but do any of us really understand what it's all about?

しかし、私たちの誰もが本当にそれが何なのか理解しているのでしょうか？

Two thousand years ago, Galen, one of the most prominent medical researchers of the ancient world,

二千年前、古代世界で最も著名な医学研究者の一人であるガレン。

proposed that while we're awake, our brain's motive force, its juice, would flow out to all the other parts of the body,

起きている間は、脳の原動力であるジュースが体の他の部分に流れ出ていると提案しています。

animating them but leaving the brain all dried up,

アニメ化しても脳みそが干上がったままだからな

and he thought that when we sleep, all this moisture that filled the rest of the body would come rushing back,

眠ると体の他の部分を満たしていた水分が 洗い流されて戻ってくると思ったそうです

rehydrating the brain and refreshing the mind. Now, that sounds completely ridiculous to us now,

脳に水分を補給し、心をリフレッシュさせます。今の私たちには完全に馬鹿げた話に聞こえますが

but Galen was simply trying to explain something about sleep that we all deal with every day.

しかし、ギャレンは単に説明しようとしていた睡眠についての何かを説明しようとしていた私たちは毎日対処しています。

See, we all know based on our own experience that when you sleep, it clears your mind,

私たちは自分の経験に基づいて知っている 眠ると頭の中がスッキリすることを

and when you don't sleep, it leaves your mind murky.

眠らないと心に濁りが残ります。

But while we know a great deal more about sleep now than when Galen was around,

しかし、今はゲイレンがいた頃よりも 睡眠についての知識が豊富です。

we still haven't understood why it is that sleep, of all of our activities, has this incredible restorative function for the mind.

私たちはまだ理解していません。なぜ睡眠は、私たちのすべての活動の中で、この信じられないほどの心の回復機能を持っているのでしょうか。

So today I want to tell you about some recent research that may shed new light on this question.

そこで今日は、この問題に新たな光を当てる可能性のある最近の研究についてお話したいと思います。

We've found that sleep may actually be a kind of elegant design solution to some of the brain's most basic needs,

睡眠は、実は脳の最も基本的なニーズの一部をエレガントにデザインしたものかもしれないということがわかりました。

a unique way that the brain meets the high demands and the narrow margins that set it apart from all the other organs of the body.

脳が高い要求に応えるユニークな方法と、体の他のすべての臓器とは一線を画す狭い余白。

So almost all the biology that we observe can be thought of as a series of problems and their corresponding solutions,

ですから、私たちが観察している生物学のほとんどすべては、一連の問題とそれに対応する解決策と考えることができます。

and the first problem that every organ must solve is a continuous supply of nutrients to fuel all those cells of the body.

そして、すべての臓器が解決しなければならない最初の問題は、体のすべての細胞に燃料を供給するための栄養素を継続的に供給することです。

In the brain, that is especially critical;

脳の中では、それが特に重要です。

its intense electrical activity uses up a quarter of the body's entire energy supply,

その強烈な電気活動は、身体全体のエネルギー供給の4分の1を消費します。

even though the brain accounts for only about two percent of the body's mass.

脳が体の質量の約2％しか占めていないにもかかわらず。

So the circulatory system solves the nutrient delivery problem by sending blood vessels

循環器系は血管を送ることで栄養分の供給問題を解決しているのですね。

to supply nutrients and oxygen to every corner of our body.

体の隅々まで栄養と酸素を供給するために

You can actually see it in this video here. Here, we're imaging blood vessels in the brain of a living mouse.

実際にこちらの動画で見ることができますここでは生きているマウスの脳の血管を画像化しています

The blood vessels form a complex network that fills the entire brain volume.

血管は複雑なネットワークを形成しており、脳全体の容積を埋めています。

They start at the surface of the brain, and then they dive down into the tissue itself,

脳の表面から始まり、組織そのものに潜っていく。

and as they spread out, they supply nutrients and oxygen to each and every cell in the brain.

と広がっていくと、脳の細胞の一つ一つに栄養と酸素を供給してくれます。

Now, just as every cell requires nutrients to fuel it,

今、すべての細胞が燃料となる栄養素を必要としているように

every cell also produces waste as a byproduct,

すべての細胞はまた、副産物として廃棄物を生成します。

and the clearance of that waste is the second basic problem that each organ has to solve.

そして、その老廃物の片付けは、各器官が解決しなければならない第二の基本的な問題です。

This diagram shows the body's lymphatic system, which has evolved to meet this need.

この図は、このニーズに応えるために進化してきた体のリンパ系を示しています。

It's a second parallel network of vessels that extends throughout the body.

