科学における未解決の大きな謎の1つは、まさに人間や他の動物が眠る理由です。 たくさんの仮説があります：睡眠は私たちの臓器を自分で修復させるのに重要であり、記憶を発達させる鍵であると信じられています。 しかし、私たちが無意識の状態に陥ってから捕食者に対して脆弱になった後にのみ、非常に必要なメンテナンスが行われる理由は不明です。 睡眠の謎を解決する1つの方法は、その起源を調査することです。ゼブラフィッシュを含むジャーナルNatureの新しい研究は、人間や他の多くの動物で見られる睡眠のパターンが少なくとも4億5, 000万年前に進化したことを明らかにしています。
研究者は、小さな魚全体を単一細胞にまで撮像できる特別な蛍光シート顕微鏡を構築しました。 彼らはまた、遺伝子操作された魚であるため、それらの細胞が活性化されると放出されるカルシウムの存在下で筋肉とニューロンが点灯します。 その後、透明な2週間齢のゼブラフィッシュを寒天溶液に固定しました。 また、開発した蛍光ベースの睡眠研究装置を使用して、心拍数、眼球運動、筋肉の緊張などのデータをキャプチャすることもできました。
彼らは、魚がチームと「スローバーストスリープ」および「波の睡眠の伝播」と呼ばれる期間を含む、人間に似た睡眠サイクルを経験したことを発見しました。哺乳類に遍在するランダムな眼球運動（REM）は見られませんでしたが、彼らの目ソケットでロールバックしました。 しかし、彼らの脳と筋肉の特徴、そして睡眠を調節するホルモンはすべて哺乳類に見られるものと類似していた。 「彼らは筋肉の緊張を失い、心拍が落ち、刺激に反応しません。唯一の本当の違いは、レム睡眠中の急速な眼球運動の欠如です」とスタンフォード大学のシニア著者フィリップ・モランはプレスリリースで述べています。
この研究は、哺乳類と魚が海に生息する共通の祖先から4億5千万年前に分岐する前に、睡眠の基本が現れたことを示唆しています。 「（睡眠の）これらの署名は、何億年もの進化を生き延びた重要な機能を持っていますが、それが何であるかはわからないかもしれません」と、研究の最初の著者であるスタンフォードの睡眠研究者であるルイス・レオンはティナ・ヘスマンに語りますScience Newsで言ってください。
「私たちは、ヒトと哺乳類の睡眠と多くの類似点を見つけることを本当に期待していませんでした」とMourrainはニューズウィークでカシミラ・ガンダーに語ります。 「見ると、生きている脊椎動物では、覚醒から睡眠への移行と睡眠中の脳と筋肉の活動の複雑な振り付けが衝撃的でした。」
この発見は、研究者がすでに科学研究室の定番である小さな魚を使用して、睡眠障害を調べ、睡眠薬をテストできることを意味します。 現在、多くの研究は睡眠を調査するために夜行性のマウスに依存しています。 レオンはプレスリリースで、魚は人間にとってより良い代役になる可能性があると述べています。 「魚の神経署名は本質的に私たちのものと同じであるため、それらに関する情報を使用して、薬物試験の新しいリードを生成できます」と彼は言います。 「ゼブラフィッシュは人間のように日中なので、いくつかの面で魚の睡眠と人間の睡眠を比較するほうがおそらく生物学的に正確です。」
眠っている魚をイメージするために使用される新しい技術は広く称賛されていますが、 ナショナルジオグラフィックのジェニーハワードは、魚の睡眠サイクルが哺乳類に似ていると誰もが考えていないことを報告しています。 ひとつには、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の睡眠科学者ジェリー・シーゲルは、研究者たちが非常に若い魚を見ており、幼若と成体の睡眠パターンは動物界でほぼ例外なく異なることを指摘しています。
「ただの睡眠は睡眠だとは言えない」と彼は言い、哺乳類の中には睡眠パターンが非常に多様であり、ある種は1日あたり3時間シャットアイを取得し、他の種は20時間漂流することを指摘している。 一部の動物にはREMサイクルがあり、一部の動物にはありません。
しかし、ゼブラフィッシュの夜間のルーチンが人間とまったく同じではない場合でも、モウレーンは睡眠研究での小さなスイマーの使用についてより楽観的です。 「人々は、脊椎動物は体の組織や器官が非常に似ていることを忘れています」と彼はニューズウィークのガンダーに語ります。 「私たちは脊髄を保護する骨格を共有しているだけでなく、ニューロンが通信できるようにする脳と神経化学の残りの部分も非常に保存されています。」
彼は、この魚はすでに心血管や癌の研究を含む多くの医学研究で使用されていると指摘し、この研究は睡眠や神経科学の研究でも使用できることを示していると考えています。
