私たちの体内時計の魅力的な科学：時間を知る方法

概要：

私たちの体には、睡眠や食事から食物や薬の処理方法に至るまで、日々のリズムを決定する複雑な内部時計システムがあります。これらの変化を研究する科学分野を、時計生物学と呼びます。この記事では、ハエやマウスを用いた研究に基づき、私たちの体内時計がどのように機能するのかの基礎を探求します。また、光、食べ物、騒音、温度などの外部の刺激や、時間の知覚を作り出す脳の内部ストップウォッチの重要性にも触れます。最後に、私たちの時間の感覚に影響を与える他の要因と、私たちそれぞれが異なる時間の感覚を持っているのかという問いが提示されます。

はじめに：

私たちの体には、睡眠や食事から食物や薬の処理方法に至るまで、日々のリズムを決定する複雑な内部時計システムがあります。これらの変化を研究する科学分野を、時計生物学と呼びます。この記事では、私たちの体内時計がどのように機能するのか、外部の刺激の重要性、脳の内部ストップウォッチについて探求します。また、洞窟での生活がある探検家の時間の知覚にどのような影響を与えたか、私たちそれぞれが時間を異なるように経験するのかという問いについても議論します。

私たちの体内時計がどのように機能するのか：

体内時計は、私たちの環境に合わせて私たちを同期させるために進化しており、複数の時計が協力してスムーズに機能しています。これらの時計は、脳の異なる領域に存在し、最も原始的な時計は視床下部の上視交叉上核（SCN）にあります。CLOCK（または人間の場合はPERと呼ばれる）というタンパク質が一日中SCNに蓄積され、PEという別のタンパク質を作り出す遺伝子を活性化します。十分なPERが蓄積されると、CLOCKを作る遺伝子を無効化し、最終的に私たちを眠らせます。その後、時計は低下し、PERの濃度も再び低下し、時計が再び上昇し、サイクルが始まります。これらのタンパク質に加えて、私たちの昼夜のサイクルは時計とPERのシーソー効果によっても駆動される可能性があります。

外部の刺激の重要性：

私たちの体内時計は内部的に機能していますが、光、食べ物、騒音、温度などの外部の刺激にも依存しています。これらの刺激は、Zeitgebers（ドイツ語で時間を与える者）と呼ばれ、私たちの日常行動を微調整するのに役立ちます。たとえば、自然の朝の光は、外の世界で何が起こっているかをSCNに伝え、私たちを起こすのに役立ちます。その後、視床下部はメラトニンという睡眠を誘発するホルモンの産生を停止し、脳全体でバソプレッシンとノルアドレナリンの産生を増やして、私たちの睡眠サイクルを制御します。夜に明るい画面を見ると、これらのシグナルが混乱し、睡眠が妨げられる可能性があります。

脳の内部ストップウォッチ：

私たちの時間の知覚には、脳の内部ストップウォッチも関係しています。これがどのように機能するかについての1つの理論は、特定の2つのニューロン間の通信には常に同じ時間がかかるという事実に基づいています。したがって、私たちの大脳皮質や他の脳の領域のニューロンは、予定された、予測可能なループで通信し、大脳皮質はどれだけの時間が経過したかを正確に判断するためにそれを利用します。これが私たちの時間の知覚を作り出します。

時間の知覚を歪める要因：

1962年、洞窟探検家のミシェル・シフは、光や時計のない状態で何ヶ月も孤立して生活し、規則的な睡眠・起床・食事のサイクルを維持しました。外部の刺激がなかったため、シフの時間の知覚に影響がありました。彼は毎日、1秒間に1桁ずつ数字を数えることで、120まで数えることを試みました。時間が経つにつれ、2分かかっていた作業が5分かかるようになってしまいました。孤独で暗い洞窟の生活は、彼の