ]

この症状は意図的な睡眠不足と混同してはいけません。意図的な睡眠不足は、通常の睡眠時間をとる素因を持つ人々にイライラや一時的な認知能力の低下などの症状を残しますが、FNSSの患者にはそのような症状は残っていません。[ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]

この睡眠タイプは遺伝性疾患とはみなされておらず、またそれに関連する健康全般への有害な影響も知られていないため、遺伝的、良性の特性であると考えられています。[ 61 ]

DEC2、ADRB1、NPSR1、GRM1遺伝子は短時間睡眠を可能にすることに関与している。[ 62 ]

品質

睡眠の質は、客観的な観点と主観的な観点の2つから評価できます。客観的な睡眠の質とは、人が眠りにつき、眠り続けることの難しさ、そして一晩に何回目が覚めるかを指します。睡眠の質が悪いと、睡眠の様々な段階間の移行サイクルが乱れます。[ 63 ]主観的な睡眠の質とは、睡眠から目覚めた後に休息し、回復したという感覚を指します。A. Harveyら（2002年）の研究では、不眠症患者は睡眠に問題のない人よりも睡眠の質の評価に厳しいことが分かりました。[ 64 ]

満足のいく睡眠を得るには、恒常性睡眠傾向（最後の適切な睡眠エピソードから経過した時間の関数としての睡眠必要量）と概日リズム要素のバランスをとる必要があります。[ 65 ] [ 66 ]概日時計からの対応するメッセージとともに、これは体に睡眠が必要であることを伝えます。[ 67 ]睡眠エピソードの中盤以降、目覚める前に次の2つの概日リズムマーカーが発生したときにタイミングが適切です。[ 37 ]ホルモンメラトニンの最大濃度と最低体幹体温。

理想的な期間

疾病管理予防センター（CDC）の推奨する必要な睡眠時間は加齢とともに減少します。[ 68 ]
睡眠不足の主な健康への影響は[ 69 ]、睡眠による正常な維持の障害を示している。

人間の睡眠の必要量は年齢や個人差があります。[ 70 ]日中の眠気や機能不全がない場合、睡眠は適切であるとみなされます。[ 71 ]さらに、自己申告による睡眠時間は、アクティグラフィーで測定された実際の睡眠時間と中程度の相関関係しかありません。 [ 72 ]睡眠状態の誤認を患っている人は、通常、8時間寝ているにもかかわらず、4時間しか寝ていないと報告することがあります。[ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]

研究者たちは、毎晩6～7時間の睡眠が人間の寿命と心臓の健康と相関関係にあることを発見したが、この関係の背後にある因果関係には多くの根本的な要因が関与している可能性がある。[ 76 ] [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] [ 51 ] [ 80 ] [ 81 ]

睡眠障害は、うつ病、アルコール依存症、双極性障害などの精神疾患とも関連しています。[ 82 ]うつ病の成人の最大90%が睡眠障害を抱えていることが分かっています。脳波で検出される睡眠調節障害には、睡眠の持続性の障害、デルタ睡眠の減少、レム睡眠パターンの変化（潜時、夜間分布、眼球運動の密度など）が含まれます。[ 83 ]

睡眠時間も季節によって異なります。最大90%の人が冬季に睡眠時間が長くなると報告しており、これは季節性情動障害の症状が顕著になる原因となる可能性があります。[ 84 ] [ 85 ]

子供たち

眠るエロスのブロンズ像、紀元前3世紀～紀元後1世紀初頭

乳児は2歳になるまでに、脳の大きさが成人の90%に達します。[ 86 ]この脳の成長の大部分は、人生で最も睡眠時間が長い時期に起こります。子どもが睡眠に費やす時間は、認知課題の遂行能力に影響を与えます。[ 87 ] [ 88 ]夜通し眠り、夜中に目覚める回数が少ない子どもは、他の子どもよりも認知能力が高く、気質も穏やかです。[ 88 ] [ 89 ] [ 90 ]

