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魚やクモも夢をみる可能性 ネコは眠りながら狩りを練習

ナショナルジオグラフィック

動物も夢を見るのだろうか。昼寝をするイヌを見て、そう思ったことがある人は多いだろう。

この問いに答えるのは容易ではない。そもそもヒトが夢を見る理由も、夢が重要である理由も、まだ解明されていないのだ。動物の夢の研究はさらに難しい。イヌたちは、うたた寝中になぜ鼻を鳴らしたり脚をばたつかせたりしたのかを教えてはくれない。

一方で、ネコが夢を見る証拠は見つかっている。動物の夢は、それをどう定義するかによっては興味深い意味を持つかもしれない。

「夢の研究を通じて、動物の感情、記憶、ひいては想像力といったさまざまな認知能力への理解を広げることができると考えています」と米サンフランシスコ州立大学の科学哲学者デビッド・M・ペーニャ・グスマン氏は言う。氏は近著に『When Animals Dream: The Hidden World of Animal Consciousness(動物たちが夢を見るとき:動物の意識の秘められた世界)』がある。

霊長類に感情があることは以前から知られているが、クモについてはどうだろう? 実は最近の研究により、クモにもレム睡眠のようなものがあり、視覚的な夢さえ見ている可能性があることが指摘されている。クモが夢を見るなどと言うと荒唐無稽に思われるかもしれないが、本当に見るかもしれないのだ。

「人々は夢のことを、非現実的で鮮明な要素をもつ作り話だと考えています」と米マサチューセッツ工科大学(MIT)の神経生物学者マシュー・ウィルソン氏は説明する。「これに対して動物の夢の研究は、睡眠中に起こる何が動物たちの学習や記憶、行動に影響を及ぼすのか、という観点から行われています」

ネコが見る夢

イエネコは、夢の研究で最初期から研究対象とされた動物の一つだ。睡眠研究の先駆者であるミシェル・ジュベは、1960年代に睡眠中のネコの行動を観察し、それを大きく変えさせる実験を行って、ネコが夢を見る証拠を発見した。

レム睡眠中のヒトは、夢を見るほどの激しい精神活動にもかかわらず、筋肉はほとんど動かない。この弛緩状態のおかげで、どんなにリアルな夢を見ていても、体を動かさずにいられるのだ。ジュベはネコの睡眠を調べたところ、脳幹の橋(きょう)と呼ばれる構造がレム睡眠を制御し、部分的な麻痺(まひ)を引き起こしているらしいことを発見した。

ジュベは、ネコの橋の一部を切除して、睡眠中の行動を劇的に変化させた。レム睡眠に入ったネコたちは、まるで覚醒しているかのように動きはじめ、狩りをしたり、ジャンプをしたり、毛づくろいをしたり、目に見えない脅威から身を守ったりするようになったのだ。

この実験から、眠っているネコの脳で起きていることが見えてきた。ジュベは、体は弛緩しているが脳は覚醒状態にあるこの眠りを「逆説睡眠」と呼んだ。

「この状態のネコたちは、覚醒しているとしか思えないような行動をとるのです」とペーニャ・グスマン氏は言う。

夢で迷路を復習するラット

日中に迷路を走ったラットは、睡眠中に同じコースを再び走っている可能性があることが研究によって明らかになっている。覚醒中のラットの海馬(記憶の形成と保存をつかさどる脳領域)は、迷路を進むときの神経細胞の「発火」パターンを記憶している。その後、このラットが眠っているときに、海馬が同じ発火パターンを再現していることから、ラットが迷路を記憶または再学習していることが示唆された。

2001年に学術誌「Neuron」に発表されたこの研究は、動物が複雑な夢を見ることを示唆する発見の1つだった。しかし、論文の共著者であるMITのウィルソン氏は、これは始まりにすぎなかったと言う。

「私たちが実施した他の実験でも、(睡眠中のラットが)過去の経験の記憶を想起する現象は、私たちが夢として経験するものと似ていることが示唆されました」

ウィルソン氏らによるラットの脳の研究から、睡眠中に迷路の記憶を想起しているときには、それに伴う視覚イメージが再活性化していることもわかった。つまりラットは、覚醒時に迷路で見たものを、睡眠中に見ていたのだ。同じことは聴覚や感情にかかわる脳領域にも当てはまり、ラットがレム睡眠中に迷路を再び走るときには、これらの領域も再活性化することがわかっている。

