＜ヒゲペンギンが南極で警戒するのは厳しい寒さ、卵やヒナを狙う捕食者だけではない。1日に「マイクロスリープ」を1万回以上行う理由とは？＞
日本は他国と比べて国民の平均睡眠時間が短いことで知られています。年末年始の休みに寝溜めをして、やっと日頃の睡眠不足を解消した人も多いかもしれません。
経済協力開発機構（OECD）が2021年に行った調査によると、日本の平均睡眠時間（7時間22分）は先進国を中心とした33カ国の中でもっとも短く、アメリカとは89分、中国とは100分の差がありました。
現代人は通常、1日に1回、夜間に6～9時間程度のまとまった睡眠を取ります。一方、多くの動物は1日に複数回の睡眠を取ります。たとえば、成犬は1日におよそ12～15時間眠りますが、夜間の8時間を観察したら、睡眠16分、覚醒5分の21分周期が23回繰り返されていたという調査報告があります。
睡眠時間の長さは、食性や体の大きさに関連していると考えられています。草食の場合は肉食と比べて1回に摂取できるカロリーが少ないので、頻繁に食べなければなりません。さらに、被食者は捕食者の気配を察知して逃げなければならないため、ゆっくりと熟睡する余裕はありません。また、体が小さい場合は、体温を維持するためにこまめに食べる必要があります。
フランスのリヨン神経科学研究センターやドイツのマックス・プランク研究所などが参加する国際研究チームは、「南極のヒゲペンギンは、1日に平均4秒の超短時間睡眠を1万回行うことで必要睡眠時間である11時間を達成している可能性がある」と発表しました。研究成果はアメリカの科学学術総合誌「Science」に23年11月30日付で掲載されました。
ヒゲペンギンは、なぜヒトとはまったく異なる「超細切れ睡眠法」を採用しているのでしょうか。研究を概観しましょう。
ゆっくり眠っていられない理由
ヒゲペンギンは体長が約70～75センチ、体重が4～7キロほどの中型のペンギンで、南極大陸や周辺の島々などに生息しています。目の後ろから喉にかけて、ヒゲのような黒い模様があるのが名前の由来です。ペンギンの仲間の中ではもっとも生息数が多く、約800万羽のつがいがいると見積もられています。
ヒゲペンギンにとって南極の環境が過酷であることは、厳寒のせいだけではありません。
ペンギンのカップルは陸上のコロニー（繁殖地）に集まり、それぞれが営巣します。片方の親は餌を採りに海まで出かけ、もう片方は卵やヒナを守るために巣で過ごします。餌採り係と巣を守る係は、交代しながらオス、メスとも行います。
採餌係はなるべく早く巣に帰らなくてはなりません。また、巣の周りには、卵やヒナを狙うナンキョクオオトウゾクカモメがいるだけでなく、巣の材料を盗もうとするヒゲペンギンの仲間もいます。つまり、常に警戒していなければならないため、ゆっくりとは眠っていられません。
今回の研究は、リヨン神経科学研究センターのポール＝アントワーヌ・リブーレル氏らが19年12月上旬に南極キングジョージ島のコロニーで行ったものです。研究者たちは、卵を温めていた14羽のヒゲペンギンの托卵時間や睡眠状況などを様々な機器を使って調査しました。
たとえば、電極を埋めて脳波や首の筋肉からの筋電図を記録したり、加速度計とGPSを使って体の動きや姿勢、位置を測定したりしました。さらに、ビデオ録画によってヒゲペンギンたちの様子を直接観察し、その他の機器による観測データと組み合わせました。その結果、対象のヒゲペンギンたちは22.06±14.72時間（範囲：5.52～64.3時間）で抱卵役と海での採餌役を交代していることが分かりました。
次に、睡眠状況について調査が行われました。ペンギンを含む鳥類は、ヒトと同じくレム睡眠とノンレム睡眠を行います。レム睡眠は身体が休んでいて脳が活動している状態、ノンレム睡眠は脳が休んでいて身体は一定の緊張を保っている状態です。
レム睡眠の時のペンギンは、両目をつむり、頭部は脱力し、脳波は覚醒時に似ているという特徴を持つため、カメラの画面に入らないと覚醒しているのか睡眠しているのかは区別することは困難でした。
そこで研究チームは、鳥類の主な睡眠タイプである徐波睡眠に焦点を当てました。徐波睡眠とは、ノンレム睡眠を4段階の深さに分類した際に深いほうの2段階を示す言葉で、深睡眠とも呼ばれます。
機器測定と画像分析の結果、巣にいるペンギンたちは寝そべっている時も立っている時も徐波睡眠の状態を示し、平均3.91秒の「マイクロスリープ（超短時間睡眠）」を1日に1万回以上繰り返していました。
「寝るときは集団の中央ほど安心」というけれど
