睡眠・休息レム睡眠中の脳は「燃料が届いているのにエネルギー不足」？ 東北大がマウスで発見
2026.10.02
English Corner（A2〜B2・4択クイズ）
読む前に予想してみよう！
この研究では、レム睡眠中にマウスの神経細胞のATP（エネルギー）が増えていた
血液量や材料は増えたのに、神経細胞のATPは急に減っていた。
研究カード（どんな研究？）- 対象
- マウス
- 規模
- 小規模（動物実験）
- 研究の種類
- 動物実験（脳の広域蛍光イメージング）
- 確かさ
- ★★☆☆☆
東北大学がマウスの脳を頭蓋骨ごしに観察。レム睡眠中は血液も燃料の材料も増えるのに、神経細胞のエネルギー（ATP）はむしろ急に減っていた。
ひとことで言うと夢を見るころの脳は、ごはんが届いているのに、エネルギーの使い方がふだんと大きく変わっているのかも！
眠っている間、脳は休んでいる——そう思っていませんか？
実は、夢を見ることが多い「レム睡眠」の間、脳は起きているときに近いくらい活発に働いています。では、そのエネルギーはどうやってまかなわれているのでしょう。
2026年7月、科学誌『Communications Biology』に、東北大学の研究チームがこの謎に迫る論文を発表しました。マウスの脳を観察したところ、レム睡眠中は燃料がどんどん届いているのに、神経細胞のエネルギーはむしろ急に減っていたのです。
01頭蓋骨ごしに「脳のエネルギー」を見る
ATPは、細胞が動くための電池のようなもの。この3つを同時に見ることで、「燃料の供給」と「エネルギーの消費」のバランスが分かります。
02ノンレム睡眠では「前から後ろへ」速い波
まず、深い眠りを含むノンレム睡眠。このときは、脳波（シータ波）の活動が、その後の血液量の変化を予告するように動き、血流の波が脳の前から後ろへ素早く伝わっていました。
03レム睡眠では「燃料満タンなのにガス欠」
ところがレム睡眠に入ると様子が一変します。
- 脳の血液量が大きく増加（脳の後ろ側から始まり、ゆっくり全体へ広がる）
- アストロサイトのピルビン酸も増加
- それなのに、神経細胞のATPは急激に低下
ガソリンスタンドから燃料がどんどん運ばれてくるのに、車のメーターはガス欠に向かっている。そんな「エネルギーの逆説」が起きていたのです。
研究チームは、原因として、神経細胞でのエネルギー消費の増加、アストロサイトから神経細胞への受け渡しの低下、ミトコンドリアでのATP産生の低下などを挙げています。ただし、消費の増加だけでは説明しきれないかもしれない、とも述べています。
04なぜ脳はそんなに「燃費が悪い」状態に？
レム睡眠は1953年に、眠っている人の目が素早く動く時間帯として発見されました（Aserinsky & Kleitman）。以来、記憶の整理や感情の処理に関わるのではないかと考えられてきましたが、その役割はまだ完全には分かっていません。
今回の結果について研究チームは、ATPの一時的な低下は、記憶の再編成や感情の処理を優先するためのエネルギー配分なのかもしれない、と推測しています（まだ仮説の段階です）。ノンレムとレムで、脳がエネルギーの配り方を切り替えていることも見えてきました。
05まとめ
眠っている脳は、休むどころか、エネルギーの使い方や配り方を大きく切り替えているのかもしれません。夜中にたくさん夢を見た朝、なんだか頭が疲れている……そんな感覚とつながるかどうかは、まだ分かりません。睡眠のリズムについてはレム睡眠とノンレム睡眠の記事もどうぞ。
この研究を英語で読もう原田英語の English CornerYou might think the brain rests during sleep.
音声
4択クイズ9問A2・B1・B2タップして開く
原田英語の English Corner
この研究を英語で読もう
During REM sleep, when we often dream, the brain is very active. Scientists at Tohoku University in Japan watched the brains of sleeping mice. During REM sleep, more blood flowed into the brain, and more material for energy arrived.
