Nature 誌は、夢は本当に未来を予測できるのかを確認する記事を掲載しました。

ゴシップ

「夢で未来を予言することは科学的に証明されているか？」

ネイチャー誌に掲載された研究が、夢を通じて未来を予測できることを証明しているという噂がネット上に流れている。

噂の分析

これは研究の誤解です。

この研究はマウスを対象に行われ、マウスが夢を見るとき、脳は既存の知識と経験に基づいて起こりうる問題をシミュレートしており、これは未来を予測することとはまったく異なることが証明されました。

最近、『ネイチャー』誌に掲載された研究が大きな注目を集め、「人間は夢を通じて未来を予測できる」と多くのネットユーザーが議論している。これにより、多くの友人は、これが夢の謎やいわゆる「予言的な夢」の科学的根拠を提供すると考えています。

それで、この記述は正しいのでしょうか?

研究では、私たちが夢を見ているときに脳内の特定のニューロンが過去の経験を再現し、また、まだ経験していないが将来経験するかもしれない状況をシミュレートしていることがわかった。しかし、この実験はマウスのみで実施され、マウスの脳は真の予測を行うのではなく、既存の経験と知識に基づいて可能性のある環境をシミュレートするだけであることがわかった。このシミュレーションを予測と誤解するのは非科学的であり、研究結果の過剰な解釈です。この研究の他の結論も、夜更かしをすることが多い私たちにとっては熟考する価値がある。以下で詳しく説明します。

睡眠はどのようにして未経験の状況をシミュレートするのでしょうか?

日常生活において、睡眠の質が学習や記憶に及ぼす大きな影響をはっきりと感じることができます。科学者たちはこのことを昔から認識しており、多数の研究を通じてこの現象を確認してきました。研究者たちは、睡眠は海馬のシグナル伝達、活動レベル、ニューロン間のつながりに影響を与えるため、記憶と学習を司る脳の重要な構造である海馬にとって睡眠が特に重要であることを発見した。

海馬は記憶と空間ナビゲーションを司る重要な構造です。脳の側頭葉の奥深くに位置し、タツノオトシゴに似た形にちなんで名付けられました。脳の各半球には海馬があります。

脳内の海馬（画像出典：文献[3]）

科学者たちは、睡眠中に脳がどのように情報を制御、処理するかをより深く理解するためにこの研究を行った。研究者たちはまずマウスに報酬を求めて迷路を探検させ、次にマウスが迷路内で活動しているときと休んでいるときおよび眠っているときの脳の活動を記録しました。研究チームは新しい機械学習アルゴリズムを使用して、マウスの海馬のニューロンの活動を追跡・分析し、マウスが眠っているとき、脳内のニューロンが迷路を探索しているときの活動パターンを再現していることを発見した。

これは、脳がマウスの迷路での経験をマウスの夢の中で再現し、これらの短期記憶がさらに長期記憶へと進化するのを助けることを意味します。さらに、マウスの脳内のニューロンの別の部分は、睡眠中のこの記憶に基づいて、将来マウスが再び迷路に遭遇したときの新しい状況をシミュレートし、将来の探索と活動に備えます。そのため、迷路環境に戻されると、マウスはまるで夢の中でそれを体験したかのような行動をとった。ですから、夢を見ることは「予言」であると言うよりも、「リハーサル」であると言った方が良いでしょう。

十分な睡眠を取ったマウス（左）と睡眠不足のマウス（右）の脳活動（画像出典：文献[4]）

十分な睡眠をとったマウス（左）と比較すると、睡眠不足のマウス（右）は脳活動がより頻繁に見られましたが、その強度は大幅に低下しました。

この研究に基づいて科学者たちはさらなる実験を行い、マウスが十分な睡眠を取らないと、再生とリハーサルの記憶プロセスが大幅に弱まることを発見した。睡眠不足になると、マウスの脳活動はより頻繁になりますが、その強度は大幅に低下し、神経活動と記憶の再生が大幅に減少します。マウスは睡眠中に迷路探検の経験を効果的に再現することができません。通常の睡眠に戻った後でも、これらの活動は完全に通常のレベルに戻りません。これはまた、十分な睡眠を確保することが正常な脳機能を維持し、記憶の定着を促進するために不可欠であることを思い出させます。

