睡眠 | ダーウィン・ジャーナル

ホワイトノイズとは？睡眠や記憶力への効果や影響など研究・論文まとめ

チャールズ（管理人） — Thu, 28 Nov 2019 02:49:51 +0000

「シャー」という雑音であるホワイトノイズは、赤ちゃんの睡眠を促したり、記憶力などのパフォーマンスを向上させる効果などが報告されている一方、場合によって赤ちゃんや脳に悪影響を与える可能性も一部の論文では指摘されているようです。

本記事では、ホワイトノイズの効果や影響についての研究・論文をいくつかまとめて簡単にご紹介します。

※管理人の目に留まった一部の研究を取り上げているだけで、包括的・網羅的なものではなく、情報が古くなってしまっている可能性もあります。今後、新しい情報が見つかれば記事の内容は更新する予定です。

そもそもホワイトノイズとは？

ホワイトノイズに近い音の例としては、昔のアナログ放送のテレビのいわゆる「砂嵐」画面の音が挙げられることがあるようです。

ホワイトノイズの辞書的な意味・定義としては、たとえば広辞苑では

すべての周波数成分をほぼ同量ずつ含む仮想的な定常雑音。

同様の周波数成分を持つ光が白色に見えることになぞらえた称。白色雑音。

と説明されています。

ホワイトノイズがどんな音か、実際に聞いてみましょう。（再生▶ボタンを押してください）

こちらの音源データの周波数スペクトルは、次の通りです。このように、どの周波数もほぼ同じ強さとなっているのが、ホワイトノイズの特徴です。

youtube音源やカラーノイズについて詳しく知りたい方はコチラ

【YouTubeの音源は必ずしも本物のホワイトノイズではない？】
「ホワイトノイズ」としてアップロードされているYouTube動画音源の周波数スペクトルをいくつか調べてみたところ、実際には必ずしも厳密な意味でのホワイトノイズではないようです。

参考音源1：森の雨音

低周波側がやや強めになっているようです。

参考音源2：ファンの音

こちらは明らかに右肩下がりの周波数スペクトルとなっていて、ホワイトノイズとは言えなさそうですね。

【スペクトルが平坦でないノイズは、「カラードノイズ」（有色雑音）】
このようにスペクトルが平坦でないノイズは、スペクトルが平坦なホワイトノイズ（白色雑音）に対して、カラードノイズ（有色雑音）と呼ばれるようです（Wikipedia）。

参考までに、以下にカラードノイズの例を挙げておきます。

ピンクノイズの音源と周波数スペクトル

右肩下がりのスペクトラムになっています

パープルノイズの音源と周波数スペクトル

こちらは逆に右肩上がりのスペクトラムになっています

このように、同じような「シャー」あるいは「ザー」といったノイズにも色々あるようですね。

さまざまなノイズの違いや特性について理解できたところで、以下では、いよいよ、ホワイトノイズの効果や影響について調べた研究をご紹介していきます。

ホワイトノイズの効果やメリット

睡眠を促す効果あり！

赤ちゃん（新生児）にホワイトノイズを聞かせると、眠りにつく可能性が3倍以上になったとの報告があります。なぜ睡眠を促すのか、その理由については、ホワイトノイズが外部の他の騒音などをマスキングすることによる効果と考えられているようです↓

White noise and sleep induction.

We studied two groups of 20 neonates, between 2 and 7 days old, in a randomised trial. Sixteen (80%) fell asleep within five minutes in response to white noise ...

また、集中治療室（ICU）の患者を対象とした調査でも、ホワイトノイズによって睡眠が改善されたことが報告されています↓

（Stanchina et al., 2005より引用）

ホワイトノイズによって、環境中の他の雑音が相対的に目立たなくなるようですね。

ScienceDirect

記憶力などパフォーマンスに及ぼす影響は一様ではない？

ホワイトノイズによって、ADHD（注意欠如・多動症）など注意力が欠けている生徒では記憶のパフォーマンスが上がった一方、もともと注意力があり集中できていた生徒では逆にパフォーマンスが下がったとの報告があります↓

（Söderlund et al., 2010[CC]より引用）

注意力のない生徒（inattentive）と集中力のある生徒（attentive）でホワイトノイズの効果は反対だったようです。

The effects of background white noise on memory performance in inattentive school children - Behavioral and Brain Functions

Background Noise is typically conceived of as being detrimental for cognitive performance; however, a recent computational model based on the concepts of stocha...

他にも、ホワイトノイズが新しい単語を学ぶのに役立つといった報告や、タスクの種類によってホワイトノイズはプラスにもマイナスにも働くといった報告もあるようです。

ホワイトノイズが記憶力などのパフォーマンスに影響を及ぼす原因・メカニズムとしては、ドーパミンが関与している可能性などが考えられているようです↓

White noise enhances new-word learning in healthy adults - Scientific Reports

Research suggests that listening to white noise may improve some aspects of cognitive performance in individuals with lower attention. This study investigated t...

Differential effects of white noise in cognitive and perceptual tasks

Beneficial effects of noise on higher cognition have recently attracted attention. Hypothesizing an involvement of the mesolimbic dopamine system and its functi...

認知症の方の行動を改善できる可能性

ホワイトノイズによって、認知症を患う高齢者の方の興奮行動が改善されたとの報告があります。医療・介護の現場で応用できる可能性もあるようです↓

The Effects of White Noise on Agitated Behaviors, Mental... : Journal of Nursing Research

amily caregivers and healthcare providers to handle when caring for older adults with dementia. Purpose: The aim of this study was to investigate the effectiven...

