眠っている鼻は火事を知らせない — 目を覚まさない嗅覚が、夢と記憶には届く理由

焦げた匂いで目が覚めた、という話をあまり聞かない。目覚まし時計の音で起き、カーテン越しの光で起き、隣の寝返りで起きる。けれど匂いで起きた記憶を探すと、たいていの人は空振りする。家庭の火災警報器が煙を「音」に変えて知らせるのも、このことと無関係ではない。

これは少し妙な話でもある。嗅覚は五感のなかで唯一、視床という中継所を通らずに、情動と記憶を担う扁桃体や海馬へ短い道で届く感覚だと説明されてきた。理屈より先に感情を動かし、ひと嗅ぎで何十年も前の情景を引き出す。それほど脳の深いところに直結している感覚が、なぜ眠りを破れないのか。

この問いを文字どおり実験室の寝台の上で確かめた研究が、2004年に出ている。そして、その答えの先には「鼻は閉じているのに、受け取っている」という、もう1つの奇妙な事実が待っていた。

「匂いの警報器」が作られなかった理由

米ロードアイランド州プロビデンスのブラウン大学で、睡眠研究者のメアリー・カースカドンと嗅覚心理学者のレイチェル・ハーツは、6人の健康な若い成人を一晩ずつ眠らせ、脳波で睡眠の深さを追いながら鼻先に匂いを流した。使ったのは2種類。快い香りの代表としてペパーミント、刺激の強い不快臭としてピリジンである。ピリジンは嗅覚だけでなく三叉神経も刺激する、目に染みるような匂いだ。

結果は、論文の題名にそのまま書かれている。「睡眠中の嗅覚知覚は最小限である — なぜ匂いの警報器は人間には効かないのか」。眠りに入った直後のステージ1では匂いに反応して目を覚ますことがあったが、眠りが深まるにつれて反応は消え、深い眠りとレム睡眠ではペパーミントで目を覚ました人は1人もいなかった。ピリジンでも、深い眠りを破ることはほとんどできなかった。

鼻が完全に止まっているわけではない。1990年にボウリンググリーン州立大学のピエトロ・バディアらが報告した実験では、眠っている人にペパーミントを流すと脳波や心拍にわずかな変化が出ていた。信号は入っている。ただ、それが「起きろ」という命令に変換されない。火災の煙を音に変えて鳴らす警報器は、この性質への対策として理解できる。眠っている人間に向かって鳴らすなら、匂いではなく音でなければならない。

門は視床ではなく、嗅皮質にある

では、視床を通らない嗅覚は、どこで止められているのか。視覚や聴覚の信号は、眠りに入ると視床で絞られる。視床は大脳皮質への入口に立つ門番で、徐波睡眠のあいだは外からの信号を通しにくくなる。この仕組みは匂いには当てはまらない。鼻から入った信号は嗅球を経て、視床を飛ばして嗅皮質（梨状皮質）へ直接入る。

答えを出したのは、2005年に東京大学の森憲作の研究室が Neuron 誌に発表した研究である。村上らは、麻酔したラットの脳波が徐波睡眠に似た状態と覚醒に似た状態を行き来するのを利用して、匂いに対する神経細胞の応答を嗅球と嗅皮質の両方で記録した。嗅球の細胞は、脳波がどちらの状態でも匂いに応じ続けた。ところが嗅皮質の細胞は、徐波の状態に入ると匂いへの応答がほぼ消えた。

つまり門はある。ただし視床ではなく、嗅覚の経路の1段先、皮質そのものに置かれている。嗅球までは起きていて、嗅皮質から先が眠る。匂いの信号は鼻の奥まで届いていながら、「何の匂いか」を組み立てる場所で止められている。目を覚まさないのは、嗅がなかったからではなく、嗅いだことが意識に組み上がらなかったからだ。

この構造は、嗅覚が「感情に直結する」という説明と矛盾しない。むしろ、その直結ぶりの帰結でもある。視床のような共通の門番を持たない代わりに、嗅覚は自前の門を皮質の入口に持つ。そして、その門の手前にある嗅球からは、扁桃体や海馬のある側へ向かう別の道が延びている。眠っているあいだ、この道が何を運んでいるのかが、次の2つの実験で見えてくる。

