睡眠不足がヒトの脳に与える影響
睡眠不足で事故を起こしたり仕事上のミスをするリスクは良く知られている。研究では脳の側頭葉の活動が遅くなり、弱くなることが確認された。認知力の低下である。その他にも高血圧症や糖尿病、肥満のリスクを高めるとされている。どのようなメカニズムでリスクが上がるのかを解明する研究が進んでいくのだろう。認知力は側頭葉の活動低下ということが分かった。
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http://www.nature.com/articles/nm.4433
Nature Medicine 2017年11月7日
Effects of sleep deprivation on human brain
Nature Medicine
ヒトの臨床研究によって、睡眠不足後の認知力の欠如は、脳の内側側頭葉の神経活動が遅く、弱くなることによって引き起こされる可能性があることが分かった。
睡眠不足は、ヒトの健康や福祉に悪影響を及ぼし、慢性の睡眠不足の長期的影響として、高血圧、糖尿病、肥満、うつなどといったさまざまな病気のリスクを高めるとされている。睡眠不足の急性作用が認知力の低下や行動の異常の原因となり、事故による外傷、死亡につながることもあるが、ヒトの脳内の神経活動を記録するのには侵襲的手法が必要なため、睡眠不足が神経活動にどのように影響するかを正確に突き止めるのはこれまで困難だった。
Yuval Nirたちは、神経外科手術に備えてモニタリング中の被験者に、睡眠不足の前と後で一連の顔認識テストを行ってもらい、その間の内側側頭葉の単一ニューロンの活動記録を得た。すると、睡眠不足のときには、すばやくテストを終えたときに比べて被験者の神経の活動が遅くなり、減少し、認知力減退の特徴であるゆっくりした応答につながるという観察結果が得られた。
今後は、この神経活動の遅れや減少が脳の他の部位でも同様に起こっているかどうかを調べることも不可欠である。また、睡眠不足がどのような機序でニューロンの活動に直接影響するのかを突き止めるに、さらに研究を進める必要があるかもしれない。
Selective neuronal lapses precede human cognitive lapses following sleep deprivation
Yuval Nir
, Thomas Andrillon, Amit Marmelshtein, Nanthia Suthana, Chiara Cirelli
, Giulio Tononi & Itzhak Fried
Nature Medicine
Sleep deprivation is a major source of morbidity with widespread health effects, including increased risk of hypertension, diabetes, obesity, heart attack, and stroke1. Moreover, sleep deprivation brings about vehicle accidents and medical errors2,3,4 and is therefore an urgent topic of investigation. During sleep deprivation, homeostatic and circadian processes interact to build up sleep pressure5, which results in slow behavioral performance (cognitive lapses) typically attributed to attentional thalamic and frontoparietal circuits6,7,8,9,10,11,12,13,14, but the underlying mechanisms remain unclear3,15. Recently, through study of electroencephalograms (EEGs) in humans16,17 and local field potentials (LFPs) in nonhuman primates18 and rodents19 it was found that, during sleep deprivation, regional 'sleep-like' slow and theta (slow/theta) waves co-occur with impaired behavioral performance during wakefulness. Here we used intracranial electrodes to record single-neuron activities and LFPs in human neurosurgical patients performing a face/nonface categorization psychomotor vigilance task (PVT)20,21,22,23,24 over multiple experimental sessions, including a session after full-night sleep deprivation. We find that, just before cognitive lapses, the selective spiking responses of individual neurons in the medial temporal lobe (MTL) are attenuated, delayed, and lengthened. These 'neuronal lapses' are evident on a trial-by-trial basis when comparing the slowest behavioral PVT reaction times to the fastest. Furthermore, during cognitive lapses, LFPs exhibit a relative local increase in slow/theta activity that is correlated with degraded single-neuron responses and with baseline theta activity. Our results show that cognitive lapses involve local state-dependent changes in neuronal activity already present in the MTL.