But strangely, the energy inside the nerve cells went down quickly. It is like a car that gets lots of fuel but still runs out. The brain may use a lot of energy during REM sleep.
75 words ・ CEFR A2
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私たちがよく夢を見るレム睡眠の間、脳はとても活発です。日本の東北大学の科学者たちは、眠っているマウスの脳を観察しました。レム睡眠の間、より多くの血液が脳に流れこみ、エネルギーの材料もより多く届きました。
しかし不思議なことに、神経細胞の中のエネルギーは急に減りました。それは、たくさん燃料をもらっているのに、それでもガス欠になる車のようなものです。脳はレム睡眠の間に、たくさんのエネルギーを使っているのかもしれません。
4択リーディングクイズ
Q1. What is the passage mainly about?
レム睡眠中に燃料が届くのに神経細胞のエネルギーが減る、という不思議な変化がテーマなので A が正解。
Q2. What happened to the energy inside the nerve cells during REM sleep?
the energy inside the nerve cells went down quickly とあるので D。
Q3. In this passage, "runs out" means ...
run out は「使い果たす、なくなる」。燃料がなくなる（ガス欠）という意味なので C。
You might think the brain rests during sleep. In fact, it is very active during REM sleep, the stage when most dreaming happens.
Researchers at Tohoku University in Japan wanted to know how the brain gets enough energy at this time. They used glowing markers to watch the brains of naturally sleeping mice, without removing the skull. They measured three things at once. The first was blood volume in the brain.
The second was pyruvate, a material for making energy, inside support cells called astrocytes. The third was ATP, the energy that nerve cells use. During REM sleep, blood volume and pyruvate both went up. But ATP in the nerve cells dropped sharply. The researchers say nerve cells may use more energy, or may get less from support cells.
129 words ・ CEFR B1
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睡眠中、脳は休んでいると思うかもしれません。実は、ほとんどの夢を見る段階であるレム睡眠の間、脳はとても活発です。
日本の東北大学の研究者たちは、このとき脳がどうやって十分なエネルギーを得ているのかを知りたいと考えました。彼らは光る目印を使い、頭蓋骨を取り除かずに、自然に眠っているマウスの脳を観察しました。3つのことを同時に測定しました。1つ目は脳の血液量です。
2つ目は、アストロサイトと呼ばれる支持細胞の中にある、エネルギーをつくる材料のピルビン酸です。3つ目は、神経細胞が使うエネルギーであるATPです。レム睡眠中、血液量とピルビン酸はどちらも増えました。ところが、神経細胞のATPは急激に低下しました。研究者たちは、神経細胞がより多くのエネルギーを使っているか、支持細胞から受け取る量が減っているのかもしれないと言っています。
4択リーディングクイズ
Q1. What did the researchers want to know?
wanted to know how the brain gets enough energy at this time（レム睡眠中）とあるので B。
Q2. Which of the following increased during REM sleep?
During REM sleep, blood volume and pyruvate both went up. とあるので C。ATP は減ったので A は逆。
Q3. What do the researchers think explains the result?
最終文 nerve cells may use more energy, or may get less from support cells とあるので D。
During REM sleep, the stage first identified in 1953 by its rapid eye movements, the brain is almost as active as when awake. How it pays for all that activity has long been unclear. In a study in Communications Biology, Tohoku University researchers looked for an answer in naturally sleeping mice.
Using wide-field fluorescence imaging through the intact skull, they tracked three things at once: blood volume in the brain, pyruvate inside astrocytes, and ATP, the cell's energy currency, inside neurons. In non-REM sleep, theta-band brain activity came just before changes in blood volume, and a fast wave of blood volume traveled from the front of the brain to the back.
REM sleep was different. Blood volume rose sharply, starting at the back and spreading slowly, and astrocytic pyruvate increased too. Neuronal ATP, however, fell steeply. Supply went up while the neurons' energy went down. These were mice, and the imaging captured mostly the surface of the cortex.
Whether the drop in ATP helps or harms the brain is also unknown. The team suggests neurons may burn more energy, or get less from astrocytes, or make less ATP. The cause itself is unknown.