体全体に広がる第二の平行した血管のネットワークです。

It takes up proteins and other waste from the spaces between the cells,

細胞と細胞の間の隙間からタンパク質などの老廃物を取り込んでくれます。

it collects them, and then dumps them into the blood so they can be disposed of.

それを集めて血中に捨てて処分するんだ

But if you look really closely at this diagram, you'll see something that doesn't make a lot of sense.

しかし、この図を本当によく見ると、何か意味不明なものが見えてきます。

So if we were to zoom into this guy's head, one of the things that you would see there is that there are no lymphatic vessels in the brain.

この男の頭をズームアップしてみると脳内にリンパ管がないのがわかると思います。

But that doesn't make a lot of sense, does it?

でも、それだと意味がないですよね？

I mean, the brain is this intensely active organ that produces a correspondingly large amount of waste that must be efficiently cleared.

つまり、脳は非常に活動的な器官で、それに応じて大量の老廃物を生成し、効率的に排出しなければならないのです。

And yet, it lacks lymphatic vessels, which means that the approach that the rest of the body takes to clearing away its waste won't work in the brain.

それなのに、リンパ管が不足しているということは、体の残りの部分の老廃物を片付けるためのアプローチが、脳の中ではうまくいかないということです。

So how, then, does the brain solve its waste clearance problem?

では、脳の老廃物処理問題はどうやって解決するのでしょうか？

Well, that seemingly mundane question is where our group first jumped into this story,

一見平凡な質問だが、我々のグループが最初にこの話に飛び込んできたのはここだった。

and what we found as we dove down into the brain, down among the neurons and the blood vessels,

そして、神経細胞と血管の間にある脳の中に潜って見つけたものがあります。

was that the brain's solution to the problem of waste clearance, it was really unexpected.

は、脳内での老廃物処理の解決策としては、本当に予想外のものでした。

It was ingenious, but it was also beautiful. Let me tell you about what we found.

工夫されていましたが、美しかったです。何を見つけたのか、お話しましょう。

So the brain has this large pool of clean, clear fluid called cerebrospinal fluid.

脳には脳脊髄液と呼ばれるきれいで透明な液体の大きなプールがあるんですね。

We call it the CSF. The CSF fills the space that surrounds the brain,

私たちはそれをCSFと呼んでいます。脳の周りの空間を埋めている。

and wastes from inside the brain make their way out to the CSF, which gets dumped, along with the waste, into the blood

脳内の老廃物はCSFに流れ出て、老廃物と一緒に血液中に捨てられます。

So in that way, it sounds a lot like the lymphatic system, doesn't it?

そういった意味では、リンパ系に似ているのではないでしょうか？

But what's interesting is that the fluid and the waste from inside the brain,

でも面白いのは、脳の中の液体と老廃物。

they don't just percolate their way randomly out to these pools of CSF.

彼らは無作為にCSFのプールに 浸潤するわけではない

Instead, there is a specialized network of plumbing that organizes and facilitates this process.

その代わりに、このプロセスを整理し、促進する配管の専門的なネットワークがあります。

You can see that in these videos. Here, we're again imaging into the brain of living mice.

これらのビデオを見ればわかりますここで再び生きたマウスの脳の中を 撮像しています

The frame on your left shows what's happening at the brain's surface,

左のフレームは、脳の表面で何が起こっているかを示しています。

and the frame on your right shows what's happening down below the surface of the brain within the tissue itself.

そして右のフレームは、組織そのものの中で脳の表面下で何が起こっているかを示しています。

We've labeled the blood vessels in red, and the CSF that's surrounding the brain will be in green.

血管には赤でラベルを貼っていますが、脳の周りにあるCSFは緑になります。

Now, what was surprising to us was that the fluid on the outside of the brain, it didn't stay on the outside.

さて、私たちが驚いたのは、脳の外側にある液体が、外側にとどまっていなかったことです。

Instead, the CSF was pumped back into and through the brain along the outsides of the blood vessels,

代わりに、CSFは血管の外側に沿って、脳にポンプで送り返され、脳を通っていました。

and as it flushed down into the brain along the outsides of these vessels,

そして、これらの血管の外側に沿って脳内に流れ落ちるように。

it was actually helping to clear away, to clean the waste from the spaces between the brain's cells.

