あなたが最終的に眠りにつく前に、あなたが一日、一晩、別の日に起きているときに、あなたの脳の中で何が起こるのか疑問に思ったことはありませんか？ さて、私たちはただ知った。

それがされている 長年知られている 私たちがどれほど眠いか、数字を追加したり、注意を払うか、仕事の記憶の仕事を実践するかは、私たちが目を覚ました時間と時間に依存します。 通常、私たちが2日間（1日、1泊、1日、翌日）に目を覚ますと、最初の16時間は覚醒状態です。パフォーマンスは良好であり、あまり変化しません。

しかし、私たちがホルモンメラトニンの上昇によって示されるように「生物学的夜間」に入ると、パフォーマンスは急速に悪化し、翌朝、6-8am周辺で最小限になります。 2日目のパフォーマンスは少し良くなっていますが（1日目のパフォーマンスをはるかに下回ります）、良い夜の睡眠後の正常なベースラインレベルに戻ります。

このパフォーマンスのタイムラインの重要な特徴は、あなたが目を覚ましていた時間に基づいてリニアに劣化するのではなく、時刻によって調整されることです。 実際には、実際には「睡眠時間」ではなく「睡眠中の睡眠の損失の原因となる生物学的時間」であることがわかっています。 行動レベルでは、脳機能は、覚醒時に蓄積し、睡眠中に消散する睡眠の圧力である概日リズムと睡眠ホメオスタシスの複合効果によって決定されます。

概日リズム

概日リズムは、行動および生理学の多くの局面で観察することができ、脳および身体のほぼすべての細胞の概日時計によって生成される。 ローカルでは、これらのリズム 生成される 遺伝情報を発現するクロック遺伝子上へのクロックタンパク質のフィードバックループによって、その後タンパク質に翻訳される

脳時計を含むこれらの時計はすべて、視床下部の視交叉上核と呼ばれる脳領域に位置する中央ディレクター/指揮官によって同期される。 脳のこの領域はまた、血液および唾液中のメラトニンのリズムを駆動する。

それで、この概日リズムと睡眠ホメオスタシスがどのように作用するのでしょうか？ まあ、生物学的な日の間、概日時計は、日が進むにつれてより強くなり、夕方に最大の強さに達する警報または覚醒促進信号を生成する。 これは少し矛盾しているように見えるかもしれませんが、眠りの圧力もまた私たちが目を覚ますほど長くなるので、このシグナルがより強くなる必要があります。

しかし、私たちが生物学的な夜に入ると、概日信号を促進する覚醒状態が散逸し、6-8am付近で最大の強さを持つ睡眠促進信号に変わります。 また、これは少し逆説的に見えるかもしれませんが、夜間に眠っている通常の状態では、睡眠促進信号により、睡眠の圧迫が解消されてから6時間または7時間後でも睡眠を続けられるので便利です。

しかし、私たちが夜間や翌日起きているときに問題が発生します。 夜間には、睡眠の圧力は依然として高いままであり、目が覚めているために睡眠の圧迫が増えます 概日信号はこの圧力にもはや反対しません。私たちは目覚めて行動するのに苦労します。 翌日、我々が眠っているかどうかにかかわらず、概日時計は、目覚め信号を再び促進し始めるので、実行して目を覚ましやすくなります。

これは脳内でどのように見えますか？

これはすべて上質で良いですし、理にかなっています。 確かに、この作業モデルは、行動に関しては私たちが見たことから広く受け入れられています。 しかし、この概日リズムと睡眠ホメオスタシスの結合した作用は、人間の脳内のように見える

リエージュ大学とサリー大学の研究者チームは、機能的磁気共鳴イメージング（fMRI）を使用して33の人々の脳をスキャンしました。これは、脳全体の神経活動のレベルを詳細に示します。 2日後に回復睡眠の期間を過ごす。 我々はまた、メラトニンレベルを、個体間で異なる内部生物学的時間の良好な指標を有するように測定した。 私たちの結果は サイエンス.

各参加者について、13の脳画像は、単純な反応時間タスクを実施している間に得られた。 以前の夕方と午前のパフォーマンスで観察された急速な変化によって特徴付けられる時に、睡眠不足の間に12の脳画像が収集された。 第13の画像は、回復睡眠後に撮影されたものです。

いくつかの脳領域、特に皮質下領域（視床、情報を大脳皮質に伝達するための主要な中心）での活動は、驚くほど脳領域に渡って変化する24時間のリズム（概日）パターンに従った。 他の脳領域、特に前頭脳領域 高次の関連領域 - 起床後の活動の減少、その後の回復後の睡眠前の睡眠レベルへの復帰を示した。 いくつかの脳領域は、リズミカルなパターンと時間の覚醒に関連する低下の組み合わせであるパターンを示した。

さらに驚くべきことに、脳活動に対するこれらの睡眠消失の影響は、参加者がより複雑な記憶依存タスクに比べて単純な反応時間タスクを実行したときにはるかに広まっていた。

これは、さまざまな脳領域が睡眠消失と概日リズムによって異なる影響を受けているように見えることを示しており、結果はこれらの影響の広がりとこれらの影響の類似性と局所性の両方を示しています。

脳反応の多様性は、脳が睡眠消失に応答するメカニズムがどれほど複雑であるかを示しています。 私たちは、脳が昼間と夜間にどのようにパフォーマンスを維持するかを理解するのに役立ちます。 これらの結果は、シフト労働者や非常に長時間働いている人々が注意を払い、特に早朝の時間に仕事に集中しようと苦労していることを安心させるかもしれない。 はい、あなたの脳は、夜と夜とでは異なるでしょう。 彼らはまた、あなたが遅刻している場合は、それを包み込み、睡眠を取って朝からやり直す方が良いかもしれないことを示唆しています。

なぜ精神科や神経変性症状の多くの症状が衰えているのかを理解するのに役立ちます。なぜなら、睡眠のない夜の早朝に注意を払うのが難しいのに対し、夕方は問題ではありません。

著者について

Derk-Jan Dijk、睡眠生理学教授、Surrey Sleep Research Center所長、 サリー大学

Cyclotron Researchの研究ディレクター、Pierre Maquet氏は、 リエージュ大学

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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