睡眠は言語発達にも影響を与えます。これを検証するために、研究者たちは乳児に擬似言語を教え、その言語の規則の記憶を観察しました。[ 91 ]言語を習得してから4時間以内に眠った乳児は言語の規則をよりよく記憶していましたが、より長く起きていた乳児はそれらの規則をあまり記憶していませんでした。乳児の語彙力と睡眠の間にも関係があり、12ヶ月齢で夜間の睡眠時間が長かった乳児は、26ヶ月齢で語彙力が向上しています。[ 90 ]

就寝前の決まったルーティンは、子供にとって大きなメリットとなります。家庭によって多少の違いはありますが、一般的には、寝る前に読み聞かせ、お風呂、歯磨きといった一連の儀式から成り、寝る前にハグやキスをするなど、親から子供への愛情表現も含まれます。就寝前のルーティンには、子供が就寝の準備をする時間も含まれています。しっかりとした就寝前のルーティンは、子供の睡眠の質を向上させるだけでなく、将来的に健康的な睡眠習慣を身につけ、維持するための準備にも役立ちます。 [ 92 ]

アメリカ政府が発行した第二次世界大戦のポスター

子どもは正常に発達し、機能するために、1日に多くの睡眠時間を必要とします。新生児の場合は最大18時間ですが、年齢が上がるにつれてその割合は減少します。[ 67 ] 2015年の初めに、2年間の研究を経て、[ 93 ]米国の国立睡眠財団は、以下の表に示すように、新たに改訂された推奨事項を発表しました。

各年齢層に推奨される睡眠時間[ 93 ]
年齢と状態 睡眠の必要性
新生児（0～3ヶ月） 14～17時間
乳児（4～11ヶ月） 12～15時間
幼児（1～2歳） 11～14時間
未就学児（3～4歳） 10～13時間
学齢期の子供（5～12歳）     9～11時間
ティーンエイジャー（13～17歳） 8～10時間
成人（18～64歳） 7～9時間
高齢者（65歳以上） 7～8時間

機能

生物学における未解決問題
睡眠の生物学的機能とは何ですか?
生物学におけるさらなる未解決問題

復元

睡眠中の脳は、睡眠中に脳脊髄液の流れを増加させることで、覚醒時よりも速い速度で代謝最終産物を除去することが示されています。[ 94 ]この除去のメカニズムは、リンパ系が体内で行うのと同じことを脳に対して行うシステムであるグリンパティックシステムであると思われます。 [ 94 ] [ 8 ]さらなる研究により、グリンパティックシステムはホルモンの脈動によって駆動され、今度は血流の急増を引き起こし、脳脊髄液の流れを引き起こし、代謝物を運び去ることが示されています。[ 95 ]

睡眠は、脳の修復を助け、覚醒中に生成される代謝最終産物から脳を保護する分子の合成を促進する可能性がある。[ 96 ]成長ホルモンなどの同化ホルモンは、睡眠中に優先的に分泌される。脳内のグリコーゲン濃度は睡眠中に上昇し、覚醒中に代謝によって減少する。[ 97 ]

人体は睡眠中に身体的に回復しますが、これは主に徐波睡眠中に起こります。徐波睡眠中は体温、心拍数、脳の酸素消費量が低下します。脳と体の両方において、代謝率の低下は、相殺する回復プロセスを可能にします。[ 97 ]体は睡眠から恩恵を受けますが、脳は実際には回復のために睡眠を必要とします。一方、これらのプロセスは体の他の部分では静止した覚醒中に起こります。[ 98 ]睡眠の本質的な機能は、脳への回復効果であると考えられます。「睡眠は脳のものであり、脳によって行われ、脳のためのものである。」[ 99 ]さらに、これはどんなに小さな脳であっても、ほとんどすべての脳に当てはまります。睡眠は、認知能力が最も低い動物を含むほとんどの動物界で必要な行動であることが観察されており、これは睡眠が最も基本的な脳プロセス、すなわち神経細胞の発火に不可欠であることを示唆しています。これは、記憶の定着や夢を見るといった睡眠の他の機能が必要ない場合でも、睡眠が不可欠であることを示しています。[ 6 ]

