「ご褒美を好む」睡眠中の脳

URLをコピーする

URLをコピーしました！

Pocket

「ご褒美を好む」睡眠中の脳

脳は睡眠時に、日中に構築された記憶の痕跡を再活性化し、感情をコントロールします。ジュネーヴ大学の研究者は、機能的磁気共鳴画像（fMRI）と脳波計（EEG）を組み合わせ、脳の活動を観察する方法を開発しました。

Using an artificial intelligence approach capable of decoding brain activity during sleep, scientists at the University of Geneva (UNIGE), Switzerland, were able to glimpse what we think about when we are asleep.
参照元：https://www.unige.ch/communication/communiques/en/2021/a-quoi-pense-le-cerveau-endormi/
– ジュネーヴ大学 Université de Genève. July 14, 2021 –

私たちは、平均して人生の3分の1を眠っています。

しかし、この長い時間の間、脳は何をしているのでしょうか？

スイスのジュネーブ大学（UNIGE）の科学者たちは、睡眠中の脳活動を解読できる人工知能のアプローチを用いて、私たちが眠っているときに何を考えているのかを垣間見ることができました。

ジュネーブ大学の研究チームは、機能的磁気共鳴画像（fMRI）と脳波計（EEG）を組み合わせることで、日中に処理された何千もの情報を整理する作業が深い睡眠中に行われているという、これまでにない証拠を示しました。

実際、外部からの刺激を受けなくなった脳は、この時間に、すべての記憶を評価して、最も有用なものだけを残すことができます。

そのために、脳のさまざまな領域間で内部対話が行われます。

さらに、報酬を特定の情報と関連付けることで、脳はその情報を長期的に記憶するようになります。

これらの結果は、Nature Communications誌に掲載される予定で、睡眠中の人間の心の様子を初めて明らかにするものです。

脳の活動を翻訳できるツールがないため、私たちが眠っている間に考えていることの内容にはアクセスできません。

しかし、睡眠が記憶の定着や感情のコントロールに大きな役割を果たしていることはわかっています。

つまり、脳は睡眠時に、日中に構築された記憶の痕跡を再活性化し、感情をコントロールするのです。

UNIGE医学部基礎神経科学科のソフィー・シュワルツ教授の研究室に所属し、本研究の主任研究者であるヴィルジニー・ステルペニッチ氏は話します。

「睡眠中にどの脳領域が活性化されるのか、また、これらの領域がどのようにして記憶を定着させるのかを明らかにするために、深い睡眠中の脳の活動とそれが何に対応するのかを解読できるデコーダを開発しました。特に、ポジティブな感情がこのプロセスにどの程度関与しているのかを調べました。」

深い睡眠中、海馬（最近の出来事の一時的な痕跡を保存する側頭葉の構造）は、日中に保存した情報を大脳皮質に送り返します。

その日の出来事を再現することで記憶の定着を図り、神経細胞間の結びつきを強化するための対話が成立します。

今回の実験では、夕方にボランティアをMRIに入れ、さらに、2つのゲームのうち、どちらか一方しか勝てないように、ボランティアに知られないようにゲームを操作しました（半数のボランティアが一方を勝ち、残りの半数がもう一方が勝ちました）。

そうすることで、脳は勝ったゲームをポジティブな感情と結びつけることができます。

その後、ボランティアはMRIの中で1～2時間（睡眠サイクルの長さに相当）眠り、再び脳活動を記録しました。

ソフィー・シュワルツ氏は話します。

「私たちは、睡眠状態を測定する脳波と、2秒ごとに脳活動を撮影する機能的MRIを組み合わせ、ニューロンデコーダを用いて、ゲーム中に観察された脳活動が、睡眠中に自発的に再現されるかどうかを判定しました。」

覚醒時と睡眠時のMRIスキャンを比較したところ、深い眠りの中では、ゲーム中に記録されたものと非常によく似た脳の活性化パターンが見られました。

ステルペニッチ氏は話します。

「脳は、覚醒時に使われていた領域を再活性化することで、負けたゲームではなく、勝ったゲームを追体験していることが明らかになりました。睡眠に入るとすぐに、脳の活動は変化します。徐々に2つのゲームのことを考えるようになり、深い眠りについたときには、ほとんど勝ったゲームのことだけを考えるようになりました。」

2日後、ボランティアは記憶テストを行いました。ゲームに登場するすべての顔を認識するテストと、迷路のスタート地点を見つけるテストです。

ここでも、ゲームに関連する脳領域が睡眠中に活性化するほど、記憶のパフォーマンスが向上しました。

このように、報酬に関連した記憶は、睡眠中に自発的に再活性化されたときに高くなるのです。

ジュネーブ大学の研究チームは、今回の研究により、眠っている脳とその脳が毎晩行っている驚くべき作業の研究に新たな視点をもたらしました。

Pocket