ヴォイニッチの科学書 Chapter-433

最新科学情報ポッドキャスト番組
ヴォイニッチの科学書
2013 年 2 月 23 日
Chapter-433
どうして眠くなると脳の機能が低下するのか

http://www.febe.jp/
http://obio.c-studio.net/science/

配付資料

意外とわかっていなかった眠い時に脳の機能が低していると考えられています。

下するメカニズム

今回の研究の着目点は fMRI を使って、ウトウトした状態でこのネットワークがどうなるのかを調眠くなるといろいろなものを見落としたり、素べた点にあります。けれど、fMRI では、脳の状態早い反応ができなくなったりします。けれど、見を計測している実験ボランティアがはっきり目覚るという行為を網膜細胞に光信号が入力されるこめているのか、眠たいのかを知ることができませとと考えると、しっかりと起きていても眠くてもん。というか、生きているのか死んでいるのかさ入ってくる情報に違いはありません。脳科学的にえも判断は困難です。そこで、特別な脳波計測装は見えているものが同じなのになぜそれに対する置を用いて、fMRI と同時に脳波を計測し、はっき反応の違いが起きるのかについては解明されていり目覚めている状態とウトウトしている状態を判ませんでした。

定して fMRI のデータと紐付けした点に新しさがあ

九州大学医学研究院の研究者らがはっきり目覚ります。

めている時と少しウトウトしている時に、機能的さらに、脳全体を 3,780 ヶ所の小さい領域に分磁気共鳴画像（fMRI）と脳波を同時に計測して、割して、fMRI のデータからどの領域とどの領域がそれぞれの状態で脳の中で情報が伝達される効率連鎖的に反応するのかを測定し、脳全体のネットを解析しました。

ワークのつながり方を数値解析して情報伝達の効その結果、しっかりと起きていればたとえ何も率を算出した点もこれまでにない解析です。

せずぼんやりしていても脳では複数の領域が協調

その結果が冒頭で紹介したとおり、ウトウトししながら活動して情報をやりとりしているものの、た状態ではネットワークの情報伝達効率が低下しウトウトし始めるとこれらの脳の中での情報伝達ているというものでした。さらに、「意識」との関の効率が落ちることが明らかになりました。

連が深いとされる、前頭連合野・頭頂連合野で特ボンヤリしているときでも脳の領域感で活発なに情報伝達効率が低下していることも分かって、情報のやりとりが行われて何をしているのかにつ

このことがウトウト状態では、脳内のネットワー

いてはまだよくわかっていませんが、短期記憶のクのつながり方が変化し、素早く正確な情報の受整理や、いざ刺激が入ってきた時に、脳内で素早渡しができにくい状態になっていることの理由のく正確に情報の受渡しをするために重要な役割をようです。
1/3

ヴォイニッチの科学書 Chapter-433

どうして今までこういう実験が行われなかったと考え、神経細胞は少ないけれど学習や記憶の能というと、fMRI は脳の細かい領域の活動を調べる力を持っているヨーロッパモノアラガイという巻ことは得意だけれど人間全体がどういう状態にあき貝を使って研究を行いました。

るのかはわからない、一方で脳波は脳のどの領域

モノアラガイは砂糖が好物なのですが、苦みのが活動したかという点に関しては、fMRI より劣るある塩化カリウムは嫌いです。そこで、モノアラもののはっきり目覚めているか、少し眠いか、眠ガイに砂糖を食べさせたあと必ず塩化カリウムをっているかという状態を正確に反映しています。

食べさせて本来大好きなはずの砂糖をイヤなものなので、fMRI と脳波を同時に計測すれば理想的なとして覚え込ませました。一ヶ月以上塩化カリウ計測ができることは予測されていたのですが、ムを食べさせ続けるとモノアラガイはこのことをfMRI の中は、非常に強い磁場が発生していて、こ学習します。そうすると、脳の中でインスリンののような強い磁場の中で使用できる脳波計の電子生産に関係する遺伝子型数活性化することが確認回路が開発されていませんでした。また、fMRI のされました。