記憶処理

睡眠は長期記憶の形成を支え、一般的に過去の学習や経験の想起を高めることは広く認められている。しかし、その効果は睡眠の段階や記憶の種類によって異なるようだ。[ 100 ]例えば、宣言的記憶と手続き的記憶の想起課題を、夜間睡眠の早い段階と遅い段階、そして覚醒状態をコントロールした条件で行ったところ、宣言的記憶は睡眠の早い段階（SWSが優勢）でより向上し、手続き的記憶は睡眠の遅い段階（REM睡眠が優勢）でより向上することが示された。[ 101 ] [ 102 ]

宣言的記憶に関して、SWSの機能的役割は、長期記憶の固定を促進すると思われる、以前にエンコードされた神経パターンの海馬での再生と関連付けられてきました。[ 101 ] [ 102 ]この仮説は、能動システム固定仮説に基づいています。この仮説では、NREM睡眠中のゆっくりとした振動中に海馬で新たにエンコードされた情報が繰り返し再活性化されることで、宣言的記憶が皮質レベルの既存の知識ネットワークと安定化し、段階的に統合されるというものです。[ 103 ]この仮説では、海馬は情報を一時的にしか保持せず、学習速度も速いのに対し、大脳新皮質は長期記憶と遅い学習速度に関係していると仮定しています。[ 101 ] [ 102 ] [ 104 ] [ 105 ] [ 106 ]海馬と大脳新皮質の間のこの対話は、海馬の鋭波リップルと視床皮質紡錘波と並行して起こり、この同期がスピンドルリップルイベントの形成を促進し、これは長期記憶の形成の前提条件であると考えられる。[ 102 ] [ 104 ] [ 106 ] [ 107 ]

記憶の再活性化は覚醒時にも起こり、その機能は再活性化された記憶を新たに符号化された情報で更新することと関連しているが、SWS中の再活性化は記憶の安定化に重要であることが示唆されている。[ 102 ]睡眠中に記憶痕跡を誘発するために関連する記憶の手がかりを使用する標的記憶再活性化（TMR）実験に基づいて、いくつかの研究は、大脳新皮質ネットワークにおける持続記憶の形成における夜間の再活性化の重要性を再確認し、宣言的想起における人々の記憶パフォーマンスを向上させる可能性を強調している。[ 101 ] [ 105 ] [ 106 ] [ 107 ] [ 108 ]

さらに、夜間の再活性化は覚醒時の再活性化と同じ神経振動パターンを共有しているようで、これらのプロセスはシータ活動によって調整されている可能性がある。[ 109 ]覚醒時のシータ振動は記憶課題の成功としばしば関連付けられており、睡眠中の手がかり記憶の再活性化では、手がかり刺激のその後の認識において、手がかりなしの刺激と比較してシータ活動が有意に強くなることが示されており、睡眠中の手がかりによって記憶痕跡と語彙の統合が強化される可能性があることを示唆している。[ 110 ]しかし、TMRの記憶の強化に対する有益な効果は、手がかり記憶が事前の知識と関連付けられる場合にのみ発生するようである。[ 111 ]

夢

夢は、現実の生活と似ているように感じることがよくありますが、それには超現実的な要素が加わります。

睡眠中、特にレム睡眠中に、人間は夢を見る傾向があります。夢は捉えどころがなく、ほとんど予測不可能な一人称体験であり、夢を見ている間は夢を見る者には論理的で現実的に見えますが、覚醒後に評価すると、しばしば奇妙で非合理的、あるいは超現実的な性質が明らかになります。夢は、通常であれば組み合わさらないような概念、状況、人物、物体を、人の心の中でシームレスに組み込むことがよくあります。あらゆる種類の感覚、特に視覚や動きが含まれることがあります。[ 112 ]

