非対称睡眠：動物が眠りながらアラートを保ち続ける方法

概要

非対称睡眠は、脳の片側が眠っている間もう一方が活動している動物の一般的な現象です。これにより、動物は眠りながらアラートを保ち、脅威に対応することができます。イルカやアザラシなどの海洋哺乳類や、フリゲートバードなどの渡り鳥は、生き残るために非対称睡眠を必要としています。人間も、知らない環境での最初の夜に微妙な形の非対称睡眠を経験します。非対称睡眠は、動物が警戒し、環境に適応するのを助けます。

非対称睡眠とは何か？

非対称睡眠とは、脳の片側が眠っている間もう一方がより活発な状態である睡眠の一種です。これにより、動物は眠りながらアラートを保ち、脅威に対応することができます。非対称睡眠は、鳥類や哺乳類、人間を含む、すべての脊椎動物の一般的な現象です。

非対称睡眠はどのように機能するのか？

すべての脊椎動物の脳は、右と左の2つの半球を持っています。通常の睡眠中、両側の脳活動は同様になります。しかし、非対称睡眠中、片側の半球は深い睡眠状態にある一方、もう一方の半球は浅い睡眠状態にあることがあります。極端な場合、片側の半球は深い睡眠状態にある一方、もう一方の半球は完全に覚醒している状態である単側性睡眠と呼ばれます。

非対称睡眠を利用する動物の例

イルカやアザラシなどの海洋哺乳類は、溺れたり、捕食者に襲われたりしないように、睡眠中も警戒する必要があります。イルカは、片側の半球だけが眠っている状態で眠ります。これにより、泳ぎ続けながら呼吸を続けることができます。アザラシは、海で数週間を過ごしながら、水平に浮かびながら片側の半球だけが眠っている状態になり、鼻孔を水面に出して深海からの脅威に警戒します。フリゲートバードなどの渡り鳥も、最大10日間の無停止の横断飛行中に非対称睡眠を利用して、警戒し続けます。

非対称睡眠の利点と欠点

非対称睡眠が両側の睡眠と同じ利点を提供するかどうか、また、種によってどのように異なるかは現在不明です。ある実験では、アザラシは常に刺激されながら非対称睡眠を利用しましたが、回復後は両側の睡眠を好む傾向がありました。一方、イルカは、覚醒している半球を切り替えることで、24時間周期で各半球で数時間の深い睡眠を取ることができ、少なくとも5日間高い警戒レベルを維持することが観察されています。

人間における非対称睡眠

人間も、知らない環境での最初の夜に微妙な形の非対称睡眠を経験します。研究者たちは、参加者が新しい場所で最初の夜に睡眠が悪くなることに気づき、その夜のデータを捨てることが通例になっています。2011年、科学者たちは、この初夜効果が人間における非常に微妙な形の非対称睡眠であることを発見しました。参加者は、右半球でより深い睡眠を経験し、左半球でより浅い睡眠を経験することで、まれな音に迅速に反応することができました。