193 words ・ CEFR B2
和訳を見る
1953年に急速な眼球運動によって初めて特定されたレム睡眠の間、脳は起きているときとほぼ同じくらい活発です。その活動のエネルギーをどうまかなっているのかは、長い間はっきりしていませんでした。『Communications Biology』に発表された研究で、東北大学の研究者たちは自然に眠っているマウスでその答えを探しました。
頭蓋骨をそのまま残して広い範囲を撮影する蛍光イメージングを使い、3つのものを同時に追跡しました。脳の血液量、アストロサイト内のピルビン酸、そして細胞のエネルギー通貨であるニューロン内のATPです。
ノンレム睡眠では、シータ帯の脳活動が血液量の変化の直前に現れ、血液量の速い波が脳の前から後ろへ伝わりました。レム睡眠は違っていました。血液量は後方から始まってゆっくり広がりながら大きく増え、アストロサイトのピルビン酸も増えました。ところが、ニューロンのATPは急激に低下したのです。供給は増えているのに、ニューロンのエネルギーは減っていたことになります。対象はマウスであり、撮影できたのは主に大脳皮質の表面です。
ATPの低下が脳にとって有益か有害かもわかっていません。研究チームは、ニューロンがより多くのエネルギーを使っているか、アストロサイトからの受け取りが減っているか、ATPをつくる量が減っている可能性を挙げています。原因そのものはわかっていません。
4択リーディングクイズ
Q1. What is the "paradox" described in the passage?
血液量やピルビン酸（供給）が増えたのに、ニューロンのATPが低下したことが逆説なので A。
Q2. How did blood volume change during non-REM sleep?
In non-REM sleep ... a fast wave of blood volume traveled from the front of the brain to the back とあるので B。C はレム睡眠の説明。
Q3. Which statement would the author most likely agree with?
Whether the drop in ATP helps or harms the brain is also unknown とあるので D。
重要単語
- paradoxC1名詞逆説、矛盾して見えることIt is a paradox that more fuel leads to less energy.
para-（反して）＋dox（意見）。「常識に反する考え」。形容詞 paradoxical、副詞 paradoxically（逆説的に）も長文頻出。 - metabolismC1名詞代謝The brain has a very high metabolism. 形容詞 metabolic。metabolic syndrome（メタボリックシンドローム）の metabolic。
- astrocyteC1名詞アストロサイト（脳の支持細胞の一種）Astrocytes help supply energy to neurons. astro（星）＋cyte（細胞）。星のような形をしていることから。astronaut の astro と同じ。
- propagateC1動詞伝わる、広がるThe wave propagated slowly across the brain. もとは「（植物を）繁殖させる」。そこから「（波・情報が）広がる」。名詞 propagation。propaganda も同語源。
- declineB2動詞・名詞低下する／低下The energy level declined during REM sleep. 「断る」の意味もある多義語。decline an invitation（招待を断る）。
- supplyB1名詞・動詞供給（する）The supply of fuel could not keep up with demand. supply and demand（需要と供給）は日本語と語順が逆。supply A with B「AにBを供給する」。
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東北大学の研究で、マウスのレム睡眠中、脳に流れこむ血液もエネルギーの材料も増えるのに、神経細胞のエネルギー（ATP）は急減していたらしい。「燃料満タンなのにガス欠」みたいな逆説。眠る脳のエネルギー、どこへ消えた？
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出典・参考文献（3件）タップで表示
- Takahashi, Ikoma & Matsui (2026) Energy paradox in REM sleep: balancing supply and consumption in brain metabolism, Communications Biologydoi.org
- Aserinsky & Kleitman (1953) Regularly Occurring Periods of Eye Motility, and Concomitant Phenomena, During Sleep, Sciencedoi.org
- Xie et al. (2013) Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain, Sciencedoi.org
※本記事は上記の研究・公開資料をもとに、原田英語が独自の言葉で解説したものです。引用は著作権法第32条の範囲で行い、出典を明記しています。画像はすべてオリジナルのイメージです。研究結果には限界や個人差があります。誤りのご指摘は原田英語のお問い合わせフォームから。