さらに、捕食者（ナンキョクオオトウゾクカモメ）の存在がヒゲペンギンの睡眠に及ぼす影響を調査するために、コロニーの中心（境界から2メートル以上離れたところ）に巣を作っている鳥と、コロニーの境界でトウゾクカモメにさらされて巣を作っている鳥の睡眠を比較しました。
動物は、集団で寝ることで捕食者の餌食になるリスクを薄めることができます。その際、集団の中央にいる動物は捕食者から最も遠い位置になるため、最大の恩恵を得られると考えられます。
実際、マガモについて調べた先行研究では「仲間に囲まれているときは安全なので両目を閉じ、両方の大脳半球を休ませて眠る。集団の端にいるときは片方の目を開けて、片半球的な睡眠になる可能性が高い」ことが示唆されました。
しかし今回の研究では、コロニーの端にいるヒゲペンギンは、中心部にいるペンギンよりも睡眠の質が高い（より長く、より深く、片半球敵な睡眠が少ない）ことが観察されました。これは、①ヒゲペンギンの場合は仲間が巣の材料を盗むリスクがあるため、仲間が密集しているコロニーの中央付近ではより警戒しなければならないこと、②過密なほど騒音が聞こえたり身体がぶつかったりするリスクが高まること、などが理由として考えられると言います。
数秒から数分の睡眠であるマイクロスリープは、ヒトの世界では疲労回復には短すぎて役に立たないとされており、しかも運転中などに起こると命に関わり非常に危険なやっかいな状態です。
対してヒゲペンギンでは、マイクロスリープを1万回という莫大な回数を積み重ねることによって、継続に警戒が必要な状況に適応した実践的な睡眠戦略として機能しているようです。ただし、今回はどれくらい疲労回復しているかを実際に測定したわけではないので、今後さらに詳細なメカニズムの解明が期待されます。
近年は「睡眠の科学」に対して注目が高まっています。ヒトでは「日中に15分から30分程度の短時間の昼寝をすると、睡眠不足解消や疲労回復、仕事のパフォーマンス向上に効果がある」とする調査報告が相次ぎ、米コーネル大の社会心理学者ジェームス・マース教授は「パワーナップ（積極的仮眠）」と名付けました。最近はパワーナップを考慮して仮眠室を設置したり、昼休みを長くしたりする企業も増えつつあります。
2024年は、質の良い睡眠で自分をいたわりながら、充実した年にしたいですね。
日本は他国と比べて国民の平均睡眠時間が短いことで知られています。年末年始の休みに寝溜めをして、やっと日頃の睡眠不足を解消した人も多いかもしれません。
経済協力開発機構（OECD）が2021年に行った調査によると、日本の平均睡眠時間（7時間22分）は先進国を中心とした33カ国の中でもっとも短く、アメリカとは89分、中国とは100分の差がありました。
現代人は通常、1日に1回、夜間に6～9時間程度のまとまった睡眠を取ります。一方、多くの動物は1日に複数回の睡眠を取ります。たとえば、成犬は1日におよそ12～15時間眠りますが、夜間の8時間を観察したら、睡眠16分、覚醒5分の21分周期が23回繰り返されていたという調査報告があります。
睡眠時間の長さは、食性や体の大きさに関連していると考えられています。草食の場合は肉食と比べて1回に摂取できるカロリーが少ないので、頻繁に食べなければなりません。さらに、被食者は捕食者の気配を察知して逃げなければならないため、ゆっくりと熟睡する余裕はありません。また、体が小さい場合は、体温を維持するためにこまめに食べる必要があります。
フランスのリヨン神経科学研究センターやドイツのマックス・プランク研究所などが参加する国際研究チームは、「南極のヒゲペンギンは、1日に平均4秒の超短時間睡眠を1万回行うことで必要睡眠時間である11時間を達成している可能性がある」と発表しました。研究成果はアメリカの科学学術総合誌「Science」に23年11月30日付で掲載されました。
ヒゲペンギンは、なぜヒトとはまったく異なる「超細切れ睡眠法」を採用しているのでしょうか。研究を概観しましょう。
ゆっくり眠っていられない理由
ヒゲペンギンは体長が約70～75センチ、体重が4～7キロほどの中型のペンギンで、南極大陸や周辺の島々などに生息しています。目の後ろから喉にかけて、ヒゲのような黒い模様があるのが名前の由来です。ペンギンの仲間の中ではもっとも生息数が多く、約800万羽のつがいがいると見積もられています。
ヒゲペンギンにとって南極の環境が過酷であることは、厳寒のせいだけではありません。
