リエージュ大学の研究者らは、7 テスラ磁気共鳴画像法 (MRI) を使用して、睡眠、特にレム睡眠の調節における神経節の役割を発見しました。研究者らは、この小脳核の活動がレム睡眠の質に関係しており、レム睡眠を開始して許可するために小脳核の機能が低下しており、このパターンは特に50～70歳の人で顕著であることを発見した。

リエージュ大学（ベルギー）研究所の研究チームが超高磁場7テスラMRI技術を使用して実施した研究により、睡眠調節のメカニズムについての理解が深まりました。睡眠が脳に良いことは昔から知られています。また、光は視覚に役立つだけでなく、気分やその他の側面にも重要な役割を果たすこともわかっています。

私たちが知らないのは、これが私たちの脳の中でどのように起こるのかということです。リエージュ大学の研究者らは、GIGA-Centre de Recherche du Cyclotron (サイクロトロン研究センター) プラットフォーム上の 7 テスラ MRI 装置を使用して 2 つの別々の研究を実施しました。これにより、説明の前提が得られます。

リエージュ サイクロトロン研究センター/生体内イメージング (GIGA-CRC-IVI) の科学チームは、レム睡眠 (私たちが最も夢を見る睡眠段階) の質が心室小葉の活動に関連していることを実証しました。この小脳核は長さ2センチの麺大で、脳の基部（脳幹）にあります。

ラテン語で「青斑」を意味し、解剖したときに現れる色にちなんで名付けられました。それは脳のほぼすべての領域（および脊髄）に投影され、ノルアドレナリンと呼ばれる神経調節物質を分泌します。ノルアドレナリンは、ニューロンを刺激して覚醒状態に保つだけでなく、記憶、感情処理、ストレス、不安などのさまざまな認知プロセスにとっても重要です。睡眠を開始するにはその刺激活動が静まらなければならず、急速眼球運動睡眠が起こる前に停止する必要があります。

GIGACRC-IVIの共同ディレクターであるジル・ヴァンデウォール氏は、「こうすることで、レム睡眠はノルアドレナリンなしでも機能し、睡眠中に保存または除去する必要のあるシナプスを整理し、新しい経験に満ちた新しい一日を迎えることができる」と説明する。

動物研究では、この小さな核小体の機能が睡眠と覚醒にとって重要であることが示されています。研究室の研究者であり、「JCI Insight」に掲載された論文の筆頭著者であるエカテリーナ・コシュマノワ氏は、「人体では、神経核のサイズが小さく、深い位置にあるため、従来の磁気共鳴画像法で生体内で神経核を観察することは困難である。したがって、確認された結果はほとんどない。7テスラMRIのより高い解像度のおかげで、我々はこの核を分離し、覚醒中に単純な認知タスクを実行しながらその活動を抽出することができた」と説明した。この状態は、日中の小脳外葉の反応が強くなるほど、睡眠の質が低下し、レム睡眠の強度が低下することを示しています。」

この研究では、この効果が50～70歳の人々の間でのみ発見され、18～30歳の若い成人の間では発見されなかったため、これは特に年齢とともに当てはまるようです。この発見は、なぜ一部の人が加齢とともに進行性の不眠症を発症するのかを説明する可能性があります。これらの予備的な結果は、睡眠中のこの小さな核の活動、不眠症におけるその役割の可能性、および睡眠とアルツハイマー病との関連についての将来の研究への道も切り開きます。

一方、同じ研究チームは、光がどのように私たちの認知を刺激するのかをより深く理解しようとしている。光はコーヒーのようなもので、私たちの目覚めを助けてくれます。そのため、夜間はスマートフォンやタブレットなどで光を当てすぎないようにすることをお勧めします。これにより、睡眠が妨げられる可能性があります。一方、日中は同じ光が私たちを助けます。

多くの研究で、優れた照明が学校の生徒、病院の職員や患者、企業の従業員に役立つことが示されています。これに最も効果があるのは光の青い部分です。私たちの目には青色光検出器があり、周囲の光の質と量を脳に伝えることができます。

同様に、この光の刺激効果（光の「非視覚的」効果としても知られる）を担う脳の領域はよくわかっていません。

7T 磁気共鳴画像法では、参加者が照明を受けている間、頭頂部 (A) および視床 (B) 領域がより複雑な聴覚認知タスクに関与していました。右側の画像は、25 分間の記録期間中の活動の時間経過を再構成したものです。 (C) 分析に使用される視床および視床領域内のさまざまな核の位置。光情報を受け取り、頭頂部の活動を変化させるのはこの後者の領域です。画像出典: リエージュ大学/GIGACRCIVI

「それらは小さく、大脳皮質の下にあります」と研究室のFNRS博士課程学生であり、Communications Biologyに掲載された論文の筆頭著者であるイレニア・パパレラ氏は説明する。 GIGA-CRC-IVIの研究チームは、再び7テスラの高分解能MRI技術を利用して、脳梁の下に位置する皮質下領域（脳の2つの半球をつなぐ）である視床が、注意レベルを制御する領域である頭頂葉皮質に非視覚的光情報を伝達する役割を担っていることを実証した。

「視覚における視床の重要な役割はわかっていますが、非視覚面での役割はそれほど確実ではありません。この研究は、視床が頭頂部を刺激し、私たちが考えていたようにその逆ではないことを示しています。視床の役割の理解におけるこうした新たな進歩により、最終的には完全に目覚めて集中する必要があるときに認知を助けたり、リラックスできる光でより良い睡眠を促進したりする照明ソリューションを考え出すことができるでしょう。」