睡眠（Sleep）とは、意識と外からの刺激への反応が一時的に弱まり、しかも刺激によって元に戻せる状態が、毎日くり返し訪れるものです。脳波などで調べると、性質の違うノンレム睡眠とレム睡眠が一晩のうちに交互に現れます。
簡単な説明
寝ている家族に小さな声で話しかけても、たいてい気づきません。でも、名前を呼んで肩をゆすれば目を覚まします。ここが気絶や麻酔との違いで、睡眠は自然に入り、起こされれば戻ってこられる状態です。
眠りの深さも一晩中同じではありません。授業中に「カクッ」となる浅い眠り、ゆすっても起きにくい深い眠り、体は動かないのに脳が活発で夢を見やすい眠りが、波のようにくり返されます。
由来
| 年 | 主なできごと |
|---|---|
| 1924年 | John G. JenkinsとKarl M. Dallenbachが、覚えたあと眠った場合のほうが起きていた場合より忘れにくいことを報告 |
| 1953年 | Eugene AserinskyとNathaniel Kleitmanが、睡眠中に眼球がすばやく動く時期が規則的に現れることを報告（レム睡眠の発見） |
| 1957年 | William DementとKleitmanが、脳波・眼球運動・夢の関係と、一晩の周期的な変化を報告 |
| 1968年 | Allan RechtschaffenとAnthony Kalesの判定基準（R&K法）。ノンレム睡眠を段階1〜4に分ける |
| 2007年 | 米国睡眠医学会（AASM）の判定基準。段階3と4をまとめてN3とし、N1・N2・N3・R（レム）の4つにする |
具体的な説明
睡眠段階と脳波
睡眠段階は、脳波（EEG）・眼球運動（EOG）・あご（おとがい）の筋電図（EMG）を同時に記録する睡眠ポリグラフで、30秒ごとに判定します。目を閉じて安静にしているときに後頭部に出るα波が弱まることが、入眠の目印です。
| 段階 | 脳波などの特徴 | ポイント |
|---|---|---|
| N1（旧・段階1） | α波が弱まり、比較的低振幅でさまざまな周波数の波。頭蓋頂鋭波 | うとうとした浅い眠り |
| N2（旧・段階2） | 睡眠紡錘波とK複合 | 浅いノンレム睡眠（N1より深い） |
| N3（旧・段階3・4） | 高振幅（75µV超）のゆっくりした徐波 | 徐波睡眠。最も深く、起こしにくい |
| R（レム睡眠） | 低振幅の脳波（N1に近い）、急速眼球運動、全身の筋緊張の低下 | 夢を見やすい。脳は覚醒に近いのに体は動かないため逆説睡眠とも呼ぶ |
睡眠周期
眠りはN1→N2→N3と深くなり、また浅くなってレム睡眠が現れます。このノンレム－レムのひと回り（睡眠周期）は1時間半ほど（約90分）が目安で、一晩に何度もくり返されます。ただし長さには人や夜による幅があり、約6,000周期を分析した Cajochen ら（2024）では中央値は約96分で、最初の周期はそれ以降より短めでした。
一晩の中では前半に徐波睡眠が多く、後半ほどレム睡眠が長くなります。なお、1日より短いこの周期はウルトラディアンリズムの一例で、眠る時刻を左右する約24時間のリズムはサーカディアンリズム（Circadian Rhythm）の記事で解説しています。
睡眠の役割
役割はまだすべては解明されていませんが、次の2つがよく研究されています。
- 記憶の固定（consolidation）：Diekelmann & Born（2010）は、睡眠が新しく覚えた情報の固定を助けると整理しました。徐波睡眠中には海馬（hippocampus）に依存する記憶が再活性化されて大脳新皮質へ移され（システムの固定）、レム睡眠はその後の皮質でのシナプスの固定を助ける可能性があるとしています。
- 脳の老廃物の除去：Xie ら（2013）は、マウスで睡眠中に脳の細胞のすき間が約60％広がり、β-アミロイドの除去が速まると報告しました。ただし Miao ら（2024）は、同じくマウスで、睡眠中に除去がむしろ減ると報告しており、結論は出ていません。
睡眠不足と仕事（産業・組織）