ホワイトノイズの潜在的な悪影響・デメリット

耳鳴りの治療にも使われるが、脳に悪影響を及ぼす可能性も

ホワイトノイズは耳鳴りの治療にも使われているようです。しかし、長期的には中枢聴覚系の機能的・構造的な統一性を損なわせ脳に悪影響を及ぼす可能性があるとして、ホワイトノイズによる治療の潜在的なデメリットを警告する論文も最近発表されています↓

Unintended Consequences of White Noise Therapy for Tinnitus

This narrative review argues that white noise exposure therapy for tinnitus induces maladaptive neuroplastic changes in the brain and discusses alternative ther...

※米国耳鳴り協会（ATA）の見解によれば、現時点では、音量がそれほど大きくないホワイトノイズによる耳鳴り治療がヒトに悪影響を及ぼす直接的な証拠はないため、新たな副作用などが明らかにならない限りは現状の治療を継続するのがよいだろうとのことです。

赤ちゃんを寝かしつけるために使う際の危険性や注意点

赤ちゃんが寝るのを促すために、市販のホワイトノイズスピーカーのような音を出す機械を使う際は、注意が必要なようです。

Hugh氏らの2014年の論文によれば、ノイズや音を赤ちゃんに聞かせることによって起こり得る潜在的なリスクとして例えば、

・頻脈、徐脈、無呼吸といった生理的影響

・大きすぎる音量による難聴

・自然な話声などとは違った、各周波数の強度が一定なホワイトノイズの入力により、聴覚伝導路の正常な発達が阻害される可能性

・脳や言語発達に影響する可能性

といった懸念が、動物実験の結果などから挙げられています。

より安全にホワイトノイズスピーカーを使うために、次の3つの対策が提案されているようです。

・赤ちゃんから機械をできる限り離す（近くには置かないようにする）

・音量をできるだけ小さくして使う

・できるだけ短時間の使用にとどめる（一晩中など長時間つけっぱなしにしない、タイマーで眠りについた後は消すなど）

Infant Sleep Machines and Hazardous Sound Pressure Levels

BACKGROUND AND OBJECTIVE:. Infant “sleep machines” (ISMs) produce ambient noise or noise to mask other sounds in an infant’s room with the goal of increasing un...

まとめ

・ホワイトノイズによって良く眠れるようになる可能性がある

・人によって、最適なノイズのレベルは違うかもしれない

・タスクの種類によって、ホワイトノイズが及ぼす効果はプラスにもマイナスにもなりうる

・耳鳴り治療などにおいて、ホワイトノイズには潜在的なデメリットもありうる

・赤ちゃんには生理的な影響や、聴覚・脳の発達への有害な影響が及ぶ可能性もありうる

・赤ちゃんに対してホワイトノイズを使用する際は、できるだけ音の発生源と距離を取り、音の大きさを抑え、流しっぱなしにしたりせず短時間の使用にとどめた方がよさそう

主要参考文献・出典論文

Spencer JA, Moran DJ, Lee A, et alWhite noise and sleep induction.Archives of Disease in Childhood 1990;65:135-137. https://adc.bmj.com/content/65/1/135

Stanchina ML, Abu-Hijleh M, Chaudhry BK, Carlisle CC, Millman RP. The influence of white noise on sleep in subjects exposed to ICU noise. Sleep Med. 2005;6(5):423–8. https://doi.org/10.1016/j.sleep.2004.12.004

Söderlund, G.B., Sikström, S., Loftesnes, J.M. et al. The effects of background white noise on memory performance in inattentive school children. Behav Brain Funct 6, 55 (2010). https://doi.org/10.1186/1744-9081-6-55

Angwin, A.J., Wilson, W.J., Arnott, W.L. et al. White noise enhances new-word learning in healthy adults. Sci Rep 7, 13045 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-13383-3

Herweg NA and Bunzeck N (2015) Differential effects of white noise in cognitive and perceptual tasks. Front. Psychol. 6:1639. doi: 10.3389/fpsyg.2015.01639

Lin, L. W., Weng, S. C., Wu, H. S., Tsai, L. J., Lin, Y. L., & Yeh, S. H. (2018). The Effects of White Noise on Agitated Behaviors, Mental Status, and Activities of Daily Living in Older Adults With Dementia. Journal of Nursing Research, 26(1), 2-9. https://doi.org/10.1097/JNR.0000000000000211

Attarha M, Bigelow J, Merzenich MM. Unintended Consequences of White Noise Therapy for Tinnitus—Otolaryngology’s Cobra Effect: A Review. JAMA Otolaryngol Head Neck Surg. 2018;144(10):938–943. https://doi.org/10.1001/jamaoto.2018.1856

Hugh, SC, Wolter, NE, Propst, EJ, Gordon, KA, Cushing, SL, Papsin, BC. Infant sleep machines and hazardous sound pressure levels. Pediatrics. 2014;133:677-681. https://doi.org/10.1542/peds.2013-3617

【管理人チャールズの感想】

ホワイトノイズを発生させる装置（発生器）やスマホのアプリ・CDなどはすでにたくさん出回っているみたいですね。勉強に集中したり、あるいは騒音対策などをする上で、場合によっては一定の効果が得られるかもしれません。

ただし、赤ちゃんを寝かしつけたりするためにメーカー市販のホワイトノイズマシンなどを利用する場合は、使い方には十分注意した方が良いのかもしれませんね。

The post ホワイトノイズとは？睡眠や記憶力への効果や影響など研究・論文まとめ first appeared on ダーウィン・ジャーナル.

