ポイント
- 腕時計型のウェアラブルデバイスで得られたデータから装着者が眠っているのか起きているのかを判定するデータ解析の機械学習アルゴリズム「ＡＣＣＥＬ」を開発し、大規模な睡眠解析を行いました。
- 英国で取得された約１０万人の睡眠を統計的な手法を用いて分類したところ、朝型や夜型などを含む１６タイプの睡眠パターンを確認しました。新たに分類されたパターンの中には、睡眠障害との関連が疑われる新しい睡眠パターンも含まれていました。
- 腕時計型のウェアラブルデバイスから定量的な睡眠パターンの解析が可能になったことで、簡便で正確な睡眠診断が広がり、睡眠健診の実現や睡眠障害の診断や新しい治療法の開発につながることが期待されます。
近年、生活習慣の多様化に伴い、睡眠に不満・不安を覚える人が世界的に増えています。睡眠を簡便に測定し、１人１人の睡眠パターンを定量的に理解することは、ヘルスケアの分野だけでなく、睡眠障害の診断などの医療の観点からも非常に重要です。
ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、東京大学 大学院医学系研究科 機能生物学専攻 システムズ薬理学分野の上田 泰己 教授（理化学研究所 生命機能科学研究センター 合成生物学研究チーム チームリーダー兼任）、香取 真知子 氏（修士課程２年（研究当時））、史 蕭逸 助教（理化学研究所 客員研究員兼任）らは、研究室で独自に開発した、腕の加速度から睡眠・覚醒状態を判別する機械学習アルゴリズム「ＡＣＣＥＬ」を用いて、英国のＵＫ Ｂｉｏｂａｎｋにある約１０万人の加速度データを睡眠データに変換し、それを詳細に解析しました。その結果、この１０万人の睡眠が１６種類のパターンに分類できることを見いだしました。
その中には、朝型や夜型と言った既知の睡眠パターンに加え、睡眠障害との関係が疑われる新しい睡眠パターンも含まれていたことから、今後、ウェアラブルデバイスなどの加速度センサーを用いた計測とＡＣＣＥＬを用いた解析を進めていくことで、睡眠障害のより良い診断基準の提案や睡眠障害の自動診断方法の開発、さらには新しい治療法の開発につながることが期待されます。
本研究成果は、２０２２年３月１４日（米国東部時間）に米国科学アカデミー紀要「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ；ＰＮＡＳ」のオンライン版で公開されます。
本成果は、以下の事業・研究領域・研究課題によって得られました。
戦略的創造研究推進事業 総括実施型研究（ＥＲＡＴＯ）
| 研究領域 | 「上田生体時間プロジェクト」 （研究総括：上田 泰己（東京大学 大学院医学系研究科 教授／理化学研究所 生命機能科学研究センター チームリーダー）） |
|---|---|
| 研究期間 | ２０２０年１０月～２０２６年３月 |
ＪＳＴはこのプロジェクトで、睡眠・覚醒リズムをモデル系として「ヒトの理解に資するシステム生物学」を展開し、ヒトの睡眠覚醒において分子から社会に生きるヒト個体までを通貫する「生体時間」情報の理解を目指します。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（５７６ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “The 103,200-arm acceleration dataset in the UK Biobank revealed a landscape of human sleep phenotypes”
（ＵＫバイオバンクに登録された１０万３，２００件の加速度データセットを用いた解析による、成人の睡眠表現型の全体像の解明） - ＤＯＩ：10.1073/pnas.2116729119
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
上田 泰己（ウエダ ヒロキ）
東京大学 大学院医学系研究科 機能生物学専攻システムズ 薬理学分野 教授
〒113-0033 東京都文京区本郷７－３－１
Tel：03-5841-3415 Fax：03-5841-3418
E-mail：uedah-tky
umin.ac.jp -
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
今林 文枝（イマバヤシ フミエ）
科学技術振興機構 研究プロジェクト推進部 ＩＣＴ／ライフイノベーショングループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-3512-3528 Fax：03-3222-2068
E-mail：eratowwwjst.go.jp -
＜報道担当＞
科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３
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