実際には脳の細胞と細胞の間にある老廃物を片付けるのに役立っていました。

If you think about it, using the outsides of these blood vessels like this is a really clever design solution,

考えてみれば、この血管の外側をこのように使うのは、本当に賢いデザインの解決策です。

because the brain is enclosed in a rigid skull and it's packed full of cells,

脳は硬い頭蓋骨の中に封じ込められていて、細胞がいっぱい詰まっているからです。

so there is no extra space inside it for a whole second set of vessels like the lymphatic system.

その中にはリンパ系のような第二の血管のための余分なスペースはありません。

Yet the blood vessels, they extend from the surface of the brain down to reach every single cell in the brain,

しかし、血管は脳の表面から下に伸びていて、脳内のあらゆる細胞に届くようになっています。

which means that fluid that's traveling along the outsides of these vessels can gain easy access to the entire brain's volume,

つまり、これらの血管の外側に沿って移動している流体は、脳全体のボリュームに簡単にアクセスすることができます。

so it's actually this really clever way to repurpose one set of vessels,

器を再利用するのは本当に巧妙な方法ですね

the blood vessels, to take over and replace the function of a second set of vessels, the lymphatic vessels, to make it so you don't need them.

血管は 第二の血管である リンパ管の機能を引き継ぐために 必要ないようにするためのものだ

And what's amazing is that no other organ takes quite this approach to clearing away the waste from between its cells.

そして何がすごいかというと、細胞と細胞の間の老廃物を片付けるのに、このようなアプローチをとる臓器は他にはないということです。

This is a solution that is entirely unique to the brain.

これは完全に脳内独自の解決策です。

But our most surprising finding was that all of this, everything I just told you about,

しかし、私たちが最も驚いたのは、このすべてのこと、先ほどお話したすべてのことです。

with all this fluid rushing through the brain, it's only happening in the sleeping brain.

この流体が脳内を流れているのは、眠っている脳でしか起きていません。

Here, the video on the left shows how much of the CSF is moving through the brain of a living mouse while it's awake.

ここで、左の動画は、生きているマウスが起きている間に、脳内のCSFがどのくらい移動しているかを示しています。

It's almost nothing. Yet in the same animal, if we wait just a little while until it's gone to sleep,

ほとんど何もない同じ動物でも寝るまで少し待てば

what we see is that the CSF is rushing through the brain, and we discovered that at the same time when the brain goes to sleep,

私たちが見ているのは、脳脊髄液が脳内を駆け巡っているということで、脳が眠りにつくと同時に発見されたのです。

the brain cells themselves seem to shrink, opening up spaces in between them, allowing fluid to rush through and allowing waste to be cleared out.

脳細胞自体が縮んでいるように見えて、その間のスペースが開いて、体液が流れ込み、老廃物が排出されるようになっています。

So it seems that Galen may actually have been sort of on the right track

だから、ガレンは実際には正しい道を歩んでいたのかもしれない

when he wrote about fluid rushing through the brain when sleep came on.

眠りにつくと脳内に体液が駆け巡ることを書いていました。

Our own research, now it's 2,000 years later, suggests that what's happening is that when the brain is awake and is at its most busy,

私たちの研究では、今は２０００年後ですが、何が起こっているのかというと、脳が起きている時に、最も忙しくなっている時です。

it puts off clearing away the waste from the spaces between its cells until later,

それは、その細胞の間のスペースから廃棄物を片付けるのを後回しにしています。

and then, when it goes to sleep and doesn't have to be as busy,

と、寝てしまって忙しさに負けないようになると

it shifts into a kind of cleaning mode to clear away the waste from the spaces between its brain,

掃除モードに移行して、脳と脳の間の老廃物を片付けます。

the waste that's accumulated throughout the day.

一日中溜まっている老廃物。

So it's actually a little bit like how you or I,

だから、実際には、あなたや私がどのようにしているかというと

we put off our household chores during the work week when we don't have time to get to it,

時間のない仕事の週は家事を後回しにしています。

and then we play catch up on all the cleaning that we have to do when the weekend rolls around.

そして、週末になるとやらなければならない掃除のキャッチアップをしています。

Now, I've just talked a lot about waste clearance,

さて、先ほど、廃棄物処理の話をしました。

but I haven't been very specific about the kinds of waste that the brain needs to be clearing during sleep in order to stay healthy.

とはいえ、健康でいるためには睡眠中に脳が掃除しなければならない老廃物の種類については、あまり具体的には触れていません。

The waste product that these recent studies focused most on is amyloid-beta, which is a protein that's made in the brain all the time.

最近の研究で最も注目されている老廃物は、アミロイドベータで、脳内で常に作られているタンパク質です。

My brain's making amyloid-beta right now, and so is yours.