ブルーライトが脳や寿命に悪影響を及ぼす可能性、ハエの実験で判明【最新研究】

チャールズ（管理人） — Mon, 21 Oct 2019 15:45:13 +0000

スマホやパソコンの画面と長時間向き合うことで、何かしら健康に悪影響がある可能性も否定はできないのかも知れません。

学術誌「npj Aging and Mechanisms of Disease」に2019年10月に掲載されたTrevor R. Nash氏らの論文では、ショウジョウバエの実験から、ブルーライトに長期的にさらされた場合の影響として、寿命低下や脳のダメージといったリスクが報告されています。

Trevor R. Nash氏らの論文[CC]の冒頭部

ブルーライトの影響

一般的に用いられているLED（light-emitting diode, 発光ダイオード）は、しばしば波長460nmをピークとするブルーライト（青い色の光）を高い割合で発するようです。

LED照明やスマホ・パソコンなどのディスプレイが普及することで、人々がブルーライトにさらされる機会は増加しつつあるようです。

コンピュータのスクリーンなどから発せられる人工的な光が、睡眠や概日リズム（体内時計）障害の危険因子となりうるとの研究報告はすでにあるようです。（例えばChang et al. 2015, Green et al. 2017）

ブルーライトが目に影響を与える可能性については議論がなされている（F.Behar-Cohen et al. 2011）ほか、眼球外の光がヒトの脳に影響を及ぼすことを示した研究（Lihua Sun et al. 2017）もあるようです。

ブルーライトがハエの寿命や脳、運動能力などに悪影響か

ショウジョウバエ（CREDIT: André Karwath aka Aka[CC]）

今回、Trevor R. Nash氏らの研究では、ショウジョウバエを実験材料として、1日24時間の光の条件を操作することで、ブルーライトの長期的な影響が調べられました。

※以下で用いている図は、全てTrevor R. Nash氏らの論文[CC]からの引用です。

24時間の光の条件としては、

・12時間白色蛍光灯：12時間暗闇（L:D）

・12時間暗闇：12時間暗闇（D:D）（=ずっと真っ暗）

・12時間ブルーライト（青色）LED：12時間暗闇（B:D）

・12時間青色を除去した白色LED：12時間暗闇（W-B:D）

などが設定されました。

↑本実験で使用した光の波長スペクトラム。aは白色蛍光灯（L:D条件で使用）、bは青色LED（B:D条件）とフィルターで青色を除去した白色LED（W-B:D条件）

本実験のショウジョウバエには、眼が白い系統（w）や赤眼の野生型（CS）などが使われました。

光にさらされたハエでは寿命や運動能力が低下

↑光にさらされたハエ（L:D）では、暗闇で育てられたハエ（D:D）よりも寿命が低下し（a, c）、ガラス壁を登る高さも低下しています（b, d）。

光の中でも、特にブルーライトの影響が大きい可能性

↑ブルーライトにさらされたハエ（B:D）では寿命が大きく低下した一方、ブルーライトを除いた光にさらされたハエ（W-B:D）ではそれほど寿命は低下しませんでした（a, b）。また、ブルーライトの強度（PFD, 光量子束密度）が高いほど寿命の中央値は低下したようです（c, d）。

ブルーライトによって目の網膜の光受容体にダメージか

↑ハエの眼の網膜の断面図（a, b）。ブルーライトにさらされたハエ（B:D）では、赤矢印で示した感桿分体の数が減少したようです（c, d）。

ブルーライトによって脳にもダメージか

↑ハエの脳の断面図（c）。ブルーライトにさらされたハエ（B:D）では、脳にもダメージが見られたようで、神経の消失を示唆する空胞（赤矢印）の面積が増えたようです（c, d）。また、ブルーライトによる寿命や脳・運動能力への悪影響は、眼を持たない変異系統（eya²）でも見られたため、眼や網膜へのダメージとは直接関係ないことが示唆されています（a, b, c, d）。

ブルーライトの影響は、曝露期間や年齢によって変わる？

↑ブルーライトに25日間さらされたハエの寿命中央値は60日だったのに対し、30日間さらされたハエではわずか34日でした。また、ブルーライトにさらされる日齢（時期）によっても寿命への影響が変化したようです（高齢の個体の方がブルーライトのダメージが早く蓄積してしまうといった可能性が考えられる）。

まとめ

・「12時間ブルーライト/12時間暗闇」の環境で育てられたショウジョウバエでは、「24時間暗闇」や「12時間ブルーライトを除いた白色光/12時間暗闇」の環境のハエよりも寿命が短かった。

・ブルーライトの環境で育てられたショウジョウバエでは、網膜へのダメージや脳の神経変性、移動能力障害などがみられた

・眼がないハエでも寿命低下や脳へのダメージや運動能力の低下が見られたため、ブルーライトのこうした影響は眼や網膜のダメージとは直接関係ないかもしれない。

・ブルーライトの影響は、曝露期間や時期（年齢）によっても変わるかもしれない。

管理人チャールズの感想

モデル生物である昆虫を材料として、ブルーライトの長期的な健康影響について調べた興味深い研究でした。

細かいことですが、ブルーライトによる網膜や脳へのダメージを評価するには、D:D（光なし）との比較ではなく、L:DやW-B:Dとの比較（つまり青色光以外の光によるダメージとの比較）の方がわかりやすい気がしたのですが・・・どうなんでしょう。

ちなみに論文の著者らは、ブルーライト対策として、琥珀色のメガネやコンピュータ画面の適切な設定を推奨しているようです。

日本でもブルーライトをカット・軽減するというメガネやフィルム・フィルターなどブルーライト対策グッズが色々あるようですが、私は今のところ特に使ってないです。実際どれほど効果があるのでしょうかね・・・。