夢は目覚めるとすぐに記憶から消えてしまう傾向があります。夢日記をつける人もいます。これは、夢の記憶力を高め、明晰夢を見やすくするのに役立つと信じています。

明晰夢とは、夢を見ている人が夢を見ている最中に自分が夢を見ていることに気づくタイプの夢です。予備研究では、夢を見ている人は眼球運動や顔面筋の信号を通して実験者と意識的にコミュニケーションを取り、複雑な質問を理解し、ワーキングメモリを活用することができました。[ 113 ]

夢の機能については、多くの仮説が提唱されてきました。ジークムント・フロイトは、夢は無意識に押し込められた欲求不満の象徴的な表現であると仮定し、精神分析という形で夢解釈を用いてこれらの欲求を明らかにしようとしました。[ 114 ]

直感に反するが、睡眠中の陰茎勃起は、性的な夢を見ている時の方が他の夢を見ている時よりも頻繁に起こるわけではない。[ 115 ]副交感神経系はレム睡眠中に活動が増加し、陰茎またはクリトリスの勃起を引き起こす可能性がある。男性の場合、レム睡眠の80%から95%は通常、部分的または完全な陰茎勃起を伴うが、男性の夢のうち性的な内容を含むのは約12%に過ぎない。[ 116 ]

障害

不眠症

不眠症は、寝つきが悪い、または眠りが浅い状態を指す一般的な用語です。不眠症は最も一般的な睡眠障害であり、多くの成人が時折不眠症を訴え、10～15%が慢性的な状態であると報告しています。[ 117 ]不眠症には、心理的ストレス、劣悪な睡眠環境、不規則な睡眠スケジュール、就寝前の過度の精神的または肉体的刺激など、さまざまな原因が考えられます。不眠症は、規則的な睡眠スケジュールを維持する、就寝前に刺激的またはストレスの多い活動を避ける、カフェインなどの刺激物を控えるなどの行動変容によって治療されることがよくあります。睡眠環境は、日光をすべて遮断する厚手のカーテンを設置し、コンピューター、テレビ、仕事の資料を寝室から遠ざけることで改善できます。

2010年に発表された科学研究のレビューによると、運動は一般的にほとんどの人の睡眠を改善し、不眠症などの睡眠障害の改善に効果があることが示唆されています。運動に最適な時間は就寝の4～8時間前ですが、就寝直前の激しい運動は睡眠を妨げる可能性があるため、日中いつでも運動をすることが有益です。しかし、運動と睡眠の関係について詳細な結論を導き出すには、証拠が不十分です。[ 118 ]アンビエン、イモバン、ルネスタ（「Zドラッグ」とも呼ばれる）などの非ベンゾジアゼピン系睡眠薬は、当初はベンゾジアゼピン系を含む以前の世代の鎮静剤よりもはるかに優れ、安全であると考えられていましたが、現在では考えられていた以上に多くの点で類似していることが分かっています。ホワイトノイズは不眠症の有望な治療法と考えられています。[ 119 ]

睡眠の健康

睡眠時間と質

睡眠時間は睡眠の長さを測るのに対し、睡眠の質は眠りにつく速さや睡眠が中断されるかどうかなどの要素を含みます。[ 120 ] [ 121 ]十分な質の睡眠は、より良い気分や感情を表現し、素早く処理する能力と関連しています。[ 122 ]

睡眠の質の低さは、心血管疾患、肥満、精神疾患などの健康状態と関連しています。心血管疾患患者では睡眠不足がよく見られますが、睡眠不足が一因となる可能性を示唆する研究もあります。7時間未満の睡眠時間は、冠動脈性心疾患と相関し、冠動脈性心疾患による死亡リスクの増加が報告されています。9時間を超える睡眠時間も、冠動脈性心疾患、脳卒中、心血管イベントと相関しています。[ 123 ] [ 124 ] [ 125 ] [ 126 ]

睡眠時間が短いと、子供と大人の両方において肥満リスクの上昇と関連しており、様々な研究で45～55%のリスク上昇が報告されています。睡眠に関する健康の他の側面、例えば日中の昼寝、睡眠時間、睡眠時間の変動、睡眠効率の低下なども肥満と関連付けられています。しかし、肥満への影響については、睡眠時間が最も研究されています。[ 123 ]

