6時間睡眠は足りているのか：2週間続けると脳は徹夜1晩分になった実験

毎日6時間睡眠を2週間続けると、脳は徹夜1晩と同じ状態になっていました。2003年に『Sleep』誌に載った、アメリカの睡眠制限実験の結果です。

ブレイン問答のショート動画では、この実験を40秒ほどで紹介しました。この記事では、動画に入りきらなかった実験の細かいところと、そこから何が言えて何が言えないのかを書きます。

どんな実験だったか

研究したのは、ペンシルベニア大学の Van Dongen さんと Dinges さんたちのチームです。参加したのは21歳から38歳の健康な大人48人で、全員が研究施設に泊まり込み、行動や体の状態をずっと見守られながら過ごしました。

参加者は、夜に寝床にいてよい時間を4時間、6時間、8時間のどれかに割り振られ、それを14日間続けました。昼寝は禁止です。別の組は、3晩続けてまったく寝ない徹夜を経験しました。どの組も、始める前の3日間と、終わったあとの回復の3日間がついています。

この間、参加者は毎日くり返し認知テストを受けました。中心になったのは、画面に数字が出たらできるだけ早くボタンを押す、という単純な反応のテストです。0.5秒以上反応が遅れた回を「見落とし」として数えます。ほかに、記号と数字の対応を答えるテストや、足し算と引き算を続けるテストも行われました。

ここで気をつけたいのは、6時間は「寝床にいてよい時間」だという点です。横になってすぐ眠れるわけではないので、実際に眠った時間はこれより短くなります。ふだん「6時間は寝ている」と思っている人は、布団に入ってから起きるまでの時間で数えていることがあります。その数え方なら、この実験の6時間組とほぼ同じ条件です。

結果：少しずつ、確実に落ちていった

4時間組と6時間組は、14日間のあいだ、すべてのテストで成績が少しずつ下がり続けました。下がり方は睡眠を削った量に比例していて、4時間組のほうが速く落ちました。動画では「8時間組はほぼ変わらず」と紹介したとおり、8時間組にはこうした落ち込みが見られませんでした。

論文の結論はこうです。1晩6時間以下に睡眠を制限すると、最大で徹夜2晩分に相当する成績の低下が起きた。2週間後の時点で、6時間組は徹夜1晩、4時間組は徹夜2晩とほぼ同じところまで落ちていました。

徹夜という言葉には特別な響きがありますが、6時間睡眠は多くの社会人にとって、ごく普通の夜です。普通の夜を2週間重ねると、徹夜明けの朝と同じ頭になる。

本人は気づいていなかった

この実験では、成績だけでなく本人の感じ方も調べています。

参加者に眠気を自分で評価してもらうと、睡眠を削り始めた最初の数日で眠気は増えましたが、その後はわずかしか増えませんでした。しかも、6時間組と4時間組の眠気の感じ方には、はっきりした差が出ませんでした。成績は日ごとに下がっているのに、本人の感覚はほぼ横ばいだったのです。

論文の著者たちは、参加者は増えていく認知の低下に「ほとんど気づいていなかった」と書いています。そして、睡眠を少し削ることが害のないものだと思われがちなのは、このためかもしれない、と続けています。

「6時間で慣れた」「もう体がこのリズムになっている」という感覚を持っている人は多くいます。この実験からは、慣れたのは眠気の感じ方のほうで、脳の働きは慣れていなかった、と読むのが自然です。

15.84時間という数字

論文にはもうひとつ面白い分析があります。研究チームは、睡眠制限の組と徹夜の組をまとめて、起きていた時間と見落としの回数の関係を調べました。

すると、どんな形で睡眠を削ったかに関係なく、1日に約15.84時間を超えて起きていた分が積み重なるほど、見落としがほぼ直線的に増えていました。15.84時間は、24時間からおよそ8.2時間を引いた長さです。つまり、1日8時間ほど眠れなかった分の「起きすぎた時間」が借金のようにたまっていき、その総量で脳の働きが決まる、という見方です。

