なぜランニングは夜に目を覚ますことができますか

あなたはおそらく、人々が彼らがオフにすることができるので、彼らが走って楽しむと言うと聞いてきました。 おそらくあなたはあなた自身のように感じます。 よく 最近のマウス研究 シンプルで反復的な行動をしているときに脳の活動が実際に減少するため、実際にはこれに科学的根拠があるかもしれないことを示唆しています。 さらに、走っていると体を疲れさせるかもしれませんが、そのような運動は実際にあなたの脳の睡眠の必要性を減らすかもしれません。

目が覚めて眠っていることは、相互に排他的で、均等な2つの状態ではありません。 時にはあなたがすることができます より深く眠っている または他のものよりも目が覚めている、そして2つの間の境界 ぼやける。 予期せぬ出来事に素早く反応するなど、あなたの通常の行動は、あなたの通常の就寝時間を超えて目を覚ますと悪化します。 なぜこのことが分かっているのか分かりませんが、それはあなたの脳の一部である可能性があります 寝る あなたが技術的に目を覚ます時でも。 しかし、正しい動機付けをすれば、目を覚まして一時的にパフォーマンスを回復させることもできます。

睡眠を必要とするか、目を覚ますことができるかは、ある程度 私たちの遺伝子について、 だけど 証拠が示唆する 私たちが目を覚ましている間にどのような活動をするかによっても影響を受けます。 驚いたことに、私たちはまだ目が覚めていることについてはわかっていませんが、それは私たちの体に眠りに圧力をかけますが、科学者はしばしば 「プロセスS」。 砂時計のように、プロセスSのレベルは、覚醒しているか、眠っているか、どの瞬間にどのように眠りにつくか起きるかを示します。

最近の証拠によると 睡眠は、脳全体ではなく、目を覚ましながらより多く使用されたニューロンの局所ネットワークによって開始される。 私の同僚と私は、特定の行動に関与する脳の部分が、他のものよりも目を覚ます能力に影響を与えるかどうか疑問に思った。

一晩中マウスを使って

この理論を試験するために、我々はマウスのためのよく知られた傾向を利用した。 車輪に自発的に走る毎晩多くのキロメートルに及ぶこともあります。 マウスがこのように走るとき、彼らはかなりの費用をかけます より多くの時間は起きるあたかも睡眠の必要性がより遅い速度で蓄積していたか、あるいは何かがそれを上書きしていたかのように。 この神秘的な過程を明らかにするために、私たちは自発的に走っているマウスの脳内で何が起こったのかを正確に調べました。


インナーセルフ購読グラフィック


我々の研究では我々は、各マウスの新皮質(脳の外層)における個々の神経細胞の電気的活動を、それらが車輪上を走ったときに記録した。 典型的には、マウス(またはヒト)が目覚めて活動しているとき、ニューロンは高い速度で発火する。 これは、脳が周囲を監視し、動きを調整し、瞬時に決定を下さなければならないためです。 この一定の脳活動は多くのエネルギーを必要とします。 すべてのエネルギーの推定20% 体で使用されます。

驚くべきことに、我々は、マウスが高速で走ったとき、それらのニューロンのいくつかが完全に発射を停止することを見出した。 また、運動ニューロンおよび感覚野の全体的な脳活動は平均して少なくとも30%減少した。 逆説的に、このことは、全体として、積極的な身体的行動および強烈な動きは、必ずしもより能動的な脳を必要としないことを示唆している。

我々はまた、動物が様々な行動に従事しているとき、それらのニューロンは、ゆっくりとした放出から、様々な異なる方法で急増することに気づいた。 しかし、単調な走行過程では、神経スパイクはずっと一貫していました。 これは、走ることは全体的に活動が少ないだけでなく、より安定した、均一な脳状態の出現と関連していることを示唆している。

私たちの次の質問は、これが覚醒期の延長の間に全体的な脳活動に変化をもたらすかどうかであった。 以前の研究 あなたが目を覚ます時間が長くなればなるほど、あなたの脳はより興奮していきます(あなたのニューロンが発火する可能性が高い)。 私たちのマウスのニューロンは、平均して数時間早く起きてからの睡眠よりも、睡眠に先立ってより多くのスパイクを産生することがわかりました。 しかし、マウスが多くの時間を過ごすと、このスパイキングの増加は起こりませんでした。 これは、ニューロンが使用されない場合、それらがより興奮しないことを示唆している。

走っている心の状態

これらの観察に基づいて、我々は、マウスの日が反復的または律動的な動き(例えば、走る)を必要とするタスクによって支配されていた場合、その脳は基本的に異なる状態になると結論付けた。 この状態は、深い眠りに陥ることなく脳を休止させ、同じ利点のいくつかを提供することさえできる。 最近の証拠 一貫して示唆 短期間の運動は、認知機能に有益であり得る 睡眠と同様の方法.

自然からの他の例がこの考えを支持している。 例えば、 鳥ははるかに少ない睡眠 彼らがノンストップで飛んでいるとき 何日も移行する。 人間には瞑想と瞑想との関連性のような類似の効果の証拠さえある 睡眠の必要性が減る。 なぜこのようなことが起こるのかはわかりませんが、瞑想は時間が効果的に遅くなる脳の状態に関連している可能性があります。 そして、それは車輪の上のマウスのために同じであるかもしれません。

なぜ睡眠が必要なのか、それが脳にどのように影響を与えるのか、まだ多くの質問があります。 しかし、ますます明らかになっているのは、目が覚めているときに何が起こるのか理解せずに、睡眠の謎を理解できないということです。

会話

著者について

神経科学の准教授であるVladyslav Vyazovskiyは、 オックスフォード大学

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

関連書籍:

at InnerSelfMarketとAmazon