私たちは、急速な眼の動き（またはREM）の睡眠は安らかな睡眠の不可欠な部分であることを知っていますが、何を制御するかについてはあまり知られていません。現在、optogeneticsと呼ばれる新しい技術を使用している研究者は、選択された脳細胞またはニューロンに直接光を当てることによって、REMエピソードを誘発することができることを発見しました。
マサチューセッツ州のマサチューセッツ工科大学（MIT）とハーバード大学医学部のメンバーを含むチームは、
彼らの研究報告では、研究者らは、脳幹にコリン作動性細胞またはREMの制御に関与するニューロンが含まれていることを既に知っていると説明しています。しかし、その脳領域には他の多くの細胞タイプも含まれているため、コリン作動性ニューロンの独特な役割を察知するのは容易ではありません。
MITの脳および認知科学科の主任のDr. Christa Van Dortは、以前の研究では、目覚めたときおよびレム睡眠中に脳幹コリン作動性ニューロンが活性であることを示唆しているが、「これらの発射REM睡眠への移行を担っていた」と語った。
そこで研究チームは、コリン作動性ニューロンがレム睡眠を誘発できるかどうかを調べるために研究を開始しました。彼らはoptogeneticsと呼ばれる根本的な技術を使用しました。これは科学者が脳の細胞活動を光で制御することによって脳の配線を理解するのを助けています。
コリン作動性ニューロンを活性化すると、レム睡眠エピソードの数が増加する
オプトジェネティックスでは、ニューロンは、藻類中に見出されるタンパク質の挿入によって光に反応するように作られる。自然界では、タンパク質は特定の波長の光に反応し、藻類が動き回ることを可能にします。
2005年、スタンフォード大学の研究者らは、特定のタイプの脳細胞にタンパク質を挿入すれば、それらに光を当てて活性化することができ、個々の細胞のレベルで脳活動を本質的に制御できることを発見しました。
彼らの研究のために、Van Dortらは、コリン作動性ニューロンに光感受性タンパク質が挿入されたマウスを使用した。ニューロンは、マウスの頭部に取り付けられた光ファイバー装置を介して活性化することができた。
彼らは、非レム睡眠中に光感作コリン作動性ニューロンを活性化すると、マウスが有するレム睡眠エピソードの数を増加させたが、持続時間は増加させなかった。さらなる解析により、誘発されたREMエピソードは天然REMエピソードと非常によく一致したことが示された。
チームは現在、コリン作動性脳系がREM睡眠にとって重要であることが既に知られている脳系とどのように関連しているかを探究している。また、より良い非レム睡眠を生み出す方法を開発し、テストしています。
目標は自然な睡眠を設計する方法を改善することです
この研究は、REM睡眠がどのように制御されているかについての新しい手がかりを与えているので重要です。これは人間の自然な睡眠をどのようにデザインするかを理解するためのステップです。
適切な種類の睡眠とそれを十分に得ることは、脳が回復して回復するのを助けるために重要です。また、私たちは記憶を処理し、免疫システムを再充電し、他の身体機能を維持します。
MITの医学工学のエドワードフッドタプリン（Edward Hood Taplin）教授は、研究の上級著者のエメリー・ブラウンは言う。
動物研究は、学習がレム睡眠中に起こることを示し、遅い睡眠は非REMステージ3と呼ばれ、私たちを休息させリフレッシュさせるために重要であることを示している。
これまでのところ、麻薬は自然睡眠の恩恵を再現することができませんでした.REMと非REM状態が90分ごとに交互に繰り返されていました。ブラウン教授は次のように説明しています。「鎮静作用は鎮静作用です。自然睡眠メカニズムを引き継ぐ」と語った。
チームの究極の目標は、自然な睡眠を創るより良い方法を見つけることです。これを行うために、彼らは睡眠の別々の段階を別々に、そして一緒に作り、研究するつもりです。
最近、研究者が光のフラッシュを用いて脳信号を読み書きする方法を発見した別のオプトジェネティクス研究で報告された。
英国のユニバーシティー・カレッジ・ロンドンの研究者らは、この研究では、選択された脳細胞の活動を引き起こすために光を使用し、活性のときに個々の細胞が独特の色を出すことができることを示した。したがって、効果的に、彼らは異なるパターンで脳幹を選択し、選択された回路がどのように反応したかを測定することができた。