「(ラットが)睡眠中に覚醒状態を多方面から再体験していることを示唆する事実はたくさんあります」とウィルソン氏は言う。「それを夢と呼ぶことに違和感はまったくありません。私が興味を持っているのは、ラットが夢を見ているのだとしたら、それは何を意味するのかということです」

夢の中で歌うキンカチョウ

キンカチョウは、にぎやかな鳴き声で知られるが、生まれつきの歌い手ではない。歌を聴き、練習し、そしておそらく夢を見ることによって歌い方を学ぶのだ。

2000年に学術誌「サイエンス」に発表された論文によれば、キンカチョウはさえずるときに、前脳の神経細胞が明確なパターンで発火しており、その発火パターンから歌が一音ずつ再現できるほどだ。睡眠中のキンカチョウの脳は、日中に聴いたり歌ったりした歌と同じ発火パターンを再現している。これは、キンカチョウが睡眠中に歌の記憶や練習をしていることを示唆している。

この論文を発表した研究者たちは、キンカチョウは歌う夢を見ているのではないかと考えている。鳥は夢を見ているとき、覚醒時の経験を追体験しているのだろうか? それとも、歌う夢は、無意識に実行されるアルゴリズムのようなものなのだろうか? 科学者たちは今、その答えに近づいているのかもしれない。

20年以上にわたる研究の結果、キンカチョウは、哺乳類以外の動物として初めて、レム睡眠などを含むヒトと同様の睡眠構造をもつことが、2008年に学術誌「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」で報告された。また、2017年に学術誌「PeerJ」で発表された研究では、キンカチョウは睡眠中に脳内の音楽に合わせて声帯の筋肉を動かしていることが示された。

キンカチョウが覚醒している時のさえずりは定型的なものが多いのに比べ、睡眠中に筋肉から読み取れる歌は変化に富んでいる。このことは、キンカチョウが覚醒時には感覚的な情報を集め、夢を見ているような状態では即興的に新しいバージョンを作って適応的な変化を作り出し、学習を進めていることを示唆している。

魚にもレム睡眠?

米スタンフォード大学の神経生物学者フィリップ・ムーラン氏によると、ゼブラフィッシュにもレム・ノンレム睡眠のような睡眠パターンがあるという。睡眠中に、筋肉の緊張が失われ、心拍が不規則になり、覚醒時と同じような脳活動が見られる期間があるのだ。ヒトのレム睡眠との大きな違いは、眼球が動かないことだ(まぶたがないため、目を閉じることもない)。

この発見は、レム睡眠が少なくとも4億5000万年前(つまり、進化の過程で陸上動物と水生動物が分岐するよりも前)に進化していた可能性を示している。

「20年前には、魚は眠らないとさえ言われていました」とムーラン氏は言う。「けれども今や、睡眠という行動は昆虫やクモから脊椎動物に至るまで広く保たれていることが知られています。レム睡眠では、最も重要な調節システムの制御が失われます。レム睡眠が重要でなかったら、そんな無防備な状態が進化の過程で保存されることはなかったでしょう」

では、なぜ夢を見ることが重要なのだろうか? レム睡眠が進化の過程で保存されているということは、魚も夢を見ている可能性があるということなのだろうか?

それは夢の定義による。ムーラン氏にとって、夢を見ることとは単に「神経細胞をシャッフルすること」、別の言い方をするなら「神経の接続をリセットすること」であり、記憶の定着や認知の最適化などを通じて将来のために神経系を整備することだという。

「動物が本当に夢を見ていることが確認されても私は驚きませんし、いずれ科学的に証明できるようになると思っています」と氏は言う。

「昼間に何かをして、脳が夜間にそれを再生し、統合し、他の体験と混ぜ合わせるというだけのことです。記憶や学習ができる種はヒトだけではありません」

文=BRIAN HANDWERK/訳=三枝小夜子(ナショナル ジオグラフィック日本版サイトで2023年1月10日公開)

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