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Let me ask you a question: What came first, sleep or the brain?

あなたに質問させてください。睡眠と脳のどちらが先でしょうか？

Many would probably answer that question with "brain", obviously.

多くの人はこの質問に「脳」と答えるでしょう、明らかに。

Except, recent research points out that sleep might not be as connected to the brain as scientists once thought.

しかし、最近の研究では、睡眠はこれまで科学者が考えていたほど脳と関係がないかもしれないと指摘されています。

Because organisms with super simple neural networks can still sleep, sort of like us humans.

なぜかというと、とてもシンプルなニューラルネットワークを持つ生物は、人間のように眠ることができるからです。

So, if these organisms can sleep, then what is "sleep", anyways?  

では、これらの生物が眠ることができるのであれば、そもそも「眠り」とは何でしょう？

Well, there are lots of creatures that need to sleep, but they don't all approach it in the same fashion.  

睡眠を必要とする生き物はたくさんいますが、その方法は皆同じではありません。

For example, humans usually sleep for several hours in a row, with teenagers being the ones who sleep the most.

例えば、人間は数時間連続して眠るのが普通で、最も多く眠るのは青少年だと言われています。

Wild elephants, though, only sleep for a couple hours a day, sometimes going days without entering a deeper, more restful type of sleep.

しかし、野生のゾウは、1日に数時間しか眠らず、時には何日も深い眠りにつけないこともあります。

So, what's the brain doing while these creatures are snoozing?

では、生き物がうたた寝をしている間、脳は何をしているのでしょうか？

Researchers can measure the electromagnetic signals coming from the brain to get an understanding of what's happening in there during sleep.

研究者は、脳からの電磁信号を測定することで、睡眠中に脳内で何が起こっているかを理解することができます。

Let's take dolphins, for example.

例としてあげますね、イルカを見てみましょう。

Their way of sleeping is known as unihemispheric, slow-wave sleep.

彼らの眠り方は、「一半球性徐波睡眠」と呼ばれています。

Which means they sleep with half of their brain.

つまり、脳の半分を使って眠るということです。

When researchers measured the electromagnetic signals coming from dolphin brains, the signals coming from each side of the brain were completely different.

イルカの脳から出ている電磁信号を測定したところ、脳の左右から出ている信号が全く違っていました。

Half of the brain was in slow-wave sleep, while the other side of the brain showed signs of wakefulness.

脳の半分は徐波睡眠状態で、もう片方は覚醒の兆候が見られました。

But we can also easily observe other, more outward signs that dolphins are asleep.

しかし、イルカが眠っていることを示す、もっと外見的なサインを簡単に観察することもできますよ。

For example, they might close one eye ⏤ the eye opposite the brain hemisphere that's asleep.

例えば、眠っている脳半球と反対側の片方の目を閉じるとか。

And they may stick close to the surface of the water so that they're able to easily surface to breathe.

また、呼吸をするために簡単に浮上できるよう、水面に近いところにいる現象も見られます。

And studies investigating sleep in invertebrates, like fruit flies and cockroaches, found that these creatures also do things that signal that they're asleep.

また、ミバエやゴキブリなどの無脊椎動物の睡眠を調べたところ、これらの生物も睡眠のシグナルを出すことがわかりました。

These include a decrease in their behavior and responsiveness as well as a change their body posture.

その結果、行動や反応の低下、姿勢の変化などが見られます。

So, factoring in the different ways creatures sleep, plus the idea that there are these common tell-tale signs that a creature is sleeping, researchers began to look for sleep all over the tree of life.

そこで、生物の眠り方の違いを考慮し、さらに、生物が眠っていることを示す共通の兆候があると考え、研究者たちは生命の樹のいたるところで「眠り」を探し始めました。

And they found evidence in a lot of organisms, including some very simplistic creatures, like hydras and jellyfish.  

そして、ヒドラやクラゲのような非常に単純な生物を含む、多くの生物にその証拠を見つけました。

Compared to us humans, their neurons aren't as densely packed together.

私たち人間に比べて、神経細胞が密集していないのです。

They're more like a light mesh of neurons than brains.

脳というよりも、神経細胞の軽い網のようなものです。

By studying this mesh, researchers can tell more about what the first sleeping creature was like and what it was using sleep for.

このメッシュを研究することで、最初の睡眠生物がどのようなもので、何のために睡眠を利用していたのかを知ることができます。

A potential clue for that first sleeping critter is jellyfish, which can enter that sleep state, leading scientists to believe that sleep evolved more than one billion years ago.

最初の睡眠生物の手掛かりとなりそうなのが、クラゲです。クラゲは睡眠状態に入ることができ、睡眠は10億年以上前に進化したと考えられています。

And finding where in the tree of life organisms like jellyfish converge with mammals can help researchers uncover the incredibly ancient common ancestor that we share.

また、クラゲのような生物が哺乳類のどこに収束するのかを知ることで、私たちの共通の祖先がどれほど古くから存在していたのかを知ることができます。

Now, for creatures with only a sparse mesh of neurons, researchers think that sleep probably plays a role in their metabolism, the amount of energy a creature's body uses to maintain itself.

