Research press release

【進化学】ヒトはゼブラフィッシュのように眠る

Nature

Evolution: We sleep like the fishes

ゼブラフィッシュの睡眠段階は、哺乳類、鳥類、爬虫類と似ているということを示した論文が今週掲載される。この新知見からは、ヒトが経験する睡眠が、4億5000万年前に出現した可能性があることが示唆されている。

睡眠は、動物界の系統樹上の全ての枝について、行動基準を用いて記述されており、ヒトの場合には、主要な電気生理学的特徴、すなわち深睡眠と急速眼球運動睡眠(レム睡眠)が突き止められている。こうした睡眠状態は、他の哺乳類、鳥類、爬虫類にも見つかっているが、ヒトの初期の共通祖先である魚類と両生類が同じ睡眠状態を経験するかどうかは不明であった。

今回、Philippe Mourrainたちの研究グループは、2週齢のゼブラフィッシュ幼生の睡眠時の眼球運動、筋肉運動、心拍とともに脳全体の活動を測定し、この測定結果を用いて、ゼブラフィッシュの睡眠のニューロンのシグネチャーを初めて突き止めた。今回の研究では、さまざまな睡眠状態[徐バースト型睡眠(SBS)、深睡眠、レム睡眠など]を心筋や眼筋などの筋肉に特有のシグネチャーと結び付けて明らかにしている。Mourrainたちは、これらの知見が、脊椎動物全体にとって必須の祖先型の睡眠機能を示している可能性があると考えている。

Zebrafish experience similar sleep stages as mammals, birds and reptiles, according to a paper published this week in Nature. These findings suggest that sleep as humans experience it may have emerged as far back as 450 million years ago.

Sleep has been described in all branches of the animal kingdom using behavioural criteria and, in the case of humans, the main electrophysiological hallmarks have been identified: deep and rapid eye movement (REM) sleep. These sleep states have also been found in other mammals, birds and reptiles, but it has remained unclear whether fish and amphibians, earlier common ancestors of humans, experience these same states.

Philippe Mourrain and colleagues measured brain-wide activity along with eye movement, muscle dynamics and heart rate of two-week-old zebrafish larvae during sleep. Using these measurements, the authors were able to identify the first neuronal sleep signatures in this type of fish. They identified various sleep states - including slow-bursting, deep sleep and REM - coupled with characteristic muscle signatures, including in the heart and eye. The authors suggest that these findings are likely to mark ancestral sleep functions that are essential across vertebrates.

doi: 10.1038/s41586-019-1336-7

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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