古い犬に新しいトリックを教えてみませんか？ペットに昼寝をさせてみてください。新しい研究では、人間と同じように、犬が睡眠中に新しい記憶を統合することがわかりました。
この研究では、頭脳を介して脳の電気的活動を測定する手法である脳波検査（EEG）を使用して、居眠りしている犬の脳の活動を追跡しました。人間と同様に、犬は、急速な眼球運動ではない睡眠中に、睡眠紡錘と呼ばれる活動の短いバーストを示しました。また、人間と同様に、これらの睡眠紡錘波の頻度は、犬が昼寝前に学んだ新しい情報を犬がどれほどうまく保持しているかに関連していました。
ハンガリーのブダペストにあるエトヴェスロラーンド大学の博士課程の学生である研究共同執筆者のIvaylo Iotchev氏は、「これを実際に犬で見せることができるのは初めてだ」と語った。
睡眠スピンドル
イオチェフ氏によると、最も詳細な睡眠の研究は、ヒトとげっ歯類、特にマウスとラットに焦点を合わせているという。犬の睡眠と人間の睡眠の類似点を見るのは興味深いことです。進化論的に言えば、犬は実際にマウスよりも人間との関係が遠いためです。
イオチェフ氏は、睡眠紡錘波は学習と記憶に関連しているため、興味深い研究分野でもあると語った。睡眠紡錘波は、脳内の電気活動のバーストであり、約0.5秒続き、人間の周波数は約12〜14ヘルツです。これらのバーストは、感覚情報を中継する働きをする前脳の灰白質の塊である視床からの情報を、より高度な処理のために皮質に到達することから遮断します。
「睡眠の紡錘体が発生すると、脳は外部の情報から保護されます」とIotchev氏は述べています。
犬は人間の脳疾患、特にてんかんの医療モデルとして時々使用されますが、犬におけるこのプロセスについてはあまり知られていません。イオチェフ氏によると、これまでのところ、犬の脳波の研究は、主に睡眠から覚醒への移行など、全脳活動に焦点が当てられていました。しかし、睡眠の紡錘体は特に年齢とともに変化するので、それらを理解することで、高齢の犬の獣医学の改善に役立ち、犬の脳の老化プロセスが人間の脳のそれとどれほど似ているかを明らかにできる可能性があるとイオチェフ氏は述べています。
新しいトリック
犬の睡眠紡錘糸を調べるために、研究者らは15匹の犬の飼い主に3回の別々のセッションのためにうんちを連れてくるように頼みました。犬は、マットからラブラドールレトリバー、ミニチュアシュナウザーまで、さまざまな品種を代表していた。すべての犬は最初にスヌーズし、研究者たちは犬のベースラインの脳活動を脳波で記録しました。次に、犬は、ハンガリー語で既に知っている練習コマンドにランダムに割り当てられました。または、同じアクションを覚えますが、馴染みのない英語の単語（「座って」と「横になって」）を使いました。 7匹の犬が最初にハンガリー語で練習課題を行い、次に英語で新しい訓練を行いました。 8人は反対の順序で活動を完了しました。
各セッションの後、ハンガリー語であろうと英語であろうと、研究者が脳の活動を記録している間、犬はゾンクアウトする機会を得ました。イオチェフ氏によると、脳波のパターンを実際の学習に関連付けることが研究の重要な部分であり、昼寝の後、英語のコマンドを学習する犬は、トレーニングをどれだけうまく維持しているかを示すために別のセッションを行いました。
研究者が発見した睡眠紡錘体は、犬の場合と同様に、人間の場合と同じように見えます。イオチェフ氏によると、雌犬の頻度は雄犬の2倍であり、人間に見られるパターンと同じです。性ホルモンの影響により、女性は男性よりも睡眠紡錘体の数が多くなっています。
研究者らは、スヌーズセッション中に睡眠紡錘糸の頻度が高い犬は、睡眠紡錘糸の頻度が少ない犬よりも学習能力が高いことを証明しました。繰り返しますが、この結果は、人間とげっ歯類の調査結果を追跡します。
イオチェフ氏によると、うつ病の人は平均よりも睡眠紡錘波の頻度が高く、統合失調症の人はそうではありません。したがって、これらの活動バーストは、犬と人間の間の脳機能障害の類似性への窓を提供する可能性があります。たとえば、一部の研究者は注意欠陥多動性障害（ADHD）を理解するために犬を使用している、とイオチェフ氏は語った。 ADHDのある人間が非定型の睡眠紡錘体を持っている場合（そしていくつかの研究ではそれらがそうである可能性を示しています）、研究者は犬が同じ種類の異常を示しているかどうかを確認したいと思うでしょう。もしそうなら、それは同じ脳のプロセスのいくつかが人間と犬の両方のADHDの根底にあることを示します。そうでない場合、犬はその障害の最良のモデルではない可能性があります。イオチェフと彼のチームは、特に彼らの発見を老化に関連付けることに焦点を当てています。
「次のステップは、犬の膨大なサンプルを調べて、睡眠の紡錘体が年齢とともにどのように変化するかを見ることです」と彼は言った。
研究者たちは、オープンアクセスジャーナルScientific Reportsに10月11日の調査結果を発表しました。
