Kleitman(クレイトマン)、Aserinsky (アセリンスキー)は娘Ester　(エスター)を実験台にした

NREM (Non-Rapid Eye Movement), REM (Rapid Eye Movement)を発見した

• REM睡眠時の夢は脳活動が目覚めている時と同じ (dream sleep)
• 90分ごとにREMとNREMを繰り返す

睡眠の段階

1. Wake
2. REM (dream sleep, paradoxical sleep)
3. NREM Stage 1
4. NREM Stage 2
5. NREM Stage 3 and 4 (slow-wave sleep)

なぜフリップフロップ

• 脳内の有限スペースを管理する
• Sweet spot: 一定のニューロンと既知の容量 → 新しい情報のためのスペースを残す場所を探す
• 冗長、重複、関連性を識別する
• REMはつながりを強化する
• NREMはつながりを削除する まるで粘土の彫刻のよう、NREM (除去)から始まり、REM (強化)

午前12~8時までの8時間睡眠から午前6時に起きると、2時間睡眠がなくなる → 全体の25％を失う、レム睡眠は60~90％を失う 午前8時に起きても、午前2時までに就寝しないと、NREMを失う REMとNREMのバランスが崩れると、想像を絶する精神的健康障害が発生する

覚醒と睡眠の脳波

• 寝る前(Awake)は脳波が30~40回/秒で早い (fast frequency)
• 覚醒時の脳波は非同期でリズムはない (まるで満員のサッカースタジアムの中央にマイク)
• slow-wave sleep時は、脳波が2~4回/秒
• NREMの脳波は同期的で信頼性あり

• NREMの脳波の音は、時々短い音のトリルの音が重ねられる

• NREMは外部のノイズから保護する
• 脳波が生成される場所は目の間から約2インチ上にスライドさせたところ (前頭葉の真ん中)
• 脳波は脳の前から後ろに一方向に流れる。奥に流れるにつれて徐々にその強さは消えていく

1950~1960年代、科学者はNREMを麻酔下または失神状態に似ていると仮定した

• Deep NREM睡眠は身体的利益の真の宝庫

  AMとFM

• AMは短い高速の波
• FMは長い鈍足の波

Deep NREM睡眠時はFMのように安定した低速の長距離通信ができる。脳の異なる離れた領域で通信できる。 Deep NREMはAwake(活動的な短い波)の短期保管から長期保管の場所にメモリーを移動する

• Awakeは外の受信感覚 (周囲の世界を経験、常時学習)
• Deep NREMは内の反射感覚 (新しい事実とスキルの原料を保存、強化)
• REMは過去のすべての経験と相互接続、革新的な直感、問題解決能力、周囲の世界がどのように機能するかモデル化する REMはAwakeより脳の個々の部分は約30％活発

REM中はAwakeのようにsensory gateが開く。REMは体の緊張、力を失い、脳は活動的になる。よって目覚めが容易になる。架空の動きが現実になることを禁じるために、筋肉の活動を禁止した。Atoniaという機能は脳幹から脊髄に渡って送信される強力な無効化信号。

象は4時間の睡眠がいる (人間の半分) トラとライオンは15時間、コウモリは19時間(5時間覚醒)している。 リスは15.9時間、デグは7.7時間睡眠する (げっ歯類) モルモットとヒヒは9.4時間睡眠する

神経系の大きさ、複雑さ、体の体重は比例し、睡眠量は増加する

• 優れた睡眠の質は短い睡眠で良いわけではない → 睡眠時間が長ければ長いほど、高品質の睡眠が可能になる
• 餌の種類(雑食、草食、肉食)、社会ネットワークのの存在と性質、代謝率、神経系の複雑さによって睡眠量は変わる

覚醒サバイバルのバランスをとる行為=睡眠

• 最小限の短時間で獲物を狩る
• 高い代謝率はより高いクリーンアップ(睡眠)を必要とする

夢を見るか見ないか

REMは進化ブロックの後半である鳥と哺乳類のみが行う。しかし、水棲哺乳類(クジラ、シャチ)はREMを取らない。 1969年に実験台のクジラが6分間REM睡眠だったと示唆するケースがあった。しかし、睡眠科学者は発見していない。 REM中は身体を麻痺させ動かなくなるので、水棲哺乳類にって水泳できなくなることは呼吸するために浮上できなくなり溺れる。