ペンギンのカップルは陸上のコロニー（繁殖地）に集まり、それぞれが営巣します。片方の親は餌を採りに海まで出かけ、もう片方は卵やヒナを守るために巣で過ごします。餌採り係と巣を守る係は、交代しながらオス、メスとも行います。
採餌係はなるべく早く巣に帰らなくてはなりません。また、巣の周りには、卵やヒナを狙うナンキョクオオトウゾクカモメがいるだけでなく、巣の材料を盗もうとするヒゲペンギンの仲間もいます。つまり、常に警戒していなければならないため、ゆっくりとは眠っていられません。
今回の研究は、リヨン神経科学研究センターのポール＝アントワーヌ・リブーレル氏らが19年12月上旬に南極キングジョージ島のコロニーで行ったものです。研究者たちは、卵を温めていた14羽のヒゲペンギンの托卵時間や睡眠状況などを様々な機器を使って調査しました。
たとえば、電極を埋めて脳波や首の筋肉からの筋電図を記録したり、加速度計とGPSを使って体の動きや姿勢、位置を測定したりしました。さらに、ビデオ録画によってヒゲペンギンたちの様子を直接観察し、その他の機器による観測データと組み合わせました。その結果、対象のヒゲペンギンたちは22.06±14.72時間（範囲：5.52～64.3時間）で抱卵役と海での採餌役を交代していることが分かりました。
次に、睡眠状況について調査が行われました。ペンギンを含む鳥類は、ヒトと同じくレム睡眠とノンレム睡眠を行います。レム睡眠は身体が休んでいて脳が活動している状態、ノンレム睡眠は脳が休んでいて身体は一定の緊張を保っている状態です。
レム睡眠の時のペンギンは、両目をつむり、頭部は脱力し、脳波は覚醒時に似ているという特徴を持つため、カメラの画面に入らないと覚醒しているのか睡眠しているのかは区別することは困難でした。
そこで研究チームは、鳥類の主な睡眠タイプである徐波睡眠に焦点を当てました。徐波睡眠とは、ノンレム睡眠を4段階の深さに分類した際に深いほうの2段階を示す言葉で、深睡眠とも呼ばれます。
機器測定と画像分析の結果、巣にいるペンギンたちは寝そべっている時も立っている時も徐波睡眠の状態を示し、平均3.91秒の「マイクロスリープ（超短時間睡眠）」を1日に1万回以上繰り返していました。
「寝るときは集団の中央ほど安心」というけれど
さらに、捕食者（ナンキョクオオトウゾクカモメ）の存在がヒゲペンギンの睡眠に及ぼす影響を調査するために、コロニーの中心（境界から2メートル以上離れたところ）に巣を作っている鳥と、コロニーの境界でトウゾクカモメにさらされて巣を作っている鳥の睡眠を比較しました。
動物は、集団で寝ることで捕食者の餌食になるリスクを薄めることができます。その際、集団の中央にいる動物は捕食者から最も遠い位置になるため、最大の恩恵を得られると考えられます。
実際、マガモについて調べた先行研究では「仲間に囲まれているときは安全なので両目を閉じ、両方の大脳半球を休ませて眠る。集団の端にいるときは片方の目を開けて、片半球的な睡眠になる可能性が高い」ことが示唆されました。
しかし今回の研究では、コロニーの端にいるヒゲペンギンは、中心部にいるペンギンよりも睡眠の質が高い（より長く、より深く、片半球敵な睡眠が少ない）ことが観察されました。これは、①ヒゲペンギンの場合は仲間が巣の材料を盗むリスクがあるため、仲間が密集しているコロニーの中央付近ではより警戒しなければならないこと、②過密なほど騒音が聞こえたり身体がぶつかったりするリスクが高まること、などが理由として考えられると言います。
数秒から数分の睡眠であるマイクロスリープは、ヒトの世界では疲労回復には短すぎて役に立たないとされており、しかも運転中などに起こると命に関わり非常に危険なやっかいな状態です。
対してヒゲペンギンでは、マイクロスリープを1万回という莫大な回数を積み重ねることによって、継続に警戒が必要な状況に適応した実践的な睡眠戦略として機能しているようです。ただし、今回はどれくらい疲労回復しているかを実際に測定したわけではないので、今後さらに詳細なメカニズムの解明が期待されます。
近年は「睡眠の科学」に対して注目が高まっています。ヒトでは「日中に15分から30分程度の短時間の昼寝をすると、睡眠不足解消や疲労回復、仕事のパフォーマンス向上に効果がある」とする調査報告が相次ぎ、米コーネル大の社会心理学者ジェームス・マース教授は「パワーナップ（積極的仮眠）」と名付けました。最近はパワーナップを考慮して仮眠室を設置したり、昼休みを長くしたりする企業も増えつつあります。
2024年は、質の良い睡眠で自分をいたわりながら、充実した年にしたいですね。