睡眠は通常、オール・オア・ナッシングの状態と考えられています。 脳は完全に目覚めているか、完全に眠っているかのどちらかである。 しかし、MITの神経科学者たちは、脳の残りの部分が起きている間に、脳の小領域が眠りに落ちたり、警戒心が薄れたりするきっかけとなる脳回路を発見しました。 ゆっくりとした振動は、昏睡状態や全身麻酔の際にも起こり、覚醒度の低下と関連している。 TRNの活動が十分であれば、これらの波は脳全体を支配することができる。
研究者らは、TRNが脳の異なる部分間の徐波を調整し、情報をより容易に共有できるようにすることで、脳が新しい記憶を定着させるのを助けるかもしれないと考えている。
「睡眠中、おそらく特定の脳領域は、他の領域がそうでないのに対し、互いに情報を交換する必要があるため、同時に徐波を持つ」と、MITの脳認知科学科の研究員で、本日eLife誌に掲載された新しい研究の主著者の一人、ローラ・ルイスは述べています。 しかし、最近の研究では、睡眠不足の動物が、まだ起きているときに脳の一部で徐波を示すことが示されており、脳が局所的なレベルで覚醒を制御することもできることが示唆されています。 TRNは視床を殻のように取り囲んでおり、視床に入る感覚情報のゲートキーパーとして機能し、視床はさらに処理するために大脳皮質に情報を送る。 さらに刺激を与えると、大脳皮質全体に徐波が現れました」。 研究者たちは、TRNが脳の局所領域に対する脳の制御を微調整し、特定の領域の徐波を増強または減少させて、それらの領域が互いに通信できるようにし、脳が非常に眠いときに一部の領域の警戒心を低下させるように誘導している、と考えています。 このことは、人間が睡眠不足のときに、本当に眠ることなく一瞬ボーッとするようなことが起こることを説明するかもしれません。ルイスは、「私は、脳が睡眠に移行し始め、無理に起きていても脳の一部の局所領域が眠くなるために起こると考えたいのです」と言います。 「この論文の強みは、視床-皮質回路の一部が大脳皮質の徐波を生成する役割を解明しようと、光遺伝学を使って初めて行ったことです」と、研究チームの一員ではないワシントン大学の麻酔学および疼痛医学の教授、マーク・オップは述べています。 自然な睡眠と全身麻酔 脳が覚醒をどのようにコントロールしているかを理解することは、研究者が自然な睡眠により近い状態を作り出す新しい睡眠薬や麻酔薬を設計するのに役立つ可能性があります。 TRNを刺激すると、深いノンレム睡眠状態を引き起こすことができ、Brown氏らによる以前の研究では、レム睡眠をオンにする回路が発見されました」 Brown氏は、「TRNには、抑制性の神経伝達物質GABAを放出するシナプス（脳内のつながり）が豊富にあります。 したがって、TRNは、多くの麻酔薬の作用部位であることはほぼ間違いない。多くの麻酔薬がこれらのシナプスに作用し、特徴として徐波を生じることを考えると」 ルイスらの以前の研究により、全身麻酔下の徐波は睡眠の徐波と異なり、協調しないことが示されており、これらの薬がなぜ脳の情報交換を損ね、無意識を生じるかのメカニズムを示唆している 。