眠りを破れない匂いが、夢の色を変える

2009年、ドイツのマンハイム大学病院のボリス・シュトゥックとミヒャエル・シュレードルらは、15人の健康なボランティアがレム睡眠に入ったところで、鼻に薔薇の香り（フェニルエチルアルコール）か、腐った卵の匂い（硫化水素）を短く流し、しばらくして起こして夢の内容を聞いた。匂いを流さない回も混ぜてある。

夢のなかに薔薇や卵が出てきたわけではない。匂いそのものを夢に見た人はほとんどいなかった。変わったのは夢の色調である。薔薇の香りを流したときの夢は感情的に明るく、硫化水素のときの夢は暗く評価された。起きている人なら「薔薇の匂いがする」と言うところを、眠っている人は匂いの名前を失ったまま、気分だけを受け取っていた。

受け取っているのは気分だけではない。2012年、イスラエルのワイツマン科学研究所のノアム・ソベルの研究室で、アナト・アルジらは眠っている人に音と匂いを組にして聞かせた。ある音のあとには快い匂いが、別の音のあとには腐った魚のような不快な匂いが来る。眠ったままの被験者は、快い匂いを予告する音で深く息を吸い、不快な匂いを予告する音では吸い込みを浅くするようになった。

翌朝、目を覚ました被験者に音だけを聞かせると、匂いが無いのに同じ呼吸の差が出た。本人は夜に何があったかを覚えていない。眠っているあいだに「この音の次は良い匂いが来る」と学び、その学びを覚醒後まで持ち越していた。匂いの名前を組み立てる門は閉じていても、匂いと出来事を結びつける回路は動いていたことになる。

薔薇が記憶を固めた夜

眠っている鼻に届いた匂いが、昼間に覚えたことまで動かすと示したのが、2007年にドイツのリューベック大学のヤン・ボルンの研究室が Science 誌に発表した実験である。ビョルン・ラッシュらは被験者に、夜、薔薇の香りを嗅ぎながら、裏返したカードの位置を神経衰弱の要領で覚えてもらった。そして眠りに入り、徐波睡眠に達したところで、同じ薔薇の香りを鼻先に流した。

翌朝、被験者は覚えたカードの位置のうち97.2%を思い出せた。薔薇を流さずに眠った夜の86.0%と比べると、はっきりした差である。同じ薔薇をレム睡眠のあいだに流しても、起きている時間に流しても、この差は出なかった。覚えるときに薔薇を嗅いでいなかった人に徐波睡眠中だけ薔薇を流しても、効かなかった。鍵は「学んだときと同じ匂い」が「徐波睡眠のあいだ」に来ること、その組み合わせだけだった。

徐波睡眠は、海馬が昼間の記憶を再生して大脳皮質へ書き写す時間帯と考えられている。この実験では、徐波睡眠中に薔薇の香りを流したときの脳を fMRI で撮ると、海馬の活動が高まっていた。嗅皮質の門が閉じて意識には届かない匂いが、記憶の回路には合図として届き、その夜に再生する記憶を選び出していた、というのが研究者たちの読みである。

閉じているのに、受け取っている

ここまでを並べると、眠っている鼻の輪郭が見えてくる。鼻そのものは起きている。嗅球も起きている。眠るのは、匂いを「何の匂いか」に組み立てる嗅皮質の門で、だから焦げた匂いは焦げた匂いとして立ち上がらず、人は目を覚まさない。けれど門の手前から延びる道は細く開いていて、匂いは名前を失ったまま、夢の色調と、音との結びつきと、昼間の記憶の再生に紛れ込む。

寝る前に香りをまとう「寝香水」という言葉がある。本人は眠ってしまえば、その香りを感じない。感じないのだから意味が無いように思えるが、上の実験が示すのはその逆で、感じないことと届かないことは別である。翌朝の自分が何も覚えていなくても、夜の自分は受け取っている。

嗅覚は、起こすためには閉じ、覚えるためには開いている。火事を知らせない鼻を欠陥と見るか、眠りを守りながら記憶だけを受け取る設計と見るかは、読む側に委ねられている。ただ、朝起きたときに理由の分からない機嫌の良さがあったら、夜のうちに何かが鼻先を通ったのかもしれない、と考えてみる余地はある。

関連用語三叉神経嗅球嗅皮質