Dawson & Reid（1997）は40人の実験で、起き続けて17時間後の作業成績が、血中アルコール濃度0.05％のときと同程度まで落ちることを示しました。疲労による能率低下は事故やヒューマンエラーにつながります。
厚生労働省の「健康づくりのための睡眠ガイド2023」は、成人について「6時間以上を目安として必要な睡眠時間を確保する」ことを推奨し、長時間労働の是正や、退勤から次の出勤までに一定の休息を確保する勤務間インターバル制度（企業の努力義務）を挙げています。
検定で混同しやすい点
| まちがえやすい組み合わせ | 正しい整理 |
|---|---|
| 約90分と約24時間 | ノンレム－レムの周期は約90分（目安）。約24時間はサーカディアンリズム |
| レム睡眠と夢 | 夢を「見やすい」のであって、ノンレム睡眠でも夢の報告はある |
| 4段階と3段階 | R&K法はノンレム4段階、AASMはN1〜N3の3段階 |
実験や観察の方法と結論
| 研究 | 方法 | 結論 |
|---|---|---|
| Jenkins & Dallenbach（1924） | 無意味つづりを覚えたあと、眠る場合と起きている場合で一定時間後の記憶を比べる | 眠った場合のほうが忘れにくい。忘却は時間による減衰より、起きている間の干渉で説明される |
| Aserinsky & Kleitman（1953） | 睡眠中の眼球運動を記録する | 急速な眼球運動の時期が規則的に現れる（レム睡眠） |
| Dement（1960） | レム睡眠が始まるたびに起こし、レム睡眠だけを奪う | レム睡眠に入ろうとする回数が増え、回復夜にレム睡眠が増える（レム睡眠の反跳） |
| Van Dongen ら（2003） | 健康な成人48人の寝床にいる時間を14日間、1晩4・6・8時間に制限し、3晩の完全断眠と比べる | 4・6時間で成績が日ごとに低下し、最大で完全断眠2晩分。眠気の自覚はあまり増えない |
例文
「睡眠の後半ほどレム睡眠が長くなるので、明け方の眠りは夢を見やすい時間帯といえます。」
「6時間睡眠が続いても『もう慣れた』と感じるのは、眠気の自覚が成績の低下に追いついていないからかもしれません。」
疑問
Q: 夢はレム睡眠のときにしか見ないのですか？
A: いいえ。レム睡眠中に起こすと夢を報告しやすいのは確かですが、ノンレム睡眠中に起こしても夢を報告することがあります。「レム睡眠＝夢を見やすい」と覚えるのが正確です。
Q: 「90分の倍数で起きるとすっきりする」は本当ですか？
A: 約90分はあくまで目安です。周期の長さは人や夜によって幅があり、最初の周期は短めになることも報告されています。倍数にこだわるより、必要な睡眠時間を確保することのほうが大切です。
Q: 平日の寝不足は、休日の寝だめで取り返せますか？
A: 十分とはいえません。睡眠ガイド2023は、眠りを「ためる」ことはできず、寝だめでは平日の日中の眠気は完全には解消できないという報告を紹介しています。休日の起床時刻が大きく遅れると体内時計も乱れます（社会的時差ボケ）。
理解度を確認する問題
問題1. 睡眠段階と、その段階に特徴的な脳波の組み合わせとして、最も適切なものはどれか。
- A. N1 ― 睡眠紡錘波
- B. N2 ― K複合
- C. N3 ― α波
- D. レム睡眠 ― 高振幅の徐波
正解：B K複合と睡眠紡錘波は、どちらもN2の目印です。Aはまぎらわしいですが、紡錘波はN2で、N1はα波が弱まる段階です。Cのα波は安静閉眼の覚醒時の波で、入眠とともに弱まります。Dの高振幅の徐波はN3の特徴で、レム睡眠の脳波は低振幅です。
問題2. レム睡眠に関する説明として、最も適切なものはどれか。
- A. 健康な成人では、寝入りばなの最初の周期で最も長く現れる
- B. 急速眼球運動がみられ、全身の筋緊張は低下する
- C. 夢の報告はレム睡眠中に起こしたときにだけ得られる
- D. レム睡眠だけを奪うと、回復夜にはレム睡眠が減る
正解：B 目は動くのに筋肉はゆるみ、脳波は覚醒に近いため逆説睡眠とも呼ばれます。Aは誤りで、前半に多いのは徐波睡眠、レム睡眠は後半ほど長くなります。Cは誤りで、ノンレム睡眠中に起こしても夢の報告はあります（レム睡眠は夢を「見やすい」）。Dは逆で、Dement（1960）では回復夜にレム睡眠が増えました（反跳）。
