Development of a new sleep-wake control method for super stress environment, Space

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE"
• Project/Area Number: 15H05942
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Nagase Hiroshi 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 教授 (70383651)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北川 博之 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (00204876) ; 徳山 薫平 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 教授 (00207565) ; 小久保 利雄 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 教授 (30750004) ; 浅田 知栄 (松田知栄) 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 有人宇宙技術部門, 主任研究開発員 (50344099) ; 船戸 弘正 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 教授(WPI-IIIS) (90363118) ; 柳沢 正史 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 教授 (20202369)
• Project Period (FY): 2015-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 睡眠

Outline of Final Research Achievements

We worked on the development of AI EEG analysis software and a wearable EEG measurement device, and succeeded in the development of software that enables sleep stage determination with 96.6% accuracy in EEG analysis of mice by deep learning. By comparing the GABAA receptor agonist with the recently developed orexin receptor antagonist, it was proved that the latter has less effect on the physical and cognitive functions. In a study of sleep-regulating gene Sleepy, we found that phosphorylation of sleepy mutant mice increased phosphorylation of synaptic proteins with continued wakefulness. Research on orexin 1 receptor antagonists found that orexin 1 receptor is important for fear memory fixation and drug dependence.

Free Research Field

創薬化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現代はグローバル化による24時間型社会であり、多くの人々が厳しい環境とストレスにさらされて恒常性に異常をきたし、睡眠障害やリズム障害に苦しんでいる。国際宇宙ステーション（ISS）に居住する宇宙飛行士も、極端に短い日周期や閉鎖環境、過密スケジュール等の厳しい条件にさらされており、ISS環境は現代ストレス社会の究極と捉えることができる。本研究の成果睡眠診断法および新規睡眠覚醒制御手法を開発してISS環境における睡眠問題の解決が期待できる。さらに研究成果を地上で応用・展開することにより、現代ストレス社会・高齢化社会の睡眠問題の解決も期待する。