目に見えない「自分の眠り」を調査するには？(加藤 さくら)

１月に入り、すっかり寒くなりましたね。「寒くて朝ベッドから出られない！」「朝が暗いから目覚めがあまりよくないな～」という人も多いのではないでしょうか？季節の変わり目は睡眠の変わり目。今回のブログでは、生き物が生きていくのに欠かせない「睡眠」について考えてみます。

科学的事実はゼッタイ？

科学では、人間の睡眠は季節の影響を受けると考えられています。ある論文によると、北半球の高緯度に住む人たちは、夏に比べて冬に平均睡眠時間が15～20分程度長くなるようです⁽¹⁾。要因としては、就寝時の室内の温度・湿度の低下により睡眠の質が落ち睡眠時間が長くなることや、冬は日照時間が短い影響で目覚めるときに外が暗く、体内時計をうまく調節できないことがわかっています。

では、みなさんは毎年冬には、夏よりも20分長く寝ていますか？

この質問に答えるとき、自信をもって「はい」と答えられる人は少ないのではないでしょうか。年齢によって変わっていくかもしれませんし、平日と休日では起きる時間も違うかもしれません。あるいは冬の方が早く起きられる！ という人もいると思います。

先ほどの論文を見てみると、研究に使われているデータは3年半の間に約11万人とのこと。 「冬は夏よりも睡眠時間が長くなる」という結論は11万人の平均なので人間全体の傾向を見る上ではある程度信ぴょう性があるのかもしれません。一方で、一人ひとりの体質を断定するものではありません。

もっと身近な例を出すと、2021年の日本人の平均睡眠時間は7時間22分程度⁽²⁾と報告されていますが、みなさんは毎日きっちり7時間22分寝ているでしょうか？ 家族や友達の中でも7時間じゃ足りない人、もっと短くていい人、日によってまちまちである人もいるでしょう。

私たちは「調査や論文でこうでした！」というとなんとなく納得してしまいがちですが、論文や調査で分かることはある集団の平均であり、私やみなさん一人ひとりの実感や体の個性とはズレることがあります。特に身体や医療の分野は個人差も大きいため、より自分自身の感覚を意識することが大切ではないしょうか。

では、自分自身の睡眠と上手に付き合っていくにはどうすれば良いでしょうか？ 私は、科学者たちの睡眠研究で得られた知見に注目しつつ、同時に、自分自身の身体と向き合う、つまり「セルフチェック」も非常に有用であると考えます。

現在、未来館では、毎日開催している「科学コミュニケータートーク」という15分程度のイベントで、来館者の皆さんと「睡眠との向き合い方」について一緒に考えています。このトークイベントのタイトルは、「ねむねむリサーチ ～あなたの眠気とうまくつきあおう」。体内時計や遺伝子、加齢による人間の睡眠にまつわる最新の研究結果を紹介しながら、「自分で自分の眠気を調査すること」についてお話しています。

では、いったいどうやって睡眠や眠気を調査するのでしょうか？ 寝ている間は自分の睡眠をチェックすることはできませんし、寝ている様子を他人にチェックしてもらったとしても、外側からは大きな変化は見られません。自分で自分の睡眠を調査する、つまり睡眠のセルフチェックは難しいですが、いくつか方法があります。

科学コミュニケータートーク「ねむねむリサーチ」の中でご紹介しているのは、たとえば「クロノタイプ質問紙」⁽³⁾と呼ばれる診断ツール。「クロノタイプ」とは一人ひとりがもつ睡眠の時間的なタイミングの傾向のことです。ふだんの睡眠時間を入力することで「クロノタイプ」を算出し、自分が朝型か夜型か診断することができます。

あるいは、睡眠日記をつけて、自分が何時に寝て何時に起きているのか、どんな眠りだったかを記録することもおすすめしています。自分の睡眠を記録しておくことで、自分にとってよりよい睡眠習慣を見つけることができます。ほかにもウェアラブルデバイスをつけて寝ることで、アプリで睡眠を計測する方法もありますね。

実は、ふだん実施しているトークのなかでは話しきれなかった、あるセルフチェックの方法があります。今回はわたし自身の「ねむねむリサーチ」として、そんなセルフチェックの一つである「脳波計測」をご紹介します。

目に見えない脳の動きをとらえる脳波計

脳波計測は、睡眠研究でも多く使われる実験方法の一つです。これは、脳波計(Electroencephalograph：EEG)と呼ばれる装置を使った計測方法です。

人が考えたり指示を出したりなにか活動するとき、脳の神経細胞は弱い電気信号を発生します。これを計測するのが脳波計です。ただし、１つの神経細胞では弱すぎて検知することはできません。通常脳は何万もの神経細胞が同時に活動するので、その電気信号の総和を、頭につけた電極でとらえることで、脳波を記録することができます。これが脳波計の仕組みです。脳波を計測することで、脳のどこで・どのくらいの活動が行われているかを調べることができます。

