睡眠は免疫細胞が脳の維持作業を行うことを可能にします
研究によると、睡眠中、脳は反応し、記憶を更新し、「老廃物」を取り除きます。マウスモデルの新しい研究は、特殊な免疫細胞が睡眠中に脳を維持することにより、脳を正常に機能させることを示唆しています。
過去数年間に行われた研究により、睡眠中に脳がさまざまな方法でリフレッシュおよび更新する機会を得るという証拠が明らかになりました。
たとえば、科学者たちは、脳が睡眠中に新たに形成された記憶を統合することを学びました。彼らはまた、睡眠が神経の「ゴミ」を取り除く絶好の機会を提供することを発見しました。
ニューヨークのロチェスター大学メディカルセンターとケンブリッジのマサチューセッツ工科大学の研究者チームは、睡眠中に脳の維持がどのように発生するかについてさらに発見しました。
彼らの研究では—その調査結果は ネイチャーニューロサイエンス —研究者たちはマウスと協力して、脳に「サービスを提供する」免疫細胞であるミクログリアが睡眠中にどのように維持作業を行うかについて詳しく調べました。
「ミクログリアプロセスの動的な動きは、動物の行動状態に敏感ではないと主に考えられてきました」と、研究の筆頭著者であるアニアマジェフスカ教授は説明します。
「この研究は、睡眠と覚醒状態を調節する脳内の信号が、免疫システムのオンとオフを切り替えるスイッチとしても機能することを示しています。」
アニア・マジェフスカ教授
覚醒化学物質は修理作業を損なう
ミクログリアは、脳の感染や損傷の兆候に反応する免疫細胞です。 Majewska教授と同僚の新しい研究によると、これらの細胞は睡眠中も活動しており、定期的な「消耗」に注意を払っています。
新しい研究は、ミクログリアが、個人が目覚めているときよりも睡眠中に効果的に働く可能性があることを示唆しています。
研究者たちは、覚醒しているマウスと科学者が麻酔をかけたマウスを比較しました。彼らは、マウスが目覚めているとき、ミクログリアはあまり活動的で効率的ではないように見えることを発見しました。
これにより、研究者たちは、中枢神経系の覚醒に役割を果たし、睡眠と覚醒のサイクルを調節するのに役立つ化学メッセンジャーであるノルエピネフリンに近づくことができました。睡眠中、脳内のノルエピネフリンレベルは低いです。
しかし、ノルエピネフリンのレベルが急上昇すると、脳は突然警戒し、個人は目を覚まします。
現在の研究では、研究者らは、ノルエピネフリンがニューロンとミクログリアに存在するベータ2アドレナリン受容体に作用することを観察しました。ノルエピネフリンレベルが上昇すると、ミクログリアは明らかに眠りの状態に陥ります。
これは、覚醒状態と覚醒状態の間、免疫細胞が適切に反応できず、脳細胞の接続を維持できないことを意味しました。
「この研究は、睡眠中の神経回路の強化されたリモデリングと病変の修復が、ミクログリアが脳と動的に相互作用する能力によって部分的に媒介される可能性があることを示唆しています」と筆頭著者のリアンネ・ストウェル博士は説明します。
「全体として、この研究は、ミクログリアが脳機能を調節する信号に非常に敏感であり、ミクログリアのダイナミクスと機能が動物の行動状態によって調節されることも示しています」とStowell氏は付け加えます。
調査結果は、睡眠に関連するメカニズムが、脳が必要な修復を受け、正しく機能し続けることを保証する上で重要な役割を果たすという証拠を追加します。
さらに、睡眠障害が認知症やパーキンソン病などの進行性の神経変性状態の発症に関連している理由を説明するのに役立つ場合があります。