現在では、神経細胞がまばらにしか存在しない生物の場合、睡眠が代謝、つまり体を維持するために使うエネルギーの量に関与しているのではないかと考えられています。

So for organisms that have a simplistic neural network, their bodies are just changing what they do with the available energy.

単純な神経ネットワークを持つ生物にとっては、体は利用可能なエネルギーに対して何をするかを変えているだけなのです。

Entering a state of sleep may trigger reactions to occur that can't happen while the creature is awake.

睡眠状態に入ることで、起きている時には起こらない反応が起こることがあります。

Or sleep may just provide enough available energy for these reactions to take place.

あるいは、これらの反応が起こるのに十分なエネルギーが睡眠によって得られるのかもしれません。

For example, the nematode C. elegans uses the time it's asleep to grow and repair its tissues.

例えば、線虫の C. エレガンスは、眠っている間に組織の成長と修復を行います。

​​This creature doesn't sleep at regular intervals each day.

この生物は、毎日一定の間隔で眠りません。

Instead, it only sleeps after periods of development.

その代わり、体の成長期間が終わった後にしか眠りません。

And researchers have also found that sleep-deprived hydras pause the daily division of their body cells.

また、研究者たちは、睡眠不足のヒドラが体細胞の日々の分裂を一時停止することを発見しました。

Recent research also links metabolism and sleep in organisms with more complex neural networks, like humans.

最近の研究では、人間のように複雑な神経ネットワークを持つ生物でも、代謝と睡眠が関連していることがわかってきました。

So, sleep is tightly woven into the human body's hormonal and metabolic processes and is vital in keeping the metabolism functioning properly.

つまり、睡眠は人体のホルモンや代謝のプロセスにしっかりと組み込まれており、代謝を正常に保つためには欠かせないものなのです。

Which means if you're sleep-deprived or have a sleep disorder, it may negatively impact the body's metabolism.

だから、睡眠不足や睡眠障害があると、体の代謝に悪影響を及ぼす可能性があるということでしょう。

So, animals from humans to critters with just a mesh of neurons can at least sort of sleep, but what if you don't have any neurons at all?

では、人間から生き物まで、神経細胞が網の目のように張り巡らされているだけの動物は、少なくとも何らかの形で眠ることができますが、神経細胞が全くない場合はどうでしょうか。

That ancient common ancestor between jellyfish and mammals probably had neurons that would have transmitted a signal to the muscles to cause the organism to move.

クラゲと哺乳類の共通の祖先は、おそらく神経細胞を持っていて、その神経細胞が筋肉に信号を伝えて生物を動かしていたのでしょう。

And when it wasn't moving, it would've been considered to be in a sleep state, like how we can measure the outward behavior of sleeping dolphins, elephants, or humans.

そして、動いていない時は、眠っている状態と考えられます。これは、眠っているイルカや象、人間の外見的な行動を測定するのと同じです。

But the jury is still out on creatures lacking neurons and muscles altogether, like sponges, for example.

しかし、海綿動物のように神経細胞や筋肉をまったく持たない生物については、まだ結論が出ていません。

Measuring something like this has proven to be a challenge because there's no electrical signals to detect, and the sponge doesn't really move in the same way that other animals do.

電気信号がないことや、他の動物のように海綿生物が動かないことなどから、測定には困難が伴います。

So researchers can't look for a change in body posture as an indicator of sleep.

そのため、研究者は体の姿勢の変化を睡眠の指標として探すことはできません。

Sponges do have a metabolism; they are, after all, a living, breathing creature that has energy demands.

海綿には代謝があり、海綿はエネルギーを必要とする呼吸をする生き物なのです。

Researchers just haven't yet come up with a way to tell whether these creatures go through a metabolic cycle, pausing some of their activity to use that energy for other things, on a cellular level.

ただ、この生物が代謝サイクルを繰り返し、活動を一時停止してそのエネルギーを別のことに使っているかどうかを、細胞レベルで見分ける方法はまだ見つかっていません。

A better understanding of whether these kinds of creatures sleep could help answer many questions surrounding sleep.

このような生物が眠っているかどうかの理解が深まれば、睡眠にまつわる多くの疑問に答えることができるでしょう。

And this, in turn, could help researchers better understand human sleep.

その結果、人間の睡眠をより深く理解できるようになるかもしれませんね。

Potentially leading to new ways of treating sleep-related diseases or the development of new drugs that target spots in the body previously thought to be completely separate from the sleep process.

睡眠関連疾患の新たな治療法や、これまで睡眠プロセスとは全く別のものと考えられていた体の部位を標的とした新薬の開発につながる可能性があります。

So, thanks to some of the more simplistic creatures on this planet, scientists have learned that sleep is anything but a simple, one-size-fits-all process.

科学者たちは、この地球上のより単純な生き物たちのおかげで、睡眠が単純ではなく、一律のプロセスではないことを判明しました。

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