撮影時には地場の急激な変化によって、脳波上にそこで、学習作用に関係している神経ネットワ

は脳波の数十倍の振幅のノイズが混入して波形をークのシナプスと呼ばれる神経細胞同士の接続部正確に読み取ることもできなかったのです。今回、分にインスリンを与えたところ神経細胞の長期増共同研究者の独立行政法人情報通信研究機構が強と呼ばれる情報伝達効率の上昇が起きました。

fMRI の強い磁場の中でも動作する脳波計を用いて一方で細胞がインスリンを使えないようにする

fMRI と脳波を同時に記録し、さらに、脳波上に混薬を与えたところ長期記憶は消えました。このこ入してくるノイズを除去して、fMRI と脳波の両方とから、長期記憶をインスリンでコントロールすを解析する統合的な計測システムの開発に成功しることが可能であることがわかりました。今後はたことがブレイクスルーとなりました。

インスリンがほ乳類でも同様の作用を持つのか、さらに、アルツハイマー病や糖尿病を発症した実インスリンが長期記憶に関係しているらしい

験動物の中でインスリンはどのように振る舞っているのかを研究する予定だと言うことです。

徳島文理大学や京都大学などの共同研究によるとインスリンが長期記憶に関与しているらしいのです。インスリンは記憶に関係する物質というよちょきりこきりヴォイニッチ

りも血糖値を抑えるホルモンとしてこれまでよく今日使える科学の小ネタ知られ、膵臓で作られますが、糖尿病の治療のために注射薬としても使用されています。

▼ｉＰＳ、初の臨床研究 来年度にも開始

ところが、最近は糖尿病とアルツハイマー病は類似の病気であるとか、脳にインスリンが多く存

神戸市の先端医療センターが目の難病患者を対在している人はアルツハイマー病の原因とされて象に iPS 細胞を使った治療を試みる臨床研究を承いるアミロイドβタンパク質が少ないとか言う報認の実施に向け理化学研究所と共同でまもなく厚告も出されていましたあります。そこで研究者ら

生労働省に申請を行うようです。国の手続きが順はインスリンが記憶に関係しているのではないか

調にいけば、iPS 細胞を使う初の再生医療が 2013
2/3

ヴォイニッチの科学書 Chapter-433

年度中に国内で始まることになります。

ボコによって 1 秒間に 10 万回変形します。そのた今回治療が行われる加齢黄斑変性は主に中高年

め、タイヤをシミュレーションするには膨大な計が発病する目の病気で根本的な治療法がありませ算が必要となります。さらに、路面が乾いているん。今回は iPS 細胞から作った網膜細胞のシートか、雨なのか、雪なのか、雪ならばさらさらの雪を傷んだ網膜細胞と移植手術で取り換え、視力のなのか湿った雪なのか、そういった環境条件も設回復を試みます。

定しなければならないので計算量は飛躍的に増えます。

▼症熱性血小板減少症候群（SFTS）

現在のゴムタイヤにはグリップ力を上げつつ転がり抵抗を抑えるために 1990 年代後半から二酸化山口県で国内初の死亡者が確認されたダニが媒ケイ素が添加されていますが、大型放射光装置介する新種の感染症「重症熱性血小板減少症候群

Spring-8 でゴムを解析してそのデータを京を用い（SFTS）」ですが、厚生労働省が他にも SFTS によて解析してタイヤの分子レベルでの三次元構造をる志望者がいたことを明らかにしました。最近の解析し、それを前述の様々な条件においてどのよ海外渡航歴がないので国内感染によるものと思わうに構造が変形するかに落とし込む必要がありまれています。

す。このような計算は京にしかできません。

SFTS は草むらややぶに生息するマダニにかまれると感染する恐れがあります。感染から６日～２週間の潜伏期間を経て、発熱や嘔吐、下血などの症状が表れ、血液中の白血球や血小板の数が減少して全身状態が悪化します。有効な治療薬やワクチンはない。推定致死率は１２％程度です。空気感染はありません。
▼京で挑む究極のタイヤ
理化学研究所と富士通が開発したスーパーコンピューター「京」の産業利用が本格化しています。
住友ゴム工業は 1 秒間に 1 警戒の計算が可能な処
理能力を区湯曲のタイヤ用ゴム素材の開発に活用しています。これによって良く転がり、良く止まり、良く曲がるという矛盾した性能を持つタイヤの開発を加速しています。
タイヤ開発にはゴムの変形でエネルギーロスが生じる転がり抵抗や地面をとらえるグリップ力など 10 以上のチェックポイントがあります。通常の速度でタイヤは 1 秒間に十数回転し、路面のデコ
3/3