睡眠障害は、精神疾患の原因ではなく、症状とみなされることが多かった。しかし、不眠症は精神疾患の原因であると同時に症状でもあることを示唆する証拠が増えている。不眠症は大うつ病の重要な予測因子であり、 17万人を対象としたメタアナリシスでは、研究期間開始時の不眠症は大うつ病のリスクを2倍以上増加させることが示された。また、不眠症と不安、心的外傷後ストレス障害、自殺との相関関係を示唆する研究もある。睡眠障害は精神病のリスクを高め、精神病エピソードの重症度を悪化させる可能性がある。[ 123 ]

睡眠研究では、人種や階級による違いも明らかになっています。米国では、白人よりも少数民族において、睡眠時間が短く質の低い人が多く見られます。アフリカ系アメリカ人は白人よりも睡眠時間が短いと報告しており、これは社会的・環境的要因によるものと考えられます。米国で行われたある研究では、恵まれない地域の子どもたちは睡眠時無呼吸症の発生率が高く（治療への反応も悪い）、特にアフリカ系アメリカ人の子どもたちに不均衡な影響を与えていることが示唆されています。[ 127 ]

睡眠衛生

睡眠の健康は、良好な睡眠衛生習慣を実践することで改善できます。良好な睡眠衛生を保つことで、安らかな睡眠によってのみ得られる必要な回復を体に与えることができ、心身の健康の改善に役立ちます。[ 128 ]睡眠の健康を改善する方法としては、毎晩決まった時間に寝ること、寝室でテレビなどの電子機器を避けること、日中に適度な運動をすること、寝る前の数時間はカフェインを摂取しないことなどが挙げられます。睡眠衛生を大幅に改善するもう1つの方法は、静かでリラックスできる睡眠環境を作ることです。ホワイトノイズメーカーなどを使い、暗くて清潔な部屋で寝ると、安眠を促します。[ 129 ]ただし、ホワイトノイズ以外の騒音は睡眠に良くない可能性があります。

睡眠と筋骨格の健康

多くの研究で、睡眠姿勢や枕やマットレスの特性が背中や首の痛みと関連していることが示されています。

うつ伏せで寝ると脊椎に負担がかかり、腰痛を引き起こす可能性があることが分かっていますが、仰向けや横向きで寝ると痛みが和らぎます。[ 130 ] 同様に、首の痛みを予防するためにも仰向けや横向きで寝ることが推奨されています。[ 131 ]

首の痛みを防ぐために、横向きで寝る人は、背骨が右や左に傾かずにまっすぐになるように枕の高さを調節することが推奨されています。[ 132 ] [ 133 ] [ 131 ] ある研究では、SSS-8質問票を使用した正確な枕の高さ調整により、首の痛みに苦しむ患者の半数の痛みが大幅に軽減されました。[ 134 ] さらに、首の痛みがある人は、首を支えるために補助枕や丸めたタオルを使用するようにアドバイスされることがよくあります。[ 135 ] [ 131 ]

横向きに寝る場合、専門家は膝の間に枕を入れて脚を一直線に保ち、背骨の回転を防ぐことを推奨しています。[ 135 ] [ 136 ] [ 137 ]

仰向けに寝る場合と比較して、横向きで寝ると胸焼け、睡眠時無呼吸、腰痛を軽減するのに役立つことが報告されており、仰向けに寝ると股関節痛、歯ぎしり、首の痛みを和らげるのに役立つ可能性があります。[ 136 ] [ 138 ]さらに、右側で寝る場合と左側で寝る場合を比較すると、右側で寝ると全体的な睡眠の質が向上するのに対し、左側で寝ると胸焼けを軽減するのに役立つ可能性があります。[ 138 ]

マットレスと枕も睡眠の質と健康全般に影響を与えます。中硬めから硬めのマットレスは、腰痛の予防と睡眠の質の向上に最も効果的であることが分かっています。[ 139 ] ラテックス枕は首の痛みを軽減する効果があることが示されています。[ 140 ]