だれでも脳波が見られる時代！

さて、睡眠の理解に欠かせない脳波計測ですが、研究や医療の現場ではどのように使われているのでしょうか？

実際に睡眠、それに伴う生活リズムの研究が行われる病院や実験室では、ふだんの睡眠環境とは違う環境で脳波計測が行われます⁽⁴⁾。調べたい項目以外の変数をなるべく減らすためです。

例えば、性別による睡眠の変化を知るために睡眠のデータを取る場合を考えてみましょう。このとき実験をする人は、被験者全員の健康状態や年齢、就寝時刻、食事の時刻、部屋の温度や明るさ、コーヒーなどのカフェイン摂取の禁止など、なるべく条件を一致させるよう、実験の内容を決めていく必要があります。もし就寝時刻や寝る前に食べたものが被験者によって異なると、本当に比べたい「性別」以外の要素が原因で脳波に違いがある可能性を捨てきれないのです。

したがって、脳波計を使う実験では多くの場合、ふだん寝ている自室の環境やタイムスケジュールとはまったく異なる条件で寝ている可能性が高く、その人の「ふだんの睡眠」を計測できない、という弱点があるのです。また、誰もが脳波計を持っているわけでも扱えるわけではないので、患者や被験者という立場でしか、脳波を測る機会はなかなかありませんでした。

ですが近年、個人でも自宅で脳波計を睡眠のセルフチェックのために使うことができるサービスが開発されています。今回はそんなサービスを提供している会社のひとつ、株式会社S’UIMINにご協力いただき、自宅環境での脳波計測を体験しました。

S’UIMIN社は筑波大学発のベンチャー企業で、病院用・個人用の睡眠計測サービスの事業を展開しています。筑波大学には世界でもトップレベルの研究拠点である、国際統合睡眠医科学研究機構があり、日本や海外の研究者が多く在籍しています。

わたしの睡眠は……？

S'UIMIN社では、InSomnografというサービスを提供しています。InSomnografとは、睡眠時の脳波を測定してAIで解析し、睡眠状態を“見える化”するサービス。専門家のアドバイスが得られるプランもあります。このサービスに会員登録をすると、自宅に写真のようなセットが届きます。これは脳波を測るための電極シートと、血中酸素ウェルネスを計測するための濃度計、ふたつをつなぐデバイスです。

電極シートをおでこ3か所、左右の耳の後ろの2か所、合計5か所に貼りつけ、デバイスとつなげると計測を開始できます（とても簡単……！）。

計測日に写真のデバイスを自分で設定し、一晩寝ると、翌朝デバイスからデータがアップされ、AIによって脳波の種類などを見分け、パソコンからその日の睡眠記録を確認することができます。この脳波計測と一緒に、「ねむねむリサーチ」でいつも配布している睡眠日記もつけたので、InSomnografのデータと比べてみます。合計で4日間分の計測結果がこちらです。

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【睡眠日記】1日目～４日目の記録 【脳波計】1日目の計測結果

補足：ノンレム睡眠

人間の脳の状態は、覚醒・レム睡眠・ノンレム睡眠の３つに大分されます。私たちが起きているときは覚醒状態、睡眠に入るとレム睡眠とノンレム睡眠の2つの状態を交互に繰り返します。レム睡眠は「急速眼球運動睡眠（Rapid Eye Movement、REM）」と言い、目はつむっているものの眼球が動いている状態、ノンレム睡眠は眼球が動いていない状態を指します。この2つでは脳波の形も違いますが、その役割も異なるとされており、レム睡眠には「鮮明な夢を見る」「身体の筋肉が弛緩する」などの特徴が、ノンレム睡眠には「脳が覚醒時と大きく異なる活動をする」「心身の回復に重要な成長ホルモンを分泌する」などの特徴があります。

【脳波計】2日目の計測結果 【脳波計】3日目の計測結果 【脳波計】4日目の計測結果

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以上の私の睡眠データをもとに、株式会社S’UIMINの睡眠ウェルネスアドバイザー、谷明洋さんにお話をうかがいました。（なんと、谷さんは元未来館の科学コミュニケーターです！）InSomnografの結果の見方や、そして睡眠のセルフチェック自体の有用性についても聞いていきます。