オオアザラシは陸と海に生息時間を分けている。陸上ではNREMとREMを行う。しかし、水中ではNREMだけになる。REMなしで最大2週間の水中生活が記録された。

古代の哺乳類はβ版のREMをもち、完全に機能するREMは後に進化した哺乳類に導入された。REM睡眠は鳥、哺乳類の順で進化の過程で2回生まれた。しかし、オーストラリアのトカゲにREM睡眠の原型が発見された。1億年前にREMは発芽し、夢は心血管の健康、感情回復、記憶の関連付け、創造性、体温調整をするためにREMの夢は進化した。

睡眠不足のあとに、睡眠するとREMよりもNREMの時間が多くなる。そこから通常の睡眠を取り続けると、NREMよりもREMの時間が多くなる。

人間は失った睡眠を永遠に取り戻せない

鳥や人間はREM中、脳の半分だけ眠る

鳥の群れは、split-brain deep NREM睡眠を行い右端は右目のみを開き、左端は左目のみを開く。人間にも単半球睡眠の軽度バージョンがある。 ホテルで眠る最初の夜、注意を払ってあまり眠れなくなる。

プレッシャーの配下

餓えは睡眠を採餌に置き換える ハエを飢えさせると、長く起き続け食物を求める行動をとる 意図的に断食している人は、脳が騙されて睡眠時間が短くなる メスのクジラは3～8年に1頭生む。生まれた乳児クジラは睡眠不足に鳴ると50％の確率で殺される。 太平洋横断中の鳥は数千マイルにわたる気候変動で飛行する。飛行中は、ほんの数秒間短い睡眠をとる。この超人的昼寝は長時間の睡眠不足から生じる破滅的な脳や体の赤字を回避する。 white-crowned sparrowはアメリカ軍が何百万もの研究費を費やした。スズメには完全な睡眠不足に対する回復力がある。1年の渡り鳥の期間、実験室に閉じ込めて、睡眠不足にしたが、何の悪影響も受けなかった。しかし、この渡り鳥の1年をすぎると、同じ睡眠量が必要になり、脳と身体の機能障害を引き起こす。

眠り方

北ケニアのガブラ族やカラハリ砂漠のサン人は過去数千年にわたって生活様式が殆ど変わっていない狩猟採集民族は、夜間に7～8時間、昼寝に30～60分する。 タンザニア北部のハザやナミビアのサンなどの産業革命前の部族は夏は正午に30～40分の昼寝、冬は夜間のみに寝る。

午後の昼寝は無く、夕暮れはオフィスで仕事を終わらせている時間

• 午後の食事の時間に昼寝をして、仕事をしない生来の意欲は正常

二相性睡眠：夜と昼も寝る 農業から産業にシフトしたから一相性睡眠になった。遺伝的睡眠は夜間の長時間睡眠と昼間の短時間睡眠。 南アメリカと地中海ヨーロッパで二相性睡眠はまだ見られる。

昼寝をしない人はする人と比べて心臓病による死亡リスクが37％増加する。昼寝をしない労働者は死亡リスクが60％になった。 イカリア島は二相性睡眠によって90歳に到達する可能性が4倍になった。

二相性睡眠と健康的な食事は、長生きの鍵である。

REMは創造性を育む強力なツール

• 量と質
• 半脳と全脳
• 単相と二相そして多相

全睡眠時間の20~25%はREM。お猿さんはハイエナ、ノミ、マダニを避けるために木の上で寝る。REM睡眠になったとき、落ちるかもしれない。ホモエレクトスは火を使い、地上で眠ることを可能にした。

REMは感情を調整して、一人の個人の資産ではなく社会集団として価値がある REM中のニーモニック衝突 (mnemonic collisions)は新しいリンクを作り、連想的で創造的な知覚を生む 翌朝、以前は手に負えなかった問題の解決策を生んだり、根本的な新しい独創的なアイデアを生む

1000万年前の大型類人猿、500万年前のチンパンジーはコンピュータやワクチンを開発していない 人間はREM睡眠中に夢を見て、言語や道具の使い方、ユニークな創意工夫と成果を形成した

睡眠は木から地面に移行し、REMはより大きくなった

• 認知的創造性 (congnitive creativity)
• 感情的知性 (emotional intelligence)

覚醒時に感情を懸命に働かせるほど、REM睡眠は増えて再調整される

サメはまぶたが無く目を閉じないが覚醒と睡眠は行う