脳が眠りにつく仕組みを解明(Scientists uncover how the brain falls asleep)

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2025-10-28 英国研究イノベーション機構(UKRI)

英国認知症研究所(UK DRI)とMRCの共同研究により、人間の脳が「眠りに落ちる瞬間」は段階的ではなく、突発的な転換点(bifurcation)で生じることが実証された。1000人超のEEGデータを多次元解析し、覚醒から睡眠への移行点を98%の精度で予測可能にした。これは棒が折れるような非線形変化で、睡眠が「徐々に深まる」過程ではなく「一瞬で切り替わる」現象であることを示す。個人ごとに安定した睡眠開始パターンが確認され、睡眠障害診断や認知症・加齢関連脳変化の早期発見に応用できる見通し。成果は『Nature Neuroscience』誌に掲載された。

<関連情報>

眠りに落ちることは予測可能な分岐ダイナミクスに従う Falling asleep follows a predictable bifurcation dynamic

Junheng Li,Anastasia Ilina,Robert Peach,Tianyu Wei,Edward Rhodes,Valeria Jaramillo,Ines R. Violante,Mauricio Barahona,Derk-Jan Dijk & Nir Grossman
Nature Neuroscience  Published:28 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41593-025-02091-1

脳が眠りにつく仕組みを解明(Scientists uncover how the brain falls asleep)

Abstract

Sleep is a fundamental part of our lives; yet, how our brain falls asleep remains one of the most enduring mysteries of neuroscience. Here we report a new conceptual framework to analyze and model this phenomenon. The framework represents the changes in brain electroencephalogram activity during the transition into sleep as a trajectory in a normalized feature space. We use the framework to show that the brain’s wake-to-sleep transition follows bifurcation dynamics with a distinct tipping point preceded by a critical slowing down. We validate the bifurcation dynamics in two independent datasets, which include more than 1,000 human participants. Finally, we demonstrate the framework’s utility by predicting a person’s progression into sleep in real time with seconds temporal resolution and over 0.95 average accuracy.

医療・健康
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