InSomnografのデータをみてみよう

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Q.　レポートデータのみかたを教えてください。

A.　年代別の基準で算出したスコアを参考にしながら、グラフでひと晩の睡眠状態の変化を確認すると良いでしょう。

レポートの一番上にある「ぐっすり脳波スコア」は、S'UIMIN独自の睡眠スコア（1000点満点）です。「睡眠時間（眠った時間）」と、脳波測定だからこそ算出できる本質的な「睡眠の質」をもとに、ひと晩の睡眠を総合的に評価しています。

その下の「睡眠の量」のスコアは、眠っていたと判定された時間を合計し、年代別の基準値に当てはめて評価しています。

一方、「睡眠の質」スコアは、S'UIMIN独自の睡眠スコア（1000点満点）です。「睡眠時間（眠った時間）」と、脳波測定だからこそ算出できる本質的な「睡眠の質」を元に、ひと晩の睡眠を総合的に評価しています。

脳波データのグラフは、計測した脳波をAIで覚醒、レム睡眠、ノンレム睡眠3つ種類、判定不能の６種類に分類しています。血中酸素も同じように、時間軸で睡眠中の血中酸素を算定しています。

グラフとスコアは晩ごとに確認でき、自分の「眠れた（眠れなかった）な」という感覚と照らし合わせるのも面白いと思います。

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Q.　私は深い睡眠（N3／緑線）があまりないようなのですが、今回のデータはいかがでしょうか？

A.　 睡眠には個人差があるので、そんなに不安にならなくても大丈夫です。

ノンレム睡眠であるN3の時間が良好ラインよりも少ないこと、中途覚醒が何度かあることが特徴ではあります。

ただ、ノンレム睡眠はN1～N3の3つに分けられるのですが、このうちN2とN3は、「徐派睡眠」という脳波の出方によって判定がなされます^※。データ上はN3が少なくても、N3に近いN2をたくさん取っている可能性があります。また、中途覚醒についても、1回の覚醒時間が短いので、起きてもすぐまた入眠できている、とも捉えられます。

血中酸素ウェルネスは、主に睡眠時無呼吸症候群のリスク評価の材料となります。

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Ｑ.　毎晩計測して、朝数値が出てくるのをみると、やっぱりもっと改善したい！ という気持ちが出てきました。

A.　計測結果から睡眠への意識を高めたり、睡眠に良い生活習慣を心がけたりするのはとても大切なことです。

加藤さんはすでに、ケータイを触らない、運動をしてみるなど、ご自身の睡眠環境を変えながらよりよい睡眠をすでに探っていらっしゃいますし、睡眠に良くない行動が目立つわけでもありません。

N3とN2が数値的に区切られていることで、どうしても睡眠があまり良くないように感じてしまうかもしれませんが、睡眠にはもともと個人差がありますし、自分ではコントロールしきれない体調や年齢による変化もあります。完璧で理想的な睡眠を目指すのではなく、「自分なりの良い睡眠」を無理のない範囲で追及してみるくらいの心がけが良いかもしれません。

セルフチェックはツールをうまく使い分けながら、がんばりすぎずに。

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Q.　 脳波計で計測するという睡眠のセルフチェック方法にはどんなメリットがありますか？

A.　自分の睡眠を、スポットで詳細に把握することができます。

セルフチェックの方法は日中の眠気や熟睡感などの主観的なもの、アプリやスマートウォッチ、そして脳波計などの客観的なものの2種類あります。

脳波計は客観的なチェックのなかでも、より詳細に、納得感をもって睡眠の質を計測できる方法です。たとえば、眠ろうとしても眠れないと感じている方が睡眠を測ると、ご自身で感じているよりずっとよく眠れていることがあります。自分自身の感覚と測定結果が異なるときに、脳波計だとより信頼しやすく、「思ったよりもよく眠れているんだな」と理解しやすいように思います。

一方で、脳波計はコストや手間が少しかかるので、中長期的な計測には向きません。脳波計で短期的に調べて眠れている間の睡眠の質に問題ないことが分かれば、以降はスマートウォッチなどを使って自宅でできる範囲のセルフチェックを続けるなど、うまく使い分けると良いでしょう。

 

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Ｑ.　自宅の環境の影響などは考慮しなくても良いでしょうか？

Ａ　セルフチェックでは、むしろ普段の環境で計測できることが重要です。

治験や研究開発のために睡眠を測定する時には、就寝環境等の条件をしっかりと揃えて被験者数も十分に確保する必要があります。一方で、セルフチェックであれば「ふだんのベッド、ふだんの生活のなかで眠るときに、どんな睡眠がとれているのか」を把握することが大切になります。実際、「眠ろうとしても眠れないことに悩んで、病院で一晩睡眠の脳波計測をしたら、環境が変わったせいなのかぐっすり眠れてしまったけれど、家に帰ったらまた眠れなくなった」という話もあります。