問題3. Van Dongen ら（2003）の睡眠制限実験の結果として、最も適切なものはどれか。
- A. 成績の低下は1晩4時間の群だけでみられ、6時間の群では数日で元に戻った
- B. 1晩4〜6時間の制限が続くと成績は積み重なるように低下したが、本人の眠気の評定はあまり増えなかった
- C. 眠気の評定も成績と同じように日ごとに上がり続け、本人は自分の能率低下を正確に把握していた
- D. 14日間の睡眠制限の影響は、1晩の完全断眠と比べれば無視できるほど小さかった
正解：B 4時間・6時間の制限では成績が日ごとに低下し、最大で完全断眠2晩分に相当しました。一方、眠気の評定は最初に上がったあとはあまり増えず、本人は低下に気づきにくいことが示されました。Aは誤りで、6時間群でも低下は続きました。Cは「自覚が追いつかない」という要点と逆です。Dも誤りで、影響は完全断眠に匹敵しました。職場では本人の「大丈夫」を安全の根拠にしにくい、ということです。
関連キーワード
- レム睡眠（REM Sleep）
- ノンレム睡眠（Non-REM Sleep）
- 徐波睡眠（Slow-Wave Sleep）
- 記憶の固定（Memory Consolidation）
- サーカディアンリズム（Circadian Rhythm）
- 海馬（hippocampus）
- ヒューマンエラー（Human Error）
- 産業・組織心理学（Industrial-Organizational Psychology）
関連論文
まずこの1本
Aserinsky, E., & Kleitman, N.（1953）Regularly occurring periods of eye motility, and concomitant phenomena, during sleep. Science, 118(3062), 273–274.
睡眠中に眼球がすばやく動く時期が規則的に現れることを報告し、レム睡眠研究の出発点となった2ページの短い論文です。睡眠が一様な「休み」ではなく、性質の違う状態の交代であることを示しました。試験では、発見者（Aserinsky と Kleitman）と年（1953年）、続く Dement と Kleitman（1957）が夢との関係や一晩の周期的な変化を示した流れが問われやすい点です。
https://doi.org/10.1126/science.118.3062.273その他の参考文献
Cajochen, C., Reichert, C. F., Münch, M., Gabel, V., Stefani, O., Chellappa, S. L., & Schmidt, C.（2024）“Ultradian sleep cycles: Frequency, duration, and associations with individual and environmental factors—A retrospective study.” Sleep Health, 10(1S), S52–S62.
概要 実験室で記録された369人・6,064周期を分析し、睡眠周期の中央値が約96分で、個人差が大きく、最初の周期が短めであることを示しました。
https://doi.org/10.1016/j.sleh.2023.09.002ほそめがねのひとこと
N1〜N3とレム睡眠の脳波の特徴、検定の勉強で覚えにくかったですか？
覚え方
①段階の目印：「1でアルファ消え、2でボウスイ・ケイ、3でジョハ」。N1はα波が弱まる、N2は紡錘波とK複合、N3は徐波です。
②レム睡眠：「目はキョロキョロ、体はグッタリ、頭はフル回転」。急速眼球運動、筋緊張の低下、覚醒に近い脳波＝逆説睡眠です。
③一晩の流れ：「前半は深く、明け方は夢」。徐波睡眠は前半、レム睡眠は後半に多くなります。ひと回りはサッカー1試合ぶん（約90分）くらいが目安です。
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