右脳と左脳を片方ずつ眠らせれば、起きたまま休めるのだろうか。イルカの片側睡眠、音で標的を探し続けた実験、海と陸で眠りが変わるオットセイを手掛かりに、人の睡眠中に見られる脳の状態の違いと比較する。動いていること、目を開くこと、脳が眠ることを分けて研究を読む。
水槽をゆっくり泳ぐイルカは、いつ眠っているのだろう。イルカには、それに似た眠りがある。左右の大脳半球を交代で覚醒させる半球睡眠によって、海での呼吸の要求に応じながら過ごすのである。ただし、人が練習して同じ眠り方を使えるという話ではない。[15]
人でも、眠っている脳の部位によって状態が異なることがある。呼吸に問題のある患者では左右の優位性が小さく変動し、別の患者研究では脳の深部と表面で睡眠状態が一致しない時間が観測された。患者での観察を18〜39歳の女性一般にそのまま当てはめることはできず、イルカのような見張り能力を認めた結果とも区別したい。[1][11]
近い題の「右脳と左脳の違いは眠りにもある？初めての場所の夜をモデルと測定で読み分ける」には、慣れない場所の夜という問いを譲る。ここでは海の動物と人を比べ、外から見える行動と脳の中で測られる状態が、どこで一致し、どこで別の話になるかを追う。
片方が眠るとは、体の半分を止めることではない
半球睡眠とは、大脳の片側が眠っている間に、もう片側が覚醒を保つ眠り方である。一部の鳥や水生哺乳類に見られ、覚醒側と神経学的につながる目を開き、反対の目を閉じることがある。睡眠に伴って周囲への警戒が弱まるという課題に対する、動物の眠り方の一つだ。[2]
ここでの「左右」は、性格診断の右脳型・左脳型という話ではない。また、右腕を休ませながら左腕で荷物を持つような、使う筋肉の交代とも違う。研究で問われているのは、左右の脳で睡眠と覚醒に関係する状態をどう分けられるかである。イルカの半球睡眠と人の非対称な睡眠を扱う数理研究も、左右の脳の活動や相互作用を対象にしている。[4]
イルカについては、脳の血流と糖の消費を画像で調べた研究がある。訓練されたイルカを、薬を使う条件と使わない条件で比較した実験である。片側にゆっくりした脳波が現れる状態に関連して、その側の血流や糖代謝が低下することが、半球睡眠の重要な特徴として示唆された。動物が静かに見えるという印象だけから、脳の眠りを決めた研究ではない。[5]
ただし、この画像研究にはジアゼパムを使った条件が含まれる。薬によって誘導された状態を調べることと、海で自然に過ごすイルカの一晩をそのまま観察することは同じではない。画像で脳の左右差に迫った知見として読み、自然な睡眠の全場面が同じ条件だったと広げないことが大切だ。[5]
「半分だけ電源を切る」というたとえは分かりやすいが、研究を読むときには粗すぎる。血流、糖代謝、脳波、周囲への反応は、それぞれ異なる側面を示す。片側の血流が減ることを、活動が完全になくなることへ置き換える必要もない。何を測って片側の眠りと呼んでいるかを押さえると、動物の姿が少し立体的になる。[5][15]
片目の開閉を読むうえでは、若いイリエワニを対象にした実験も参考になる。研究者は通常の条件、ほかの若いワニがいる条件、人がいる条件で、片方だけ目を閉じる行動を調べた。人がいるとこの行動が増え、ワニはほかのワニにも人にも、開いている目を向ける傾向を示した。目を閉じるかどうかだけでなく、開いた目が何に向くかが調べられている。[2]
著者らは、この結果を半球睡眠する鯨類や鳥での観察と整合するものと捉え、半球睡眠の進化を考える意味を挙げている。片目が開く姿は、単なる寝ぼけた表情として片づけるには惜しい。ただし、このワニの実験で直接調べたのは目の開閉の行動だ。イルカの血流画像と同じ種類の証拠だとは扱わず、警戒する対象と目の向きの関係を捉えた結果として位置づける。[2][5]
たとえば水族館の写真で片目が閉じていたとしても、その一枚には、直前までの動きや周囲の刺激、脳波は写らない。写真から半球睡眠を確定するより、「どちらの目が何を向いているのか」という観察の問いにすると、ワニの実験との接点が生まれる。見た目を入り口にしてもよいが、結論までを見た目だけで運ばない、という読み方である。[2]
この区別は研究同士の比較にも役立つ。ワニの実験なら周囲の刺激、イルカの画像研究なら薬を使う条件、休息行動の観察なら時間帯が結果の背景になる。似た姿を見つけることと、その姿を生む仕組みが同じだと確かめることの間には、測定の段階がある。片側睡眠という名前だけでまとめず、何を比べた実験だったかに戻ると、動物ごとの違いを残せる。[2][5][20]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