私の脳は今、アミロイドベータを作っています。あなたの脳もそうです。

But in patients with Alzheimer's disease, amyloid-beta builds up and aggregates in the spaces between the brain's cells,

しかし、アルツハイマー病の患者では、アミロイドβが蓄積し、脳の細胞と細胞の間の空間に凝集してしまいます。

instead of being cleared away like it's supposed to be,

のように片付けられるのではなく

and it's this buildup of amyloid-beta that's thought to be one of the key steps in the development of that terrible disease.

アミロイドベータの蓄積が 恐ろしい病気の開発の鍵となる ステップの一つと考えられています

So we measured how fast amyloid-beta is cleared from the brain when it's awake versus when it's asleep,

アミロイドβが脳からどれくらいの速さで除去されるか、起きている時と眠っている時で測定しました。

and we found that indeed, the clearance of amyloid-beta is much more rapid from the sleeping brain.

と私たちは、実際には、アミロイドベータのクリアランスは、睡眠中の脳からはるかに迅速であることを発見した。

So if sleep, then, is part of the brain's solution to the problem of waste clearance,

つまり、もし睡眠が老廃物の排出の問題を解決する脳の一部であるとすれば

then this may dramatically change how we think about the relationship between sleep, amyloid-beta, and Alzheimer's disease.

睡眠、アミロイドベータ、アルツハイマー病の関係についての考え方が劇的に変わるかもしれません。

A series of recent clinical studies suggest that among patients who haven't yet developed Alzheimer's disease,

最近の一連の臨床研究では、まだアルツハイマー病を発症していない患者の中にもアルツハイマー病を発症している患者がいることが示唆されています。

worsening sleep quality and sleep duration are associated with a greater amount of amyloid-beta building up in the brain,

睡眠の質と睡眠時間の悪化は、脳内のアミロイドベータの蓄積量の増加と関連しています。

and while it's important to point out that these studies don't prove that lack of sleep or poor sleep cause Alzheimer's disease,

と指摘することは重要ですが、これらの研究は睡眠不足や睡眠不足がアルツハイマー病の原因になることを証明するものではありません。

they do suggest that the failure of the brain to keep its house clean

脳が家を清潔に保つことができないことを示唆している

by clearing away waste like amyloid-beta may contribute to the development of conditions like Alzheimer's.

アミロイドβのような老廃物を排出することで、アルツハイマー病のような状態の開発に貢献する可能性があります。

So what this new research tells us, then, is that the one thing that all of you already knew about sleep,

では、この新しい研究が教えてくれるのは、皆さんがすでに知っている睡眠についての1つのことです。

that even Galen understood about sleep, that it refreshes and clears the mind,

ガレンでさえも睡眠について理解していた、睡眠は心をリフレッシュし、クリアにするものだと。

may actually be a big part of what sleep is all about.

実は睡眠とは何かということに大きく関わっているのかもしれません。

See, you and I, we go to sleep every single night, but our brains, they never rest.

私たちは毎晩寝ているが脳は決して休まない

While our body is still and our mind is off walking in dreams somewhere,

私たちの体がじっとしている間、私たちの心はどこかで夢の中を歩いています。

the elegant machinery of the brain is quietly hard at work cleaning and maintaining this unimaginably complex machine.

脳の優雅な機械は、この想像を絶するほど複雑な機械の掃除とメンテナンスに静かに励んでいます。

Like our housework, it's a dirty and a thankless job, but it's also important.

我が家の家事もそうですが、汚れていて感謝されない仕事ではありますが、大切な仕事でもあります。

In your house, if you stop cleaning your kitchen for a month, your home will become completely unlivable very quickly.

あなたの家では、1ヶ月間キッチンの掃除をやめてしまうと、あっという間に家が全く住めなくなってしまいます。

But in the brain, the consequences of falling behind may be much greater than the embarrassment of dirty countertops,

しかし、脳の中では、遅れを取ることの結果は、汚れたカウンタートップの恥ずかしさよりもはるかに大きいかもしれません。

because when it comes to cleaning the brain, it is the very health and function of the mind and the body that's at stake,

脳をきれいにすることになると、心と体の健康と機能が危機に瀕しているからです。

which is why understanding these very basic housekeeping functions of the brain today may be critical for preventing and treating diseases of the mind tomorrow.

だからこそ、今日の脳の非常に基本的な家事機能を理解することは、明日の心の病気を予防し、治療するために非常に重要なのかもしれません。

Thank you.

ありがとうございます。