一応、個人的なブルーライト対策として、パソコンのディスプレイをローブルーライトに設定しているほか、画面から物理的になるべく距離をとるようには心がけています。

↑例えばWindows10でも画面を夜間モードに設定できます。

まだはっきりした科学的根拠・エビデンスがある訳ではないと思いますが、スマホやパソコンなどに向かっている時間が長い人は、念のために何かしらの対策を検討してみてもいいのかもしれませんね。

参考文献・出典論文（Creative Commons）

Nash, T.R., Chow, E.S., Law, A.D. et al. Daily blue-light exposure shortens lifespan and causes brain neurodegeneration in Drosophila. npj Aging Mech Dis 5, 8 (2019). https://doi.org/10.1038/s41514-019-0038-6

参考：オレゴン州立大学のプレスリリース

第6感？ヒトが地磁気を知覚できる証拠、脳波から発見ー最新研究

人間の新しい「第6感」を示唆する科学的証拠が見つかった。米科学誌「eNeuro」に2019年3月に掲載されたConnie X. Wang氏らの研究によれば、渡り鳥やミツバチなど多くの動物がナビゲーションに利用している地球の磁場を、ヒトでも感...

404 NOT FOUND | ダーウィン・ジャーナル

昆虫にも痛覚があり、ケガ後に慢性痛を感じている可能性が実験で判明ー最新研究

虫にも痛覚があり、慢性的な痛みを感じている可能性を示唆する証拠がハエの実験から得られたようです。米科学誌「サイエンス・アドバンシーズ」に2019年7月に掲載されたThang M. Khuong氏らの論文によると、ショウジョウバエでは傷が回復...

The post ブルーライトが脳や寿命に悪影響を及ぼす可能性、ハエの実験で判明【最新研究】 first appeared on ダーウィン・ジャーナル.

なぜ動物は眠るの？睡眠の役割はDNAのダメージ修復かー最新研究

チャールズ（管理人） — Mon, 22 Apr 2019 14:57:47 +0000

私たち人間を含めて、動物は一体なぜ眠るのだろう？睡眠の役割について新たな仮説が登場した。英科学誌「ネイチャー・コミュニケーションズ」に2019年3月に掲載されたD. Zada氏らの研究では、睡眠によって、損傷したDNAの修復に必要な染色体の動きが神経細胞で増加することがわかった。

動物はなぜ眠るのか？

睡眠は動物の生活にとって欠かせないものだ。これまで研究されてきたクラゲ、線虫、ショウジョウバエ、ネズミ、ゼブラフィッシュ、ヒトなど様々な動物はすべて眠ることが知られている。

参考動画：The Funny Ways That Animals Sleep | National Geographic （英語のみ）：セイウチ、コウモリ、カバ、イヌ、トドなど様々な動物が眠っている様子が見られる。

哺乳類や鳥類では、寝ている時と起きている時で脳波パターンのサイクルが違うことや、行動の基準によって睡眠が定義されている。哺乳類以外の動物では、特徴的な姿勢のまま動かないなど、行動的な基準のみで睡眠が定義されているという。

参考動画：（丸山太一様）神秘的な寝ているマッコウクジラの姿🐳／Rare Sleeping Sperm Whale Vertically

2008年の論文で、マッコウクジラは縦に浮かんだまま動かない状態で眠っている可能性が報告されている。イルカなどでは脳が半分ずつ眠る「半球睡眠」が知られている。

※多数のマッコウクジラが縦に浮かんでいる神秘的なスライドショー写真がNational Geographicのサイトで閲覧できます。

睡眠の役割

睡眠が長い間奪われると死に至ることがある。また、睡眠を奪われることは脳のパフォーマンス低下とも関連している。

睡眠の役割については、高分子の生合成、脳の貯蔵エネルギーの回復、アミロイドβなど代謝老廃物の除去、シナプス可塑性、記憶の強化など、さまざまな仮説が提案されている。しかし、なぜ睡眠が進化したのか、眠りの根本的な機能についてはいまだにはっきりしていない。

睡眠が脳の一部で局所的に起こっている可能性、さらには、睡眠が数少ない細胞で起こっている可能性さえ示唆する証拠がある。しかし、細胞単位での睡眠を定義できるような信頼性の高い分子マーカーは見つかっていない。

今回、D. Zada氏らの実験では、モデル生物であるゼブラフィッシュを材料として遺伝子を操作したり薬を投与したりすることで、睡眠が個々の神経細胞（ニューロン）に及ぼす影響を調べた。

実験の結果：睡眠は損傷したDNAの修復に役立っているようだ

ゼブラフィッシュの脳の神経細胞における染色体の動き（上：昼　下：夜）

眠っている夜（下）のほうが染色体の動きが大きい。（D. Zada氏らの論文 [CC] の補足資料より引用）

ゼブラフィッシュは昼行性で、夜に眠る。今回の一連の実験により、ゼブラフィッシュでは眠ることによって神経細胞の染色体の動きが増加することがわかった。さらに、昼にはDNA二本鎖の切断が増加した一方、夜にはDNA二本鎖の切断が劇的に減少することが確認できるなど、様々な実験の結果により、睡眠による染色体の動きの増加は、損傷したDNAの修復に役立っていることを示す証拠が得られた。

主要参考文献・出典情報（Creative Commons）

Zada, D., Bronshtein, I., Lerer-Goldshtein, T. et al. Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons. Nat Commun 10, 895 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-08806-w

管理人チャールズの感想

「なぜ動物は眠るのか？」という生物学上の大きな謎に対して、「損傷したDNAを修復するため」という斬新な仮説を提示した、非常にエキサイティングな研究でした。記事内ではあまり詳しく紹介しませんでしたが、実験の方法もしっかりしていて、十分に説得力のある結果が得られているように思えました。学問上の意義も大きく、全体的に大変レベルの高い研究だと感じました。

例えば看護師の方の夜勤のあり方など、人間における睡眠の効果や健康に関しても多くの示唆を与えてくれるかもしれません。今後のさらなる研究の進展がとても楽しみです。

睡眠については以下の記事でも触れています。

不規則な睡眠は学校の悪い成績と関連？最新の科学研究結果！

不規則な睡眠パターンが学校での悪い成績と関連していることがわかった。ネイチャーの姉妹誌「サイエンティフィック・リポーツ」に掲載されたハーバード大学医学大学院のAndrew J. K. Phillips氏らの研究では、大学生を対象として、不...