泳いでいるイルカにも、休息らしい時間がある
水槽で泳ぐイルカを見て、動き続けるのだから眠っていないと思うかもしれない。日本の水族館で飼育されたイルカを調べた行動研究では、水底に長くとどまる休息、水面に長くとどまる休息、底近くの決まった道筋をゆっくり円状に泳ぐ休息が分けられた。止まることだけが、休息の候補ではなかったのである。[20]
対象は3施設の16頭で、活動が少ない午前0時から3時に注目した観察だった。この時間帯には、分類された休息行動が観察時間の86.6%を占めた。活動の多い正午から午後4時にも同じ種類の行動があり、こちらは38.5%だった。休息らしい行動は夜だけに閉じ込められていなかった。[20]
この割合は「脳が眠った時間の割合」としては読まない。研究が分類したのは、泳ぎ方やとどまり方などの行動である。研究者は呼吸の頻度や目の開閉も見ており、休息行動中には呼吸頻度が一日の平均より有意に低く、少なくとも片方の目が閉じる傾向があった。異なる手掛かりを組み合わせて、休息の特徴に近づいた観察だ。[20]
ゆっくり円を描く休息では、速く泳ぐほかの行動より発声頻度が有意に低かった。両目または片目、とくに円の内側を向く目が閉じる傾向もあった。目の状態や泳ぐ向きの周期的な変化、位置の交代から、著者らは半球睡眠との関係を示唆している。関係が示唆されたことと、すべての周回中に同じ脳状態が確認されたことは分けて読む。[20]
観察の面白さは、休息の姿が一種類に収まらない点にある。緊張する状況では休息行動の種類や量が変わることも示され、著者らは状況に応じた柔軟な変化を考察している。水底、水面、円を描く泳ぎ。それぞれの姿を「動いているか、いないか」だけで仕分けると、休み方の違いを落としてしまう。[20]
15日間の見張りは、15日間の徹夜を意味しない
イルカが音を出し、その反響から周囲の物体の位置や性質を探ることを、反響定位という。この能力を使い、標的があることを報告し続けられるかを調べた実験がある。長い時間にわたる警戒行動を、印象ではなく課題の正答で評価した点が特徴だ。[15]
まず2頭を対象に、それぞれ5日間続くセッションを計3回実施した。一方の個体の全体の正答率は75〜86%、もう一方は97〜99%だった。両個体の反響定位の行動には一日の中でのパターンがあった。連続して課題に取り組めることと、行動が昼夜を通してまったく均一なことは別である。[15]
さらに1頭が15日間の試験に参加し、ほぼ完全な成績を保ち、時間とともに有意な低下は見られなかった。著者らの結論は、イルカが反響定位を通じて環境を継続的に監視し、長期にわたる警戒行動を維持できるというものだ。仕事帰りの人が聞くと、うらやましくなる数字ではある。[15]
しかし、15日という数字を「眠らなくても平気だった」に変えると、実験の問いが入れ替わる。測ったのは標的を検出し報告する課題の遂行であり、研究の背景には半球睡眠がある。睡眠をまるごと不要にしたという読み方ではなく、眠り方が違う動物が、どのような行動を続けられるかを示した結果として受け取りたい。[15]
個体差も置き去りにできない。2頭の正答率には違いがあり、15日間の試験は1頭の成績である。この実験から、すべてのイルカがどんな状況でも同じだけ見張れると決めることはできない。まして、人の夜勤や徹夜の許容量を示す数字ではない。対象、課題、期間をひとまとまりで覚えるほうが、驚きの中身を保てる。[15]
数字で読む片側睡眠と見張り
16頭：日本の3水族館で、イルカの休息行動を調べた観察の対象。[20]
86.6%：活動が少ない時間帯に、分類された休息行動が占めた観察時間の割合。脳波で測った睡眠率ではない。[20]
75〜86%と97〜99%：5日間の課題で得られた2頭それぞれの全体の正答率。[15]
15日：1頭が標的を報告する行動を続け、成績に有意な低下が見られなかった試験期間。[15]
8人：海馬と新皮質の睡眠状態を同時に調べた、人の患者研究の対象。[11]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
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