眠りの質は脳波でわかる！５つの睡眠ステージ解説＆モニタリング機器8選
ぐっすり眠ったはずなのに疲れが残っていたり、日中にぼんやりして集中できなかったり――その原因は、睡眠の「質」にあるかもしれません。睡眠は時間だけでなく、脳がどのように休んでいるかが重要です。私たちの脳は眠っている間にも活動しており、その状態は「脳波」として現れています。 この記事では、睡眠中の脳波の変化をもとに、各睡眠段階の特徴や、良質な睡眠を得るためのヒントをわかりやすく解説します。さらに、家庭で使える睡眠モニタリング機器の紹介まで、日々の睡眠を見直すための実用的な情報をお届けします。 睡眠と脳波の基本知識 睡眠は、心身の回復や記憶の定着に重要な生理現象です。その過程で、脳内では特有の電気活動が起こっており、これが「脳波」として記録されます。脳波は睡眠の各段階で異なるパターンを示すため、睡眠の深さや質を科学的に評価するための指標として用いられています。 以下では、まず「脳波」の基礎を簡潔に説明し、次に睡眠が果たす役割、そして脳波と睡眠の密接な関係について解説します。 脳波とは？—電気信号でわかる脳の状態 脳波とは、脳が活動するときに生じるわずかな電気の流れを、頭皮上に設置した電極で記録したものです。電気信号の周波数（Hz）や波形により、「α波」「β波」「θ波」「δ波」などに分類されます。これらの波は、覚醒時から睡眠中までの脳の状態を反映しており、睡眠研究や医療の現場で広く利用されています。 脳波についてより詳しく知りたい方は、以下の記事を参考にしてください。 https://mag.viestyle.co.jp/eeg-business/ 睡眠が果たす役割とは？—休息だけでない多面的な効果 睡眠には、体や脳を休める以外にも、重要な生理的・認知的役割があります。 まず、深いノンレム睡眠（ステージ３〜４）中には、成長ホルモンの分泌が活発になります。これは子どもだけでなく大人にとっても重要で、筋肉や臓器、皮膚などの細胞修復や再生を促す働きがあります。また、日中に傷ついた組織や疲労した筋肉の回復も、この時間帯に行われます。 さらに、睡眠中は「免疫の司令塔」ともいえる物質が多く作られ、体を病気から守る力が高まります。この物質は「サイトカイン」と呼ばれ、風邪などのウイルスや細菌と戦うために必要な信号を体内に送る働きがあります。質のよい睡眠をとることで、このサイトカインの分泌が促進され、免疫力が保たれる仕組みになっています。 レム睡眠には、記憶の定着や感情の整理といった、脳のメンテナンス的な役割があります。具体的には、その日に得た知識や経験を脳内で再構成し、長期記憶へと移行させる過程が進行しているとされます。また、感情に関わる扁桃体や前頭前野の活動が睡眠中に調整され、ストレス反応や情緒の安定にも寄与していること分かっています。 睡眠と脳波の関係性—段階ごとに異なる脳活動 先ほど述べたとおり、睡眠は大きく分けて「ノンレム睡眠」と「レム睡眠」の2種類に分類されます。ノンレム睡眠は、浅い眠りから深い眠りへと段階的に変化する「ステージ１〜４」に分かれており、それぞれで脳波のパターンも大きく異なります。 たとえば、入眠直後はα波からθ波へと変化し、深くなるにつれてゆっくりとした大きな波（δ波）が多く現れるようになります。このδ波が多いほど、より深い眠りであると考えられます。 一方、レム睡眠では、脳波に速くて不規則な波が現れ、まるで起きているときのような活動状態になります。このとき、身体はぐったりと動かない一方で、脳は非常に活発に働いており、夢を見るのも主にこのタイミングです。 このように、脳波は睡眠の段階を客観的に判断するための重要な手がかりとなります。実際、医療現場では脳波をもとに正常な睡眠かどうかを評価したり、睡眠障害の診断に役立てたりしています。 では、それぞれの睡眠段階でどのような脳波が見られ、どのような特徴があるのかを詳しく見ていきましょう。 各睡眠段階における脳波の特徴 私たちの睡眠は、夜間を通して約90分周期でノンレム睡眠とレム睡眠が繰り返されています。ノンレム睡眠は深さに応じて4つのステージに分類され、それぞれで脳波のパターンが明確に異なります。この脳波の違いを観察することで、睡眠の質や深さを科学的に把握することができます。 