「学校の始業時間は早過ぎ」クロノタイプ(朝型/夜型)の最新研究

年齢や性別による睡眠パターン（朝型/夜型など）の違いがアメリカの最新研究で調べられた。夜型傾向のピークは18～19歳にあったため、学校の始業時間を遅らせると、学生の睡眠と生理的リズムの調節に役立つかも知れないという。科学雑誌「PLOS O...

The post なぜ動物は眠るの？睡眠の役割はDNAのダメージ修復かー最新研究 first appeared on ダーウィン・ジャーナル.

2018年に話題になった生物学などの最新論文ニュースまとめ10選

チャールズ（管理人） — Mon, 17 Dec 2018 20:26:04 +0000

Altmetric社が2018年に影響力の大きかった論文トップ100のランキングを発表しています。この100本の学術論文の中から、当サイトの管理人が独断と偏見で選んだ生物学などに関係する論文10本をご紹介します。出典論文へのリンクも全て記載しています。

炭水化物の摂取量は多過ぎても少な過ぎても死亡リスクが増加する

炭水化物の摂取量はほどほどが健康に良い、との研究結果が示されました。炭水化物を減らしてタンパク質や脂肪の摂取量を増やす「糖質制限」（ロカボ、低炭水化物食）がダイエット法として世界的に流行していますが、その長期的な寿命への影響はまだはっきりしていません。

本研究では1万5428人のアメリカ人を25年間追跡した結果、炭水化物からのエネルギー摂取率の割合がほどほど（50～55％）だった場合に最も死亡リスクが低いことがわかりました。また、日本を含む世界約43万人のデータを解析した結果、炭水化物からのエネルギー摂取の割合が少な過ぎる（＜40%）場合も多過ぎる（＞70%）場合もいずれも、炭水化物を適度に摂取する人に比べて死亡リスクが上昇したそうです。

また、同じ低炭水化物食であっても、炭水化物を動物由来のタンパク質や脂肪に置き換えた場合は死亡リスクが上昇したのに対し、炭水化物を植物由来のタンパク質や脂肪に置き換えた場合は死亡リスクが低下したようです。

※2017年にはこの研究結果とは違って、炭水化物の摂取量が高いことが高い死亡率と関連していることなどが報告され、話題となりました。

⇒　2017年話題になった生物学の最新ニュース・論文まとめ10選

出典Seidelmann SB, Claggett B, Cheng S, et al. Dietary carbohydrate intake and mortality: a prospective cohort study and meta-analysis. Lancet Public Health 2018;3:e419-28. https://doi.org/10.1016/S2468-2667(18)30135-X

除草剤グリホサートはミツバチの腸内微生物相をかく乱する

参考動画：Kurzgesagt – In a Nutshell　”ミツバチ大量死の原因”　（日本語字幕あり）

花粉を媒介する送粉者として生態系や農業において重要な役割を果たすミツバチが、近年大量に失踪する現象が問題となっています。様々な研究によりその原因が少しづつ明らかにされつつあり、例えばEUではすでに今年に入ってネオニコチノイド系農薬の野外使用の全面禁止が決定しています（日本では逆に近年ネオニコチノイド系農薬の規制を緩和）。

【関連記事】⇒　仏、ネオニコ系農薬5種を使用禁止にハチ大量死との関連指摘

⇒　欧州、ミツバチ大量死の原因殺虫剤を全面禁止　際立つ日本の独自路線

本研究では、モンサント社の商品名「ラウンドアップ」で知られる除草剤グリホサートが、ミツバチの腸内の有益な微生物群をかく乱することで病原菌への感染リスクを高めるなど、間接的に悪影響を及ぼしている可能性が示されています。（共生微生物の中にはグリホサートがターゲットとする酵素を含んでいて、影響を受ける細菌などもいるため）

参考動画：”Weed killer is causing the bee genocide”　（New York Post）　本研究の概要を報じた動画（英語のみ）

2019年に発表されたグリホサートや腸内細菌に関する研究は以下の記事でも取り上げています。

⇒　除草剤グリホサートに世代を越える毒性のリスクかーラット動物実験の結果

⇒　糞便移植治療で自閉症の症状が長期にわたり改善ー最新研究

その他マイクロバイオームについては以下の記事でも触れています。

⇒ 抗生物質の副作用ーマイクロバイオームへの悪影響で免疫力低下

⇒　驚異のヒト体内共生微生物、健康のためにあなたが知るべき5つの事実ーマイクロバイオームとは？

出典Erick V. S. Motta, Kasie Raymann, Nancy A. Moran. Glyphosate perturbs the gut microbiota of honey bees. Proceedings of the National Academy of Sciences Oct 2018, 115 (41) 10305-10310; https://doi.org/10.1073/pnas.1803880115

ネット上で嘘は真実よりも速く拡散する

「フェイクニュース」についての学術研究です。2006年から2011年にTwitter上で延べ300万人が計450万回以上ツイートした約12万6,000件に及ぶ嘘と真実（6つの独立したファクトチェック機関が判定）がどのように広まるか調べた結果、嘘の方が真実よりも速く、より広く拡散することがわかりました。これは政治的なニュースに関する嘘で特に顕著だったようです。

