山口賀章 薬学研究科助教、岡村均 同教授、郡宏 お茶の水女子大学准教授らの研究グループは、数学とコンピュータによるシミュレーションによって時差ボケの原因を解明、さらに薬などを使わずに時差ボケを軽減する方法を提案し、ネズミを使った実験でその有用性を確認しました。時差ボケの症状の軽減だけでなく、シフト労働者の体の負担を軽減するようなスケジュール作りにも応用できる可能性があります。
本研究成果は、2017年4月26日午後6時に英国の科学誌「Scientific Reports」に掲載されました。
研究者からのコメント
これまでに提案されてきた时差ボケの軽减方法と比较すると、脳内の时计细胞集団の振る舞いを考虑に入れている点が、本研究の画期的な点です。これを可能にしたのが、数学とコンピュータを用いた予测です。この手法は、シフト労働者の负担を軽减するようなスケジュール作りに応用できる可能性があります。
本研究成果のポイント
- 时差ボケの原因を数学的に解明
- 东向きの长距离旅行时には出発前日に早起きすると时差ボケが軽减することをコンピュータ?シミュレーションで予测、ネズミの実験で有効性を确认
- シフト労働者の体に优しいスケジュール作成への応用に期待
概要
时差ボケの原因は私たちが体の中に持つ体内时计にあります。体内时计は体中の细胞一つひとつが持っていますが、それらを束ねるのが、时计细胞とよばれる脳の中の神経细胞の集まりです。时计细胞は各々が约24时间周期で遗伝子発现を繰り返しており、このリズムのタイミングを集団で合わせることによって全体で强いリズムを作ります。この强いリズムが体中の细胞に影响を与えることによって、体内时计は机能しています。コンサートホールでの演奏会に例えると、昼夜の1日のリズムが指挥者のリズムに、演奏者のリズムが脳の时计细胞のリズムに、そして聴众のリズムが体中の细胞のリズムに対応します。时差は指挥者が突然そのリズムを変更することに対応し、そのときに、オーケストラや聴众が、指挥者の新しいリズムについていくのに少し时间がかかることが时差ボケであるといえます。
过去の研究から、时差を与えると脳内の时计细胞のリズムが大きく乱れることが知られていましたが、それは复雑で详しい観察が难しいものでした。そこで本研究グループは、リズム集団の振る舞いを数式で表し、その数式を解いたりコンピュータ?シミュレーションを行ったりすることによって、时计细胞集団のリズムを予测しました。その结果、现地时间が遅れる（1日が长くなる）ような时差では、时计细胞のリズムは现地の昼夜のリズムよりも先行した状态になりますが、集団のリズムがよくそろったままで、数日で现地のリズムに合わせることができることがわかりました。
ところが、现地时间が早まる（1日が短くなる）ような时差では、时计细胞のリズムが昼夜のリズムより遅れるだけではなく、集団のリズムがバラバラになってしまい、全体としてのリズムがほぼ失われた状态に陥ることがわかりました。そして、この状态に一旦陥ると、时计细胞同士のリズムを再び合わせるのが难しくなり、さらに、乱れた周りの时计细胞の影响で昼夜のリズムにもなかなかタイミングを合わせることができず、结局、时差ボケからの回復が长引くことがわかりました。
これらの结果から本研究グループは、时计细胞のリズムがバラバラになるのを防げれば、时差ボケから早く回復できるという予想をしました。そこで、8时间の时差を2日间にわたって4时间ずつ与えることをまずシミュレーションで试した结果、リズムはバラバラにならず、そして时差からの回復が数日早まることが确认できました。この结果を受け、ネズミを使って同様の実験を行うと、シミュレーションの予测の通り、时差ボケからの回復が本当に数日早まることが确认されました。
図：时差が与えられたときの体内时计（脳内の时计细胞群）の様子
详しい研究内容について
书誌情报
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Hiroshi Kori, Yoshiaki Yamaguchi & Hitoshi Okamura (2017). Accelerating recovery from jet lag: prediction from a multi-oscillator model and its experimental confirmation in model animals. Scientific Reports, 7, 46702.