医師はまた、筋肉痛を軽減するために、 起床時に筋肉のストレッチ運動を行うこと[ 132 ]と、就寝前にストレッチとリラクゼーションのルーチンを行うこと[ 137 ]を推奨しています。

薬と食事

睡眠薬として知られる睡眠を誘発する薬物には、ベンゾジアゼピン（ただし、REM 睡眠を妨害する）[ 141 ]、エスゾピクロン（ルネスタ）、ザレプロン（ソナタ）、ゾルピデム（アンビエン）などの非ベンゾジアゼピン系睡眠薬、ジフェンヒドラミン（ベナドリル）やドキシルアミンなどの抗ヒスタミン薬、アルコール（エタノール）（夜遅くに興奮性反跳作用を発揮し、REM 睡眠を妨害する） [ 141 ] 、バルビツール酸塩（同じ問題を抱えている）、メラトニン（概日時計の成分）[ 142 ]、大麻（これも REM 睡眠を妨害する可能性がある）[ 143 ]などの薬物もある。一部のオピオイド（モルヒネ、コデイン、ヘロイン、オキシコドンなど）も睡眠を誘発し、睡眠構造や睡眠段階の分布を乱す可能性がある。[ 144 ]内因的に生成される薬物であるγ-ヒドロキシ酪酸（GHB）は、人間の自然な睡眠構造と区別がつかない高品質の睡眠を生み出すことができます。[ 145 ]

睡眠を阻害する刺激薬には、アデノシン拮抗薬であるカフェイン、アンフェタミン、メタンフェタミン、MDMA 、エンパトゲン・エンタクトゲンおよび関連薬物、概日リズムを変化させるコカイン[ 146 ] [ 147 ]、同様の作用を持つメチルフェニデート、そしてメカニズムが十分に解明されていないモダフィニルやアルモダフィニルのような優性薬物などがある。刺激薬であるカフェインを大量に摂取すると、睡眠パターンが中断され、睡眠不足になることがある。この悪循環により眠気が起こり、翌日も起きているためにカフェインをさらに摂取することになる。この悪循環は認知機能の低下や全身の疲労感につながる可能性がある。[ 148 ]

一部の薬剤は、睡眠を阻害したり誘発したりすることなく、睡眠構造を変化させることがあります。特定の睡眠段階に関連する内分泌系および免疫系の分泌を増幅または阻害する薬剤は、睡眠構造を変化させることが示されています。[ 149 ] [ 150 ]成長ホルモン放出ホルモン受容体作動薬MK-677は、高齢者のREM睡眠と若年成人のステージIV睡眠を約50%増加させることが示されています。[ 151 ]

ダイエット

食事や栄養の選択は、睡眠時間と質に影響を与える可能性があります。2016年のあるレビューでは、高炭水化物食は高脂肪食よりも入眠時間が短く、睡眠時間が長いことが示されました。[ 152 ] 2012年の調査では、質の高い睡眠を促進するには、微量栄養素と多量栄養素の混合が必要であることが示されました。 [ 153 ]睡眠の質を改善したい人には、新鮮な果物や野菜、低飽和脂肪、全粒穀物を含む多様な食事が最適かもしれません。[ 152 ]疫学研究では、地中海式ダイエットにより不眠症の症状が少なくなり、睡眠の質が向上することが示されています。[ 154 ] [ 155 ] 2つの研究では、タルトチェリージュースが不眠症に効果的であること、または睡眠効率と総睡眠時間を向上させることが示されています。[ 154 ]食事が睡眠の質に与える影響をより明確に定義するには、長期的な食習慣に関する質の高い臨床試験が必要です。 [ 152 ]