また、嘘をより拡散させるのはボットなどの機械ではなく、むしろ人間だったようです。フェイクニュースには新規性があるため、人々がシェアする可能性が高いことが示唆されています。

参考動画：”The Truth About False News with Sinan Aral, MIT”　（MIT Initiative on the Digital Economy）論文の著者であるMITのSinan Aral氏が本研究の概要について語っています。（英語のみ）

出典Vosoughi S, Roy D, Aral S (2018) The spread of true and false news online. Science 359(6380):1146–1151. https://doi.org/10.1126/science.aap9559

AI（人工知能）が皮膚がんの診断で専門医を上回る

世界中から集められた皮膚科医58名とAI（人工知能）が皮膚がんと良性のほくろを画像から見分ける診断対決を行った結果、AIに軍配が上がりました。AIの方が皮膚科医よりも皮膚がんの見落としが少なく、しかも良性のほくろを誤って皮膚がんと間違えることも少なかったようです。このAIは皮膚がんを診断できるようになるために10万枚以上の画像を使って訓練されたとのことです。将来的に皮膚がん診断の有用なツールとなることが期待されます。

参考動画：”Detecting cancer in real-time with machine learning”　（Google）機械学習によるリアルタイムのがん検出（英語のみ）

AIに関連する研究は以下の記事でも取り上げています。

⇒　人工知能AIが脳を解読して、心の中のイメージの画像化に成功

⇒ 　あなたの顔に一瞬現れる「微表情」からAIが本音の感情を読み取る！？ー最新心理学研究

⇒　人工知能AIで早産児の脳の発達度を評価、脳波を測定して自動分析ー最新研究

出典Man against machine: diagnostic performance of a deep learning convolutional neural network for dermoscopic melanoma recognition in comparison to 58 dermatologists https://doi.org/10.1093/annonc/mdy166

ブルーライトが目を傷つけるメカニズムが判明

ブルーライト（青色光）はヒトが目で見える光（可視光線）の中でも波長が短く、強いエネルギーを持っており、テレビやPC・スマホ・タブレットのLED画面などからも多く発せられています。本研究では、目の網膜に存在するレチナールという分子がブルーライトにさらされることによって、細胞に有害な反応が生じる過程が明らかにされました。ブルーライトが目に及ぼす影響やその対策をめぐって議論が巻き起っているようです。

ブルーライトや電磁波については以下の記事でも取り上げています。

⇒ ブルーライトが脳や寿命に悪影響を及ぼす可能性、ハエの実験で判明【最新研究】

⇒ スマホなどの電磁波が人体に及ぼしうる悪影響とその対策ー最新科学論文紹介

出典Ratnayake, K., Payton, J.L., Lakmal, O.H. et al. Blue light excited retinal intercepts cellular signaling. Sci Rep 8, 10207 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-28254-8

一晩徹夜するだけでアルツハイマー病に関わるタンパク質が脳に蓄積する

睡眠不足が脳に及ぼす潜在的な悪影響についての研究です。慢性的な睡眠不足の弊害についてはすでに知られていましたが、本研究ではたった一晩徹夜するだけで、アルツハイマー病に関連するタンパク質であるアミロイドβが脳内で増加することが明らかになりました。ただし本研究の調査規模は小さく、さらなる研究が必要とのことです。

睡眠に関連する研究は以下の記事でも取り上げています。

⇒　なぜ動物は眠るの？睡眠の役割はDNAのダメージ修復かー最新研究

⇒　「学校の始業時間は早過ぎ」クロノタイプ(朝型/夜型)の最新研究

⇒　不規則な睡眠は学校の悪い成績と関連？最新の科学研究結果！

出典Shokri-Kojori, E., Wang, G. J., Wiers, C. E., Demiral, S. B., Guo, M., Won Kim, S., et al. (2018). β amyloid accumulation in the human brain after one night of sleep deprivation. PNAS 115 (17), 4483–4488. https://doi.org/10.1073/pnas.1721694115

イヌを飼うことは死亡リスクの低下と関連している

スウェーデン人約340万人を対象とした調査により、イヌを飼っている人は、飼っていない人よりも死亡率が低いことが明らかになりました。また、1人暮らしでイヌを飼っている人は心血管疾患のリスクも低いことがわかりました。イヌを飼うことで外で体を動かす機会が増えたり、うつや孤独感といった社会心理的なストレスが緩和されたりすることなどが健康に役立っている可能性があるようです。

出典Mubanga, M., Byberg, L., Nowak, C. et al. Dog ownership and the risk of cardiovascular disease and death – a nationwide cohort study. Sci Rep 7, 15821 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-16118-6

su_accordion]

出典

[/su_accordion]

遺伝子編集ツールCRISPRは予想以上のDNA損傷を引き起こす恐れがある

CRISPR（クリスパー）とはノーベル賞候補ともいわれる遺伝子を編集するためのツールで、医療・農業など幅広い分野での応用などが期待されています。本研究では、このCRISPRがこれまで考えられていた以上にDNAの大規模な欠損や再配列を引き起こす恐れがあるとして、その危険性を警告しています。

参考動画：What Happens When CRISPR Backfires? (Seeker)　CRISPRゲノム編集のリスクなどについて解説しています（英語のみ）