著者たちはこれを、睡眠不足とは「余分に起きている時間」がたまっていくことで、そこには脳にとってのコストがある、と表現しています。6時間睡眠は1日あたり約2時間の借金で、それが14日続けば、徹夜1晩に近い量になります。数字で見ると、結果はそれほど不思議ではありません。

休日に寝だめすれば戻るのか

では、平日に削った分を週末に取り戻せるのか。同じ2003年に、アメリカの別の研究チーム(Belenky さんたち)が、回復まで含めて調べています。

この研究では、66人の参加者が1晩に寝床にいる時間を3時間、5時間、7時間、9時間のどれかにして7日間過ごし、そのあと3日間は8時間眠りました。5時間組と7時間組は、反応の速さが最初に落ちて、その後は落ちたままの水準で安定しました。そして8時間睡眠に戻した3日間でも、その水準からほとんど回復しませんでした。3時間組は、回復の1晩目で大きく持ち直したものの、5時間組や7時間組と同じくらいのところで止まりました。

7時間組でも反応の速さが落ちていました。著者たちは、脳は睡眠不足に適応して、低い水準で成績を安定させる。その適応は、普通の睡眠に戻してからも数日続く、と考えています。

この2つの研究から言えるのは、睡眠不足の影響は、たっぷり1晩眠ればすぐに消えるものではない、ということです。週末の寝だめで、平日の削った分を帳消しにするのは難しそうです。

何時間眠ればよいのか

厚生労働省の「健康づくりのための睡眠ガイド2023」は、成人について、6時間以上を目安に必要な睡眠時間を確保することを勧めています。アメリカ睡眠医学会と睡眠研究学会が2015年に出した合意声明は、成人は1晩7時間以上を定期的に眠るべきだとしています。

必要な睡眠時間には個人差があります。それでも、この実験の6時間組が「寝床にいる時間」で6時間だったことを考えると、布団に入っている時間で7時間から8時間をとる、という目安の考え方もあります。

生活で使うなら

この研究を生活に持ち込むなら、たとえば次の3つがあります。

ミスが増えたら、まず睡眠を疑う。 自分の眠気の感覚はあてになりません。うっかりが続く週は、自分の注意力を責める前に、ここ1、2週間の睡眠時間を思い出してみると原因が見えることがあります。
布団に入る時間を記録する。 眠気の感覚で判断できないなら、時計で判断するしかありません。寝た時刻と起きた時刻を1週間書き出すと、実際に布団にいる時間が見えてきます。
大事な判断は、よく眠った日に回す。 契約の確認や、細かい数字のチェックのように見落としが許されない作業は、睡眠が足りている日に置くほうが安全です。

ブレイン問答では、論文にもとづいた脳の話を、毎日1本のショート動画で紹介しています。BrainDojoは、1日数分で計算、記憶、注意などのトレーニングができるアプリで、1日1回の「脳実力チェック」では、処理速度、抑制力、短期記憶の点数をつけられます。寝不足の日と、よく眠った日で点数を比べてみると、この実験の話が少し身近に感じられるかもしれません。

参考文献

Van Dongen HPA, Maislin G, Mullington JM, Dinges DF. The cumulative cost of additional wakefulness: dose-response effects on neurobehavioral functions and sleep physiology from chronic sleep restriction and total sleep deprivation. Sleep. 2003;26(2):117-126.
Belenky G, Wesensten NJ, Thorne DR, et al. Patterns of performance degradation and restoration during sleep restriction and subsequent recovery: a sleep dose-response study. J Sleep Res. 2003;12(1):1-12.
Watson NF, Badr MS, Belenky G, et al. Recommended Amount of Sleep for a Healthy Adult: A Joint Consensus Statement of the American Academy of Sleep Medicine and Sleep Research Society. Sleep. 2015;38(6):843-844.
厚生労働省「健康づくりのための睡眠ガイド2023」