文化の中で

人類学

ピーテル・ブリューゲル（父）作「コケイン地方」（1567年）

研究によると、睡眠パターンは文化によって大きく異なることが示唆されている。[ 156 ] [ 157 ] [ 158 ]最も顕著な違いは、人工光源が豊富な社会とそうでない社会の間に見られる。主な違いは、人工照明以前の文化では睡眠パターンがより断片的であると思われる。例えば、人工照明のない人々は、日没後ずっと早く眠りにつくが、その後、夜中に何度も目が覚め、睡眠と覚醒期間が中断され、おそらく数時間続く。[ 156 ]産業革命以前のヨーロッパでは、二相性（バイモーダル）睡眠が標準と考えられていた。睡眠の開始は、決まった就寝時間ではなく、やることの有無によって決まった。[ 159 ]

これらの社会では、睡眠と覚醒の境界は曖昧です。一部の観察者は、これらの社会における夜間の睡眠は主に2つの期間に分かれており、最初の期間は主に深い睡眠、2番目の期間はレム睡眠であると考えています。[ 156 ]

一部の社会では、人々は昼夜を問わず短時間ずつ睡眠をとる、断片的な睡眠パターンを示しています。多くの遊牧民や狩猟採集民の社会では、人々は状況に応じて昼夜を問わず断続的に睡眠をとります。西洋の工業化社会では、少なくとも19世紀半ば以降、人工照明が豊富に利用できるようになり、照明が導入された地域では睡眠パターンが大きく変化しました。一般的に、人々は夜通し集中して眠り、就寝時間はずっと遅くなりますが、必ずしもそうとは限りません。[ 156 ]

歴史家A・ロジャー・エキルヒは、いわゆる「分割睡眠」という伝統的なパターンが17世紀後半にヨーロッパの都市部上流階級の間で姿を消し始め、その後200年かけて変化が広がったと考えている。1920年代までには「第一睡眠と第二睡眠という概念は社会意識から完全に消え去った」。[ 160 ] [ 161 ]エキルヒは、この変化の原因を「街灯、家庭照明、そしてコーヒーハウスの急増」の増加に求めている。これらの増加により、夜間は徐々に活動のための正当な時間となり、休息に使える時間が減っていった。[ 161 ]今日、ほとんどの社会では人々は夜間に睡眠をとるが、非常に暑い気候の地域では日中に睡眠をとることもある。[ 162 ]ラマダン期間中、多くのイスラム教徒は夜ではなく日中に睡眠をとる。[ 163 ]

一部の社会では、人々は少なくとも1人（時には多数）の他の人や動物と一緒に寝ます。他の文化では、親密なパートナー以外と寝ることはめったにありません。ほとんどすべての社会では、睡眠のパートナーは社会的規範によって強く規制されています。たとえば、人は近親者、拡大家族、配偶者または恋人、子供、特定の年齢の子供、特定の性別の子供、特定の性別の仲間、友人、同等の社会的地位の仲間とのみ寝るか、誰とも寝ない場合があります。睡眠は、睡眠グループによっては、騒音や活動の制約がなく、活発な社会的な時間になる場合があります。[ 156 ]

人々は様々な場所で眠ります。地面に直接寝る人もいれば、皮や毛布の上で寝る人もいれば、台やベッドの上で寝る人もいます。毛布をかけて寝る人もいれば、枕を使って寝る人もいれば、簡易なヘッドレストで寝る人もいれば、ヘッドレストなしで寝る人もいます。こうした場所の選択は、気候、捕食動物からの保護、住居の種類、技術、個人の好み、害虫の発生状況など、様々な要因によって左右されます。[ 156 ]