※2018年11月には、中国の研究者が世界で初めてCRISPRにより遺伝子を編集した赤ちゃんを誕生させ、物議をかもしています。

⇒ 　世界初の遺伝子編集ベビーを誕生させた中国研究者、自ら語る【動画】

ゲノム編集・CRISPRとは何か？については次の記事でまとめています。

⇒　ゲノム編集・クリスパーCRISPRとは？図や動画でわかりやすく簡単に原理・応用例や倫理的問題を解説

CRISPRを応用した遺伝子ドライブについては次の記事で解説しています。

⇒　遺伝子ドライブとは？図や動画で原理・メカニズムをわかりやすく説明

出典Kosicki, M., Tomberg, K. & Bradley, A. Repair of double-strand breaks induced by CRISPR–Cas9 leads to large deletions and complex rearrangements. Nat Biotechnol 36,765–771 (2018). https://doi.org/10.1038/nbt.4192

病院の細菌がアルコール消毒に対して耐性を高めつつある

抗生物質や薬が効かない薬剤耐性菌はすでに世界的に大きな問題となっていますが、本研究では、病院で広く使われている手洗い用のアルコール性消毒剤が効きにくくなっている細菌（エンテロコッカス・フェカリス）について報告されています。アルコール性消毒剤だけに頼らない新たな対策の必要性が訴えられています。

参考動画：”Deadly superbugs are evolving to beat alcohol hand sanitisers”　（New Scientist）　本研究についての報道（英語のみ）

抗生物質耐性菌については以下の記事でも触れています。

⇒　抗生物質が効かない薬剤耐性菌とは？問題や原因・対策を動画でわかりやすく解説！

⇒　抗生物質耐性菌への画期的対策で緑膿菌や大腸菌の成長を阻害ー最新研究

⇒　抗生物質耐性菌の耐性遺伝子の起源・伝播メカニズムが解明ー最新研究

出典Pidot SJ et al. Increasing tolerance of hospital Enterococcus faecium to handwash alcohols. Sci Transl Med 2018 Aug 1; 10:452. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aar6115

「太平洋ゴミベルト」のプラスチック汚染が急速に進行中

参考動画：国連 “プラスチックの海”（日本語字幕あり）

海洋のプラスチック汚染は現在大きな問題となっています。地球上の海のプラスチックごみが多数集まる「太平洋ゴミベルト」と呼ばれる海域が調査された結果、その範囲は160万平方キロメートル（フランスの面積の約3倍に相当）に及び、1.8兆のプラスチック片（世界中の人々が1人あたり250のプラスチック片を持つことに相当）を含み、浮遊するプラスチックの総重量は8万トン（東京タワー約20個分に相当）になると推定されています。

参考動画：The Ocean Cleanup “Boyan Slat – The New Picture of the Great Pacific Garbage Patch (2018)”（英語のみ、本研究の概要をBoyan Slat氏が語っています）

※プラスチックの海洋汚染などに関連して、2019年には例えば次のような研究も報告されています。

⇒　マイクロプラスチックを海洋哺乳類の体内で発見、調査した全個体でー英最新研究

⇒　世界最深マリアナ海溝にすむ甲殻類の体内でマイクロプラスチックを発見ー最新研究

⇒　家や食品に広く混入するプラスチック可塑剤がヒトと犬の精子を劣化させるー最新研究

出典Lebreton, L., Slat, B., Ferrari, F. et al. Evidence that the Great Pacific Garbage Patch is rapidly accumulating plastic. Sci Rep 8, 4666 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-22939-w

⇒ 2017年話題になった生物学の最新ニュース・論文まとめ10選

⇒ 2019年前半に話題になった生物学などの最新論文ニュースまとめ10選

⇒　2019年話題になった最新科学論文・ニュースまとめ10選

⇒　2020年話題になった科学論文ニュースまとめ10選

The post 2018年に話題になった生物学などの最新論文ニュースまとめ10選 first appeared on ダーウィン・ジャーナル.

「学校の始業時間は早過ぎ」クロノタイプ(朝型/夜型)の最新研究

チャールズ（管理人） — Sun, 09 Jul 2017 18:11:55 +0000

年齢や性別による睡眠パターン（朝型/夜型など）の違いがアメリカの最新研究で調べられた。夜型傾向のピークは18～19歳にあったため、学校の始業時間を遅らせると、学生の睡眠と生理的リズムの調節に役立つかも知れないという。

科学雑誌「PLOS ONE」に先月発表されたDorothee Fischer氏らの研究では、2003～2014年に実施された「アメリカ生活時間調査(ATUS)」を分析して、アメリカ人のクロノタイプ（朝型や夜型など）が年齢や性別によってどのように違うのか、初めて大規模に調べられた。

本研究では眠り始めと目覚めの中間の時刻（眠りの真中の時刻）がクロノタイプの指標として用いられた。

結果

Dorothee Fischer氏らの論文より　アメリカ人の性別 / 年齢別クロノタイプ　(青：男性　赤：女性)

縦軸：眠りの真中の時刻（眠り始めと目覚めの中間時刻）= 上に行くほど夜型

横軸：年齢

この図からわかることは

・夜型傾向のピークは18～19歳にあり、その後は年齢とともに朝型にシフト

・40歳までは男性の方が女性より夜型の傾向

・男女ともクロノタイプの個人のばらつきは15歳から25歳の間に最大になり、その後は年齢とともに減少

<・概して男性の方が女性よりクロノタイプの個人のばらつきが大きかった

考察

変則的な時間に勤務する人（夜勤・交代勤務など）は増加しつつあり、健康や安全へのリスクが懸念されている。ある研究によれば、クロノタイプと実際の勤務時間のミスマッチによって、看護士の2型糖尿病のリスクが増加したという。

クロノタイプの多様性を考慮すると、短期的・長期的な健康・安全リスクを抑えるためには、画一的にスケジュールを決めるのではなく、各人のクロノタイプに合わせて柔軟に勤務時間・シフトを設定するのが良いかも知れない。

