トナカイは、食べた草をかみ直しながら眠っているらしい。4頭の脳波から見えてきた

トナカイやウシは、一度飲みこんだ草を口にもどし、もう一度かみ直します。これを「反すう」と言います。草を細かくして、中の栄養を取り出しやすくするためです。トナカイは、このかみ直しの間、眠っているときに近い状態になっているらしいのです。

スイスのチューリッヒ大学とノルウェー北極大学などのチームは、ノルウェー北部で、メスのトナカイ4頭の脳波を夏・秋・冬に測りました。すると、反すうしている間の脳波に、眠りと同じ特徴が出ていました。反すうの間にも、眠っているときと同じように眠気がへっていきました。そして、1日の反すうの時間が長いほど、ふつうの眠りの時間は短くなっていました。

北極圏の夏は短く、トナカイはその間にたくさん食べて、長い冬に備えます。けれども、食べる時間を増やせば、眠る時間がへってしまいます。反すうしながら眠りの役目も果たせるなら、食べることと眠ることを同時に進められます。チームは、これが夏にほとんど休まず食べ続けるのに役立っているのではないかと考えています。

01毛をそり、おでこに電極を貼って、麻酔なしで脳波を測った

研究の中心になったのは、チューリッヒ大学のメラニー・フラー（Melanie Furrer）さんと、レト・フーバー（Reto Huber）さん、ノルウェーのガブリエラ・ワーグナー（Gabriela Wagner）さんたちです。調べたのは、北緯69度のトロムソにある、ノルウェー北極大学の動物施設で飼われているトナカイです。4頭とも大人のメスで、研究の始めに3歳、終わりに4歳でした。4頭は以前から研究用に人に慣らされていて、試しの研究で脳波の測り方にも慣れていました。

脳波を測る2日前に、電極を貼る場所の毛をそり、残った毛を脱毛クリームで取りました。そして、おでこに脳波用の電極を2つ、首か耳の筋肉の上に筋肉の動きを測る電極を2つ貼りました。電極は皮ふに貼るだけで、手術も麻酔もしていません。記録する小さな装置は、くっつく性質のある伸びる包帯で作ったベルトで、背中に固定しました。トナカイの脳波を測った研究は、これが初めてだとチームは書いています。

測定は、7月・9月・12月に行いました。トロムソの7月は、1日中明るい季節です。12月は窓をアルミホイルでおおい、1日中暗い状態にしました。9月は、およそ9時間の夜がある季節です。それぞれの季節で約4日間、トナカイを小屋に入れて記録しました。春も測る予定でしたが、新型コロナの流行で測れませんでした。

023つの季節とも、1日の眠りの量はほぼ同じだった

脳波と、小屋に置いたカメラの映像から、トナカイの状態を「起きている」「ノンレム睡眠」「レム睡眠」「反すう」に分けました。ノンレム睡眠は、脳がゆっくりした大きな波を出す眠りです。レム睡眠は、脳は活発なのに、体の筋肉から力が抜ける眠りです。

24時間の記録では、トナカイは平均で、ノンレム睡眠に5.4時間、レム睡眠に0.9時間、反すうに2.9時間を使っていました。これらの時間は、季節によって大きな差がありませんでした。夏は冬より活発に動くのに、眠りの量はへっていなかったのです。

1日のリズムにも特徴がありました。1日中明るい夏と、1日中暗い冬には、休む時間が1日の決まった時間に集まる様子は見られませんでした。昼と夜がある秋だけ、暗い時間に多く休んでいました。

032時間起こしておくと、眠りが深くなった

次にチームは、トナカイを2時間起こしておく試しをしました。昼の12時から2時と、夜中の12時から2時です。研究者2人が小屋にいて、話したり、歩き回ったり、トナカイをなでたりしました。始めに新しいエサもあげて、食べるようにうながしました。

眠気がたまっているかどうかは、ノンレム睡眠のときに出る「徐波」で分かります。徐波は、ゆっくりした大きな脳波です。長く起きているほど強くなり、眠るにつれて弱まります。2時間起きていたあとのノンレム睡眠では、3つの季節とも徐波が強くなりました。たった2時間でも、眠気ははっきりたまっていたのです。徐波が強くなる度合いは、夏と秋より冬のほうが大きいものでした。

ここで、チームは疑問をもちました。トナカイがノンレム睡眠に使っているのは、1日の約23%だけです。2時間起きているだけで眠気がたまるのに、それで足りているのでしょうか。そこで目をつけたのが反すうでした。反すう中のトナカイは、ノンレム睡眠のときと同じように、静かに座ったり立ったりしています。

04反すうの間にも、眠りと同じように眠気がへっていた

まず、反すう中のトナカイが、まわりの音にどれだけ反応するかを調べました。となりのトナカイが座ったり立ち上がったりすると、音がします。その音に向けた反応が見られた割合は、起きているときに45%、ノンレム睡眠のときに5%、反すうのときに25%でした。反すう中は、起きているときと眠っているときの、ちょうど間くらいでした。

次に、反すう中の脳波を調べました。そこには、ノンレム睡眠に特有の徐波や、「睡眠紡錘波」という短い波の連なりが出ていました。2つの波が組み合わさって出るタイミングも、ノンレム睡眠のときと似ていました。

さらに、眠気がへっていくかを確かめました。反すうをはさむ前と後でノンレム睡眠の徐波を比べると、反すうの後のほうが弱くなっていました。反すうが長いほど、徐波はより弱くなりました。30分をこえる長い反すうでは、反すう中の徐波そのものが、いったん強まってから少しずつ弱まりました。長いノンレム睡眠のときと同じ変わり方です。かむ動きが脳波にまじる影響を取り除いても、この弱まり方は残りました。

チームは、計算でも確かめました。「反すうは眠りと同じように眠気をへらす」と考えた場合と、「反すうは起きているのと同じで眠気をためる」と考えた場合です。実際の脳波の変化によく合ったのは、前の考え方でした。そして、1日の反すうが長いトナカイの記録ほど、ノンレム睡眠は短くなっていました。

05まとめ

ノルウェー北部でメスのトナカイ4頭の脳波を測ると、食べた草をかみ直す反すうの間にも、ノンレム睡眠と同じ特徴の脳波が出ていました。反すうの間に眠気がへり、反すうが長いトナカイほど、ノンレム睡眠は短くなっていました。トナカイは、1日の約23%しかノンレム睡眠をとりません。そのかわり、1日に3時間近く、草をかみ直しながら眠りの役目の一部を果たしているらしいのです。