睡眠と記憶の関係

マウスを使った実験では、睡眠不足により海馬における記憶の想起と神経細胞の再活性化が大幅に減少した。人間を対象とした研究では、睡眠不足は記憶力や認知機能の低下にも関連していることがわかっています。研究者らは、脳波検査（EEG）や機能的磁気共鳴画像法（fMRI）などの技術を用いて、睡眠不足が脳の記憶関連領域の活動の低下を招き、短期記憶と長期記憶の両方に悪影響を及ぼすことも観察している。多くの学生は勉強のために睡眠時間を犠牲にすることがよくあります。上記の研究から、この実践は科学的ではないと推測できます。

著作権画像、転載禁止

1924 年にはすでに、ジェンキンスとダレンバッハは実験研究を通じて睡眠が記憶に与える有益な効果を実証していました。それ以来、記憶形成における睡眠の重要な役割は、多くの研究で徐々に確認されてきました。科学者たちは現在、睡眠は脳に、外部からの大量の情報入力なしに、新たに符号化された記憶を整理し、統合するための時間を与えるという点について、おおむね同意している。

私たちが目覚めている間、記憶は絶えず形成され、新たな感覚体験が絶えず流入しています。睡眠中は、記憶処理に関わる無数の神経ネットワークが内因的に活性化され、脳は覚醒時のニューロンの活動パターンを再現します。海馬のニューロンも再活性化し、大脳皮質のニューロンと同期します。この再活性化により、新たにエンコードされた記憶が海馬から大脳新皮質に転送され、長期記憶が形成されます。

記憶の再活性化は長期記憶を形成する（画像出典：参考文献[2]）

睡眠が不十分になると、海馬のニューロンは再活性化しにくくなり、その結果、脳は起きているときの活動パターンを効果的に再現できなくなります。これは脳と記憶に重大かつ広範囲な影響を及ぼします。ニューロンの再活性化と記憶回復の頻度が低下し、シナプスのリモデリングプロセスが妨げられ、睡眠の質と深さに影響が及び、記憶力と認知機能が全体的に低下します。そして、この悪影響は短時間の回復睡眠では完全に補うことはできません。したがって、十分な睡眠を確保することは、学生や効率的に学習し記憶する必要がある人にとって非常に重要です。

まとめ

睡眠は記憶の転送と定着に重要な役割を果たしますが、そのプロセスの多くの側面はまだ不明です。さらなる研究を通じて、これらの複雑なプロセスの謎を解明し、脳機能への理解を深め、学習能力と記憶能力を向上させ、睡眠と記憶に関連する障害に対処するための新しい治療戦略を提供したいと考えています。しかし、この実験はいわゆる「未来を予測する」こととは何の関係もありません。

噂の鏡を見る

多くの噂は科学研究論文の過剰な解釈から生じます。元の研究の要約を見ると、一見真面目そうな噂でも、動物実験の結果をそのまま人間に当てはめたり、研究で言及されている特定の癌を一般的な「癌」という用語に置き換えたりしていることが多いことがわかります。この記事で述べたように、研究の結論を間違えているものもあります。

もちろん、原文を読む時間やエネルギーがないかもしれません。この点に関して、権威あるジャーナルの最新の研究が正しく解釈されたとしても、その結論を検証するにはさらなる研究が必要になることが多く、また、それは私たちの日常生活からかけ離れていることが多いため、それにエネルギーを浪費する必要はないということを理解するだけで十分です。

著者: Denovo ポピュラーサイエンスライター 分析化学博士

査読者: 北京天壇病院神経科教授兼主任医師、李静静