神話と文学において

バシレイオス2世のメノロギオン（985年）の中世写本装飾。エフェソスの七人の眠り姫が洞窟で眠っている様子が描かれている。

睡眠は古代から文化の中で死と似たものと考えられてきた。[ 164 ]ギリシャ神話では、ヒュプノス（眠りの神）とタナトス（死の神）はともにニュクス（夜の女神）の子と言われていた。[ 164 ]ジョン・ダン、サミュエル・テイラー・コールリッジ、パーシー・ビッシュ・シェリー、ジョン・キーツなどの詩人はみな、睡眠と死の関係について詩を書いている。[ 164 ]シェリーはそれらを「どちらもはかなく、奇妙で、そして素晴らしい！」と表現している。 [ 164 ]キーツも同様に、「人生が単なる夢であるとき、死は眠りであり得るか」という疑問を投げかけている。[ 165 ]多くの人々は、眠っている間に死ぬことが最も安らかな死に方であると考えている。[ 164 ] 「深い眠り」や「安らかに眠れ」といった表現は、死についてしばしば用いられます。[ 164 ]おそらく、死の終焉を軽視する意図があるのでしょう。[ 164 ]睡眠と夢は、幻視体験の可能性をもたらすと考えられてきました。中世アイルランドの伝統では、詩人はフィリになるために、インバス・フォロスナイと呼ばれる儀式を受け、幻視的なトランス状態に入る必要がありました。[ 166 ] [ 167 ]

人々が長時間眠りに落ちることについての文化的物語は数多く語られてきた。[ 168 ] [ 169 ]これらの物語の最も古いものは、古代ギリシャのクノッソスのエピメニデスの伝説である。[ 168 ] [ 170 ] [ 171 ] [ 172 ]伝記作家ディオゲネス・ラエルティオスによると、エピメニデスはギリシャのクレタ島の羊飼いであった。[ 168 ] [ 173 ]ある日、彼の羊の一匹が行方不明になり、彼は探しに出かけたが、疲れてイダ山の下の洞窟で眠ってしまった。[ 168 ] [ 173 ]彼が目を覚ますと、彼は羊を探し続けたが、見つけることができなかった。[ 168 ] [ 173 ]そこで彼は古い農場に戻ったが、今ではその農場が新しい所有者の下にあることを発見した。[ 168 ] [ 173 ]彼は故郷に行きましたが、そこには誰も彼を知っていないことがわかりました。[ 168 ]最後に、彼は老人となった弟に会い、[ 168 ] [ 173 ]そして、弟が57年間洞窟で眠っていたことを知りました。[ 168 ] [ 173 ]

今日では「長い眠り」のより有名な例は、キリスト教の伝説であるエフェソスの七人の眠り人[ 168 ]である。これは、異教の時代に迫害を逃れるために洞窟に逃げ込んだ七人のキリスト教徒[ 168 ]が眠りに落ち、360年後に目覚めると、ローマ帝国がキリスト教徒の支配下にあったことを驚愕する物語である[ 168 ] 。アメリカの作家ワシントン・アーヴィングの短編小説『リップ・ヴァン・ウィンクル』は、1819年に短編集『ジェフリー・クレヨンのスケッチブック』[169] [174]に初収録された。この物語は、植民地時代のアメリカでリップ・ヴァン・ウィンクルという名の男がキャッツキル山地で眠りに落ち、アメリカ独立戦争の20年後に目覚めるという物語である[ 169 ]。この物語は現在、アメリカ文学の最高傑作の一つとされている[ 169 ]。

意識と哲学の研究において

夢を見ない深い睡眠は、意識の変性状態として、動物や人間の意識やクオリアを研究する方法として用いられてきた。生体の睡眠中の脳と覚醒状態の違い、そしてその移行期に関する知見は、人間の主観的経験、いわゆる「意識の難問」の潜在的な説明に示唆を与える可能性がある。この難問は、神経哲学[ 175 ] [ 176 ] [ 177 ] [ 178 ]（あるいは場合によっては宗教や類似のアプローチ） を含む哲学の領域に委ねられることが多い。

芸術においては

芸術における睡眠の主題表現について、医師であり睡眠研究者でもあるメイア・クリーガーは次のように書いている。「[芸術家]は神話、夢、宗教的テーマ、睡眠と死の類似性、報酬、意識的な制御の放棄、癒し、無邪気さと静けさの描写、そしてエロティックなものに強い関心を抱いている。」[ 179 ]

参照

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さらに読む

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  • 睡眠の再考、デイビッド・K・ランドール、ニューヨーク・タイムズ、 2012年9月
  • 眠り方、ジェームズ・ハンブリン、アトランティック誌、 2017年1月
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