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2016年4月27日 (水)

細胞内カルシウムが眠りを導いていた!?

2016年4月26日 サイエンスポータル
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 私たちはなぜ眠るのか。
 
 今の科学ではこの単純な問いに
満足に答えられていない。
 
 上田泰己(うえだ ひろき)東京大学大学院
医学系研究科教授/理化学研究所
生命システム研究センター
グループディレクターらの研究グループは、
睡眠時の神経活動に着目し、
カルシウムイオンが睡眠と覚醒の
バランスを制御するメカニズムに
重要な役割を担っていることを
見いだした。
 
 研究グループがこれまで開発してきた
技術を駆使した革新的なアプローチを
紹介する。
 
「眠り」を直接コントロールしている
のは?
 
 私たちが眠っているとき、脳は何を
しているのだろうか。
 
 脳は決して眠ることなく、神経細胞は
秒単位で忙しく働いている。
 
 しかし、起きているときとは違う
働き方をする。脳波を見れば一目瞭然だ。
 
 研究グループは、特に深い眠りの時に
現れる「徐波(じょは)」という脳波に
注目した。
 
 徐波は睡眠時に特有の脳波で、
振幅が大きい部分となだらかな部分が、
秒単位の短い周期で繰り返されていて、
起きているときとは全く様子が異なる。
 
 睡眠を制御する仕組みはこのときの
神経細胞にあるのではないかと
目をつけた。
 
 
●革新的アプローチ1
神経細胞のシミュレーターで物質の
出入りを予測する
 
●革新的アプローチ2
シミュレーションの予測をゲノム編集
マウスで検証
 
●革新的アプローチ3
透明化技術で眠れない脳の中を観る
 
 
睡眠を通して病気を理解し、治すことを
目指す
 
 「従来、陽イオンである
カルシウムイオンは、神経細胞を
興奮させると考えられてきました。
 
 今回、さまざまな技術を駆使した
アプローチによって、カルシウムは
むしろ逆に神経細胞を休め、
眠りに導くような役割を担っていることが
分かってきました。
 
 睡眠の基礎研究から炙り出されてきた
『カルシウム依存的な過分極機構』は、
さまざまな精神・神経変性疾患の
病態理解・治療戦略を書き換える
ポテンシャルを秘めていると思います」と
上田さんは言う。
 
 「私たちの脳は、ある晩頑張りすぎて
徹夜をすると、次の日はより多く休憩を
必要とすることが知られています。
 
 脳が一定の睡眠時間を正確に保つため
には、ある日の頑張りを眠気や疲れとして
脳のどこかに記録しているはずです。
 
 ミリ秒から秒単位の神経活動の頑張りを
数時間から数日単位で眠気や疲れとして
記憶する分子の仕組みは何なのか、
また脳のどこにある細胞で記憶している
のかは、まだはっきりとは分かって
いません。
 
 今後、「時間単位」で移り変わる睡眠と
覚醒という現象に、「秒単位」で
移り変わる神経活動の実態把握が
つながり、個体の「時間」の謎が
解明されていくだろう。
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 睡眠の謎はまだ解明されていません。
 
 この研究で少し、手がかりができたで
しょうか?
 
 睡眠を通して病気を理解し、治すことに
繋がるのでしょうか?
 
 期待して研究を見守りましょう。

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