皮質の発射と睡眠恒常性

覚醒時間の長さに伴い睡眠の必要性が増し、睡眠時間によりその必要性が減少する。この過程は睡眠恒常性と呼ばれる。覚醒を続けることは脳細胞にどのような影響を与え、なぜ睡眠が必要なのか。驚くべきことに、皮質ニューロンの発射が動物の覚醒時間または睡眠時間によって影響を受けるかどうかはわかっていない。本研究では、持続的な覚醒後、すべての行動状態で皮質ニューロンはより高い周波数で発射することを見出した。持続的な覚醒後の初期NREM睡眠では、集団活動期間（ON）が短く頻繁で同期的な発射と関連し、一方ニューロンの沈黙期間は長く頻繁であった。持続的な睡眠後は発射率と同期性が減少し、ON期間の持続時間は増加する。NREM睡眠における発射パターンの変化は、睡眠恒常性の指標であるスローウェーブ活動の変化と相関した。したがって、覚醒中の発射の体系的増加は睡眠によって相殺される。