アメリカの多くの高校は8時30分以前に始まるため、平均的な高校生は生物的に夜の状態で登校しなければならないことになる。学生にとって睡眠は重要なので、単純に始業時間を遅らせることは有効だろう。

主要参考文献・出典情報（Creative Commons）

Fischer D, Lombardi DA, Marucci-Wellman H, Roenneberg T (2017) Chronotypes in the US – Influence of age and sex. PLoS ONE 12(6): e0178782. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178782 (図中の日本語は記事作成者が追加)

管理人チャールズの感想

私は基本的には夜型人間ですが、このクロノタイプは遺伝的なものなのか、それとも後天的な環境の影響なのか、気になるところです。おそらく光の浴び方や習慣によってある程度はコントールできるのでしょうが、結構個人差はあるのかも知れませんね。

最近は「朝活」などという言葉もあるようですが、やはり自分のクロノタイプに合った生活ができればベターでしょう。ネットの出現によりだいぶフレキシブルな働き方が広まりつつあるように思いますが、多様な人々が最高のパフォーマンスを発揮できる社会基盤が整えばいいですね！

関連記事 ⇒ 不規則な睡眠は学校の悪い成績と関連？最新の科学研究結果！

⇒　なぜ動物は眠るの？睡眠の役割はDNAのダメージ修復かー最新研究

The post 「学校の始業時間は早過ぎ」クロノタイプ(朝型/夜型)の最新研究 first appeared on ダーウィン・ジャーナル.

不規則な睡眠は学校の悪い成績と関連？最新の科学研究結果！

チャールズ（管理人） — Tue, 20 Jun 2017 16:18:01 +0000

不規則な睡眠パターンが学校での悪い成績と関連していることがわかった。

ネイチャーの姉妹誌「サイエンティフィック・リポーツ」に掲載されたハーバード大学医学大学院のAndrew J. K. Phillips氏らの研究では、大学生を対象として、不規則な睡眠スケジュールと概日リズムや学業成績の関係が調べられた。

睡眠の問題は「長さ」だけじゃない？

大学生の睡眠時間や睡眠のタイミングにはむらがあり、多くの学生が睡眠不足に苦しんでいる。

成人の場合、睡眠不足は認識能力の低下や交通事故と関連しており、代謝性疾患（肥満・2型糖尿病など）・心血管疾患・精神疾患などのリスクを高めることが知られている。

しかし健康やパフォーマンスに重要な影響を及ぼすのは、睡眠の長さだけではないかもしれない。

概日リズム（体内時計）と睡眠のズレ

概日リズム（体内時計）とは？

TED-Edの動画：体内時計はどのように働くのか？ ― マルコ・A.ソトメイヤー　(日本語字幕あり)

概日リズム（体内時計）とはおおむね一日を周期とした生理現象で、睡眠・覚醒のパターンに影響する。

※2017年のノーベル生理学・医学賞は体内時計を生み出す遺伝子機構を発見したアメリカの科学者に授与されました。

概日リズムや一日のうちいつ眠るかによっても睡眠の内容は変化する。

概日リズムは光の影響を受ける

概日リズムは光（室内の明かりなども含む）にさらされることで影響を受けるが、体内時計を調節するのには時間がかかる。

そのため眠る時間帯をよく変える人は、結果的に光にさらされるパターンが変わり、概日リズムと睡眠/覚醒パターンの間にズレが生じる可能性がある。

このような概日リズムと睡眠/覚醒パターンの間のズレも、認識能力やパフォーマンスに悪影響を及ぼすかも知れない。

大学生61人の睡眠と概日リズムを調査

大学生61人の被験者に毎日の睡眠記録を付けてもらい、睡眠の規則正しさを定量化した。

概日リズムは唾液中のメラトニン分泌開始時刻（DLMO）で調べた。また、腕に記録機器を装着してもらうことでどのように光にさらされているか調べた。

睡眠の規則正しさは良い成績と相関あり！

調査の結果をまとめると・・・

・睡眠が不規則な学生は、睡眠が規則的な学生より、メラトニンの分泌開始（=概日リズム）と睡眠のピークがどちらも遅れていた。

・睡眠の規則正しさは、学業成績と正の相関があった。しかし、因果関係ははっきりわからなかった。

・本実験では、睡眠の規則正しさと睡眠の長さは無関係だった。つまり睡眠が不規則でも、トータルの睡眠時間が少ないわけではなかった。

・数理モデルを用いた結果、睡眠が不規則な人の概日リズムが遅れた主な理由は、生理的な違いのせいではなく、光にさらされるパターンのせいだとわかった。

・よって概日リズムを早めるには、光をうまく活用するのが有効だろう。（例　体内時計の早い時間に十分な光を浴びるなど）

主要参考文献・出典情報（Creative Commons）

AJK Phillips et al. Irregular sleep/wake patterns are associated with poorer academic performance and delayed circadian and sleep/wake timing Sci Rep 7 (1), 3216. doi:10.1038/s41598-017-03171-4 (2017) https://www.nature.com/articles/s41598-017-03171-4

管理人チャールズの感想

自分も睡眠パターンがかなり不規則なので、痛いところを突かれた感じです。

仕事やライフスタイルによって色々な睡眠パターンがあっていいと思うのですが、可能な範囲で睡眠を規則的にすれば、様々なパフォーマンスが上がるかもしれませんね。その際にはぜひ光を有効活用しましょう！

関連記事 ⇒「学校の始業時間は早過ぎ」クロノタイプ(朝型/夜型)の最新研究

⇒ なぜ動物は眠るの？睡眠の役割はDNAのダメージ修復かー最新研究

The post 不規則な睡眠は学校の悪い成績と関連？最新の科学研究結果！ first appeared on ダーウィン・ジャーナル.