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電極の助けを借りて、新しい思い出を作って古いものを守りましょう

睡眠不足は、不安定な気分のむらから体重増加、免疫系の衰弱まで、すべてに関連しています。 2007年、世界保健機関は交替制勤務を「発がん性の可能性が高い」とさえ宣言しました。

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カリフォルニア大学バークレー校の神経科学および心理学の教授であり睡眠および神経画像研究所の所長であるマシュー・ウォーカーは、過去のスミソニアン誌の「未来はここにある」フェスティバルで、睡眠とそれが人の身体的および精神的健康にどのように重要であるかについて話しました週末。 講演中、彼は、睡眠中に低電流で脳を刺激することにより、記憶を作成し保持する高齢者の能力を向上させる大胆なアイデアを説明しました。

深い睡眠は、記憶の形成に不可欠な期間として知られていますが、年齢が上がるにつれてまれになり、30代半ばになってからますます衰えます。 ウォーカーは、人の頭皮に2つの電極を取り付けることにより、電流を前頭前野に誘導し、着用者が眠っている間に深い睡眠の遅い波をシミュレートできます。

この技術は経頭蓋直流刺激(tDCS)と呼ばれ、それを行うための機器は市販されていますが、医学的状態での使用はFDAの承認を受けていません。 現在の形式のデバイスは、着用者が深い非急速眼球運動(NREM)スリープ状態にあることを知るほど十分にインテリジェントではないため、そのスリープ段階で自分で刺激を開始して同期することはできません脳の波。 「現時点では、科学者は睡眠室でこれを行う必要があります」とウォーカー氏は言います。 「有益な効果を得るためには、誰かの睡眠を測定してから、目的の刺激リズムで刺激装置をオンにする必要があります。」 そうは言っても、彼は5〜8年でこれらの問題は解決され、これらの装置はアルツハイマー病、認知症、不眠症、うつ病および不安のある人を助けることができると考えています。

マシュー・ウォーカーは観客を マシューウォーカーは、「フューチャーイズヒア」フェスティバルで聴衆を魅了し、眠りに関する興味深い話を聞きました。 (リチャード温室写真)

ウォーカーの一連の研究では、脳が記憶を作成および保存し、感情的にバランスの取れた行動を維持するのに役立つ睡眠の極めて重要な役割を調査しました。 強い記憶を確立することになると、睡眠はその形成と保持の両方に必要な要因です。

「学習後の睡眠は「保存」ボタンを押すために不可欠です」と、ウォーカーは言います。 「学習する前にも重要です。」

ウォーカーは、彼が実施した研究で、2群の学生に注目しました。標準的な1晩の休憩をとる対照群と、一晩中起きているように求められた実験群です。 それぞれの夜の後、学生は肯定的、否定的、中立的な関連性を保持する一連の単語を学習するタスクを課されました。 2日間の回復睡眠の後、彼らは認識テストを受けるように頼まれました。 ウォーカーは、寝ていなかった人が、よく休んでいた人よりも40%少ない割合で保持していることを発見しました。

ウォーカーは、記憶が想起される脳の一部である研究参加者の海馬を、この新しい情報を教えられている間、電気活動を追跡する脳波(EEG)で監視しました。 彼は、睡眠不足の個人は脳活動の最小限の兆候を示したが、覚醒状態の友人は学習関連の活動をたくさん行っていたことがわかった。

「睡眠不足が脳の受信箱をシャットダウンしたかのようです」と彼は言います。 「彼らは新しい、入ってくる記憶を受け入れることができなかった。」

感情的な反応に関しては、ウォーカーは、不眠の参加者がますます不安定になり、即興のめまいとひどい怒りの間で揺れ動くのを目撃しました。 彼らの反応を測定したところ、彼は疲れた学生が「増幅され、悪化した反応度を60%以上も示す」ことを発見した。

「睡眠なしでは、すべて感情的なアクセルペダルであり、ブレーキはありません」と、うつ病、不安、心的外傷後ストレス障害などの多くの精神障害に関連する行動パターンです。

なぜウォーカーは、眠った学生たちが記憶を作成するためのより良い設備を備えていたのだろうと思ったのですか? 彼らは寝ることで何を得たのでしょうか? 彼は電極を使用して、学生の睡眠時の脳活動を測定し、徐波フェーズとして知られる深い睡眠の特定の段階で発生する「脳活動の強力なバースト」を目撃しました。

「電気活動のこれらの壮大なバーストは、ファイル転送メカニズムとして機能します」と、Walker氏は言います。

別の研究では、ウォーカー、彼のバークレーの同僚ブライスA.マンダー、サンフランシスコのカリフォルニアパシフィックメディカルセンター、カリフォルニア大学サンディエゴ、およびローレンスバークレー国立研究所の研究者は、睡眠、老化、記憶喪失の関連性を発見しました。 個人が年をとるにつれて、彼らの記憶はあまり鮮明ではなくなることが長い間観察されてきました。 高齢になると、睡眠の質も低下します。 マンダーとウォーカーは、人間が加齢するにつれて脳に起こる物理的な変化が実際に睡眠の質を乱し、睡眠のこれらの変化が長期記憶を妨げることを発見しました。

マット・ウォーカーは、スミソニアン誌の2015年の未来はここでフェスティバルで講演します

ウォーカーは、深い睡眠の「強力な脳活動のバースト」を複製または増幅して、アルツハイマー病の人などの人々が記憶の形成と保持を改善できるかどうか疑問に思っています。 科学者は、頭部に取り付けられた電極を使用して、患者の前頭前野に低電流を注入し、着用者がすでに休んでいる間に深い睡眠の遅い波をシミュレートできました。

「私たちの将来への希望は、この手頃な価格の技術を高齢者や認知症の人に適用することで、睡眠中の脳波活動の質を増幅し回復させ、学習と記憶を救うことです」とウォーカー氏は言います。 「睡眠は治療可能な標的です。」

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