神経科学のスタートアップ企業が国防総省から資金を獲得し、睡眠を改善し脳を「浄化」するヘッドバンドの試験を実施
シャーロット・シューベルト著
睡眠中、私たちの脳は「洗浄」されます。脳内を液体の波が流れ、細胞から老廃物を回収し、循環器系を通して体外に排出します。
科学者たちは、この浄化作用が睡眠による精神のリフレッシュ能力の中心である可能性があると信じている。
オレゴン州に拠点を置くスタートアップ企業が、睡眠の質を向上させ、それに伴う洗浄効果も期待できるヘッドバンドを開発した。研究者らは、火曜日に発表された米国国防総省の430万ドルの資金提供を受けた新たなプロジェクトで、このデバイスを90人を対象に試験する予定だ。
このプロジェクトでは、この装置が覚醒している人々の脳に回復効果をもたらすかどうかも評価する予定だ。
このヘッドバンドは、オレゴン州ユージーンに拠点を置く脳電気生理学研究所（BEL）と、そのCEO兼創設者でありオレゴン大学心理学名誉教授のドン・タッカー氏によって考案されました。このヘッドバンドは、脳内の電気活動を測定するだけでなく、それを誘発することもできます。
「このプロジェクトには素晴らしい才能を持つ科学者たちが集結しています」とタッカー氏はGeekWireに語った。「脳について研究し、議論することを愛する科学者たちです」。このプロジェクトには、ワシントン大学、オレゴン健康科学大学、その他の研究機関の神経科学者が参加している。
このプロジェクトが成功すれば、睡眠に問題のある軍人や睡眠障害を持つ他の人々に影響を与えるだろうと研究者らは述べている。
脳の浄化機能をデバイスで改善することで、「急性睡眠不足や慢性睡眠制限による認知機能への影響を改善できる可能性がある」と、ワシントン大学の精神医学・行動科学・神経学教授であるジェフリー・イリフ氏はプレスリリースで述べた。この脳のシステムは、8年前にニューヨーク州ロチェスター大学のイリフ氏とマイケン・ネーダーガード氏によって初めて観察された。
2013年、国際誌『サイエンス』はイリフ氏とネーダーガード氏の研究成果を、その年の10大ブレークスルーの一つに選出しました。イリフ氏のTEDトークは500万回以上視聴されています。
「私たちは今、私たちが学んだことを活用して、睡眠不足や睡眠障害、そしてその結果起こる脳機能障害を克服する手助けができるかどうかを確認したいと考えています」とイリフ氏は述べ、ネーダーガード氏とともにこのプロセスを「グリンパティッククリアランス」と名付けた。
このヘッドバンドは、経頭蓋電気刺激と呼ばれるプロセスを利用して、脳内に徐波活動を発生させます。これは、グリンパティッククリアランスが最も活発な深い睡眠時に起こる活動です。
この新たな研究では、ヘッドバンドが睡眠中および覚醒中の人、そして睡眠不足の人の脳内のグリンパティッククリアランスを改善するかどうかを評価します。また、研究者らは徐波活動やその他の睡眠パラメータを測定し、このデバイスが認知能力に与える影響を調査する予定です。
イリフ氏はGeekWireへのメールで、このデバイスを覚醒時に使用するという研究は「あくまでも推測の域を出ない」と述べた。この研究は、動物が覚醒中でも脳に電気刺激を与えることでグリンパティッククリアランスを誘発できることを示す研究に基づいている。同じ効果が人間にも現れるかどうかを検証することで、研究者たちは「睡眠の機会がない人々の睡眠機能の一つを『代替』することを目指している」とイリフ氏はメールで述べた。
「睡眠不足でのクリアランス強化の影響は潜在的にかなり大きい」と彼は付け加えた。
研究者らによると、このデータは外傷性脳損傷、アルツハイマー病、その他の認知症といった神経疾患を持つ人々に影響を与える可能性があるという。科学者らは清掃プロセスの機能不全と認知症との関連性を指摘しているが、研究は現在も継続中である。
このプロジェクトにはモンタナ州立大学、モンタナ大学、ノースカロライナ大学チャペルヒル校、フロリダ大学の研究者も参加しており、成果は来春発表される予定だ。
タッカー氏は数十年にわたり、脳の活動を記録し、影響を与えるデバイスを発明してきました。彼は以前、神経科学企業Electrical Geodesicsを設立し、同社は2017年にグローバル企業フィリップスに3,670万ドルで買収されたと報じられています。フィリップスは昨年、ユージーンに拠点を置く60人の従業員を抱えるこの事業を閉鎖し、ポートフォリオを売却しました。
BELは従業員30名を抱え、前回の売却益と政府からの助成金によって運営されているとタッカー氏は述べた。彼はGeekWire向けに、ヘッドバンドの特徴をいくつか紹介した。
- この装置は、脳活動のEEG記録を用いて睡眠段階を評価することができます。睡眠段階の判定は「ナノコンピューター」上で行われ、EEGデータはクラウド上のBELデータベースにアップロードされ、さらなる処理と分類が行われます。医師はクラウドサービスを通じてEEGデータを確認することもできます。
- 睡眠段階分けにより、研究者は睡眠サイクルの適切なタイミング（N2 と呼ばれる段階の終わり）で深い睡眠を誘発できるようになります。
- タッカー氏と彼の同僚は最近、この装置が偽刺激に比べて、夜通しのセッション中に人々に長時間の深い眠りを誘発したことを示す研究を発表した。
- 研究者たちは、深い睡眠に特徴的なゆっくりとした振動の波形を持つ経頭蓋電気刺激パルスを流すことで、深い睡眠を誘発します。「驚くべきことに、脳は外部から印加された電流と活動を同期させます」とタッカー氏は言います。「その結果、ゆっくりとした振動は大きくなり、電流を止めた後も大きく長く持続します。」
- 研究者たちは、人の睡眠段階を分類することで「脳年齢」を評価する方法を開発しています。加齢とともに睡眠時間は短くなり、認知症のリスクが高まります。
- タッカー氏は、この試作機は「寝心地が非常に良い」と述べ、「最終製品は当然ながらもっとエレガントなものになるだろう」と付け加えた。
