ヒト睡眠覚醒リズムの振動機構の解明:モデル動物を用いた神経科学的解析

Research Project

Project/Area Number	12770028
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Environmental physiology (including Physical medicine and Nutritional physiology)
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	遠藤拓郎北海道大学, 大学院・医学研究科, 助手 (40256342)
Project Period (FY)	2000 – 2001
Project Status	Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help	¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000) Fiscal Year 2001: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000) Fiscal Year 2000: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords	睡眠覚醒リズム / 概日リズム / 視交叉上核 / 脳波 / レム睡眠 / 徐波睡眠 / 周波数解析 / メタンフェタミン
Research Abstract	ヒト睡眠覚醒リズムは時間隔離条件下では、メラトニンや直腸温などの視交叉上核により支配されているリズムから乖離し内的脱同調を示す。このことからヒト睡眠覚醒リズムは視交叉上核以外の振動機構により支配されていると思われるが、その詳細は不明である。メタンフェタミン慢性処置ラットの行動リズムはヒト睡眠覚醒リズムに類似し、モデル動物として考えられている。平成13年度は視交叉上核が睡眠覚醒リズム形成に及ぼす影響を調べるために、視交叉上核を破壊したモデル動物を作成し、無線式脳波・筋電センサーにて睡眠覚醒リズムおよび脳波の周波数解析を行った。視交叉上核を破壊したラットの睡眠覚醒リズムは概日リズム変動を失い短い周期で睡眠覚醒を繰り返した。このラットにメタンフェタミンを慢性投与すると、睡眠と覚醒が集約化し、1日に1度の長い睡眠と覚醒が出現したが、その周期は24時間よりも長く明暗周期から脱同調した。各帯域における脳波のパワー値は、視交叉上核を破壊しただけでは変化が認められなかったが、メタンフェタミンを慢性投与すると、覚醒時に10Hzのパワー値が増加し、徐波帯域のパワー値は入眠直後に最高値に達しその後漸減した。この結果は、平成12年度に行った視交叉上核を破壊していないモデル動物の結果に類似していた。これらの結果から、視交叉上核は、メタンフェタミンを投与していないラットの睡眠覚醒リズムを明暗周期に同調させるが、モデル動物に認められる集約化された睡眠覚醒リズム形成及び各睡眠段階の脳波の構成には関与しないことが明らかになった。メタンフェタミンの薬理効果を考えると、ヒト睡眠覚醒リズムの形成には視交叉上核以外にカテコールアミン系の神経機構が関与していることが示唆された。