脳波と睡眠

前回は脳や脳神経の構造などについて説明しました。

脳神経系の構造と機能局在

今回は，神経細胞の活動によって見られる脳波について説明します。

脳波とは

脳波は脳電図とも呼ばれ，神経細胞の電気活動を記録したものです。時間経過による変化を捉えているため，波形の図になります。

イギリスの科学者であるカートン（Caton. R.）が動物の脳に電気現象が見られることを発見し，その後，ドイツの精神科医ベルガー（Bergaer. H.）によって人間の脳波が初めて記録されました。

脳波が計測できるようになったことで，脳の活動状態を推測することが可能となり，てんかんや脳器質疾患などの診断，認知機能の研究などが進みました。

脳波には自発脳波と事象関連電位があります。

自発脳波は，生きているだけで常に生じている脳波のことを言います。

事象関連電位は，感覚刺激や心的活動，随意運動などの特定の事象に関連して一過性に生じる電位です。

精神活動の状態によって脳波の周波数が異なっています。

また，特定の周波帯の波が比較的よく現れることから，その周波数に応じて４種類に分けられています。

脳波	周波数（ヘルツ）	特徴
β（ベータ）波	１３ヘルツ以上（振幅が小さく速い波）	精神活動時（思考や集中など）に前頭・中心部に見られる。
α（アルファ）波	８～１３ヘルツ（β波よりも振幅が大きく速い）	安静・閉眼時に後頭部を中心に見られる。
θ（シータ）波	４～８ヘルツ（α波よりも振幅が大きく速い）	うとうとしているときに後頭部で見られる。小児では基本的な脳波。
δ（デルタ）波	４ヘルツ以下（θ波よりも振幅が大きく速い）	熟睡時に見られる。乳幼児では基本的な脳波。

なお，てんかん患者では棘波（きょくは）と呼ばれる単発のスパイク様な波形が見られ，意識障害・知的障害などにおいては，θ波やδ波が覚醒時に見られることがあります。

睡眠は，睡眠の深さによって段階的に大別されています。

レム（REM）睡眠と段階１～４の５段階です。

段階	特徴
レム睡眠	低振幅の脳波や急速眼球運動が見られる。筋緊張の消失，男性では陰茎勃起，女性では膣液分泌なども認められる。
段階１	入眠時のうとうとした状態。覚醒時のα波やβ波が消失し，代わりにθ波やゆっくりとした眼球運動（SEM）が見られる。
段階２	軽い睡眠状態。SEＭが消え，脳波はθ波～δ波。睡眠紡錘波やＫ複合波も見られる。
段階３	中等度の睡眠状態。δ波が20～50％を占める。
段階４	深い睡眠状態。δ波が50%を超える。

段階１～４はノンレム（Non-REM）睡眠と呼ばれます。

「段階１→２→３→４→３→２→１→レム睡眠」を１周期として，約９０分ごとに繰り返されています。