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Ｑ.　Insomnograf で得られた結果とは、どのように向き合えばいいでしょうか？

Ａ．悪いところだけ気にするのではなく、良いところにも目を向けてほしいです。

睡眠を良いか悪いかのどちらかで考えてしまいがちですが、睡眠を測ってみると、その人の睡眠の「良いところ」と「悪いところ」の両方が見えてくることが多いです。たとえば、「深い睡眠は少な目だけど、覚醒がほとんどなく安定して眠れている人」や、「夜中に目が覚めてしまうことはあるけれど、眠れている時間はとても深く眠れている人」がいるのです。それを踏まえて、自分の睡眠の課題と対策を見極めるために使ってほしいと考えています。

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Ｑ.　谷さんご自身が自分の睡眠と向き合うために意識されていることはありますか？

A.　睡眠を考えることは、24時間をどう使うか考えることだと思います。

睡眠は「質」だけでなく「量」も大切です。たとえば、「忙しくて5時間しか睡眠がとれないから、ちょっとでも質の高い睡眠をとりたい」と考えたくなる気持ちはよく分かるのですが、そういう方の睡眠を測ってみると、これ以上改善の余地がないくらい深く眠れていることが多いんです。つまり、あとは時間を延ばすしかないんですよね。でも１日は２４時間で有限なので、あとは自分にとって何が大切な時間なのか、大切にしたいことと諦めることを整理するようにしています。

いろんな方法を試しながら、ねむねむリサーチの旅は続く……

インタビューは以上です。いかがでしたか？ 脳波計測に少し興味が出てきたという方もいらっしゃるかもしれません。

この体験をする前、わたしは最近早朝に目覚めてしまうことが多いことを自覚していました。ですので、InSomnografでもその点が改善すべきポイントと判定されると思いこんでいたのですが、そもそも深い眠りの時間が少ない体質かもしれないことがわかりました。

谷さんによれば、自分で主観的に感じる睡眠の課題と、客観的に脳波計測して得られる課題には大きな乖離があることもあるそうです。客観的に、かつ詳細に調べることで、本当に気をつけるべき課題を見つけることができるんですね。

では、睡眠日記のような、主観的で生活全体を見るようなセルフチェックは意味がないのでしょうか？ いいえ！ そんなことはありません。谷さんもお話されていたのは、睡眠を考えることは24時間をどう使うか考えること。自分にとって心地いい睡眠の習慣を見つけるために、「日中に眠くない」「体調がいいと感じる」などの感覚を使って、主観的に睡眠を振り返ることも大切ではないでしょうか。また、インタビューにもありましたが、この方法なら手間やコストがかからない分、長期的に睡眠習慣の変化を考えたいときにも使えますね。

睡眠は24時間のうち3分の1程度の時間を費やすわりに、実態がつかみにくい、ちょっと付き合いにくい習慣かもしれません。運動や食事のように自分でコントロールできる部分があればよいのですが、今回の計測体験を通して、それもなかなか難しいことが身にしみてわかりました。

自分の睡眠や脳波が気になる！ という方はぜひ脳波計測やスマートウォッチの計測サービスなどを利用してみてください。その際は、今回のように脳波計と睡眠日記と組み合わせて行い、何が自分の睡眠にとってよいのか、あるいはあまり関係ないのか、いろいろ試してみてはいかがでしょうか。

また、脳波計は少しハードルが高いと感じる方もいると思います。未来館では毎日、科学コミュニケータートークとして「ねむねむリサーチ」を実施していますので、ぜひご参加ください。あなたの睡眠や眠気とうまくつきあうためのリサーチ方法を、科学コミュニケーターと一緒に探しましょう。お待ちしております！

執筆: 加藤 さくら(日本科学未来館 科学コミュニケーター)
【担当業務】
アクティビティの企画全般に携わり、情報発信や対話活動を行う。研究エリア入居プロジェクトのイベントや、常設展示のオリジナルパートナーロボット「ケパラン」を用いたアクティビティの開発を担当。

【プロフィル】
小さいころから動物の絵を描いたり、動物園に行ったりするのが好きで、大学では動物園で動物行動学や来園者の研究をしていました。前職では広告代理店でWEB広告の仕事をしていました。未来館では、皆さんと一緒に科学のわくわくポイントを見つけたいです！

【分野・キーワード】
動物行動学、比較心理学、動物福祉学