眠気の発生源は「エネルギー過負荷」だった?
研究チームは今回、ショウジョウバエの脳から、睡眠を制御する神経細胞「dFBNs(dorsal fan-shaped body neurons)」を抽出し、睡眠不足の状態で何が起こるのかを細胞レベルで解析しました。
その結果、睡眠不足に陥った神経細胞(dFBNs)では、ミトコンドリアが電子を過剰に受け取って「飽和状態」に陥っていることが判明しました。
この電子は通常、酸素と反応してATP(アデノシン三リン酸=細胞のエネルギー通貨)を生成するために使われますが、供給量が需要を上回ると、行き場を失った電子が“こぼれ出す”のです。

次にこの電子の漏れは、活性酸素(ROS)という細胞にとって有害な副産物を生み出します。
チームは、この活性酸素の発生が「もう限界、眠らなければ」というシグナルとして、脳の一部の神経細胞に直接伝わることを突き止めました。
つまり、眠気は身体が休みたがっているというより、「脳が壊れないようにする緊急停止装置」のような働きであるというのです。
実際、ミトコンドリアからの電子の漏れを防ぐタンパク質(AOX)を神経細胞に導入したところ、睡眠欲求が減少。
逆に電子の流入量を意図的に増やした場合には、ハエはより多く眠るようになりました。
さらに驚くべきことに、光によって人工的にミトコンドリアへエネルギーを送り込んだところ、やはり眠気が生じることが観察されました。
この実験は「眠気はエネルギー不足ではなく、エネルギーの過剰が原因である」という仮説を裏付けるものでした。