ここでは、各ステージにおける脳波の特徴と、それに伴う身体や脳の変化について解説していきます。 ステージ１（入眠直後）—目覚めから眠りへ 入眠直後のステージ１は、覚醒状態から睡眠状態への移行期です。この段階では、脳波はリラックス時に見られる「α波」から、やや遅く小さな「θ波」へと変化していきます。目を閉じて静かにしているときのような状態に近く、まだ浅い眠りです。 この時期には、「頭蓋頂鋭波（とうがいちょうえいは）」という、短くて尖った形の波が脳波に現れることがあります。これは、ちょうど眠りに入ったばかりのときに現れるサインのようなもので、「今、眠り始めた」という脳の状態を示しています。 医療現場では、この波があるかどうかで「入眠したかどうか」を判断する一つの手がかりにしています。 出典：脳波の手習シリーズ（以下同じ） ステージ２（軽い睡眠）—本格的な睡眠の始まり ステージ２は、眠りが少し深まり始めるタイミングで、全体の睡眠時間の中でも最も長い割合を占めます。この段階から、脳は本格的に外の世界とのつながりを減らし、身体も少しずつ休息モードに入ります。 この時期に見られる特徴的な脳波のひとつが、「睡眠紡錘波（すいみんぼうすいは）」です。これは、脳が短い時間だけ集中して活動するような波で、外からの音や光などの刺激をブロックして、眠りを妨げないようにする働きがあります。この仕組みによって、ちょっとした物音では目が覚めにくくなります。 また、「K複合波」と呼ばれる大きな波も現れます。これは、外の刺激に一瞬だけ反応し、そのあとすぐに脳が「今は寝ていて大丈夫」と判断して眠りを維持する反応です。 まだ眠りは浅いものの、このステージをしっかり確保することが、スムーズに深い睡眠へ進むために大切なのです。 ステージ３・４（深い睡眠）—心身を回復させる大切な時間 ステージ３と４は、いわゆる「深い眠り」の段階で、まとめて「徐波睡眠（じょはすいみん）」とも呼ばれます。このとき脳波には、とてもゆっくりで大きな波（δ波＝デルタ波）が多く現れるのが特徴です。 このδ波は、脳が静かになっている状態を表しており、脳の活動が一番落ち着いている時間帯です。ステージ３ではこのδ波が少し見られ、ステージ４ではδ波が全体の50％以上になるとされており、より深い眠りと考えられます。 この深い眠りの間に、体内では成長ホルモンが多く分泌され、筋肉や内臓、皮ふなどの細胞が修復されます。また、日中の疲労を回復したり、免疫力を維持したりするためにも、この段階の睡眠は欠かせません。 レム睡眠（REM）—夢を見る脳の活動タイム レム睡眠は、「Rapid Eye Movement（急速眼球運動）」の頭文字をとったもので、眠っているのに目だけが左右にすばやく動いている状態です。このとき体は力が抜けてリラックスしていますが、脳の中はまるで起きているときのように活発に動いています。 脳波を見ても、この時間帯には速くて不規則な波（θ波など）が現れ、覚醒時とよく似たパターンになります。 この時期には、夢を見ることが最も多く、脳は日中に得た情報や経験を整理し、必要な記憶を定着させていると考えられています。また、感情のバランスを保つうえでもレム睡眠は重要です。ストレスや不安などの感情を処理し、心を落ち着ける効果があるとされており、メンタルヘルスとも深く関係していることがわかっています。 このように、各睡眠段階はそれぞれ異なる脳波と生理的特徴を持っており、それらを理解することで、よりよい睡眠を得るための第一歩になります。 脳波から見る「良い睡眠」とは？ 睡眠の質は、単に「何時間寝たか」だけで決まるものではありません。重要なのは、眠っている間に「浅い眠り（ステージ1・2）」「深い眠り（ステージ3・4）」「夢を見る眠り（レム睡眠）」といった各段階を、きちんと繰り返しているかどうかです。 脳波を測定することで、睡眠の深さやリズムを客観的に知ることができ、睡眠の質を正しく評価する手がかりになります。 ここでは、脳波を通してわかる「良い睡眠」とは何か、睡眠障害との関係、さらに加齢や生活習慣による変化について解説します。 睡眠サイクルのバランスと健康への影響 良い睡眠とは、ただ長く眠ることではなく、脳が睡眠中に「深い眠り」と「夢を見る眠り（レム睡眠）」をバランスよく繰り返していることが大切です。このリズムが整っていると、心身がしっかり回復し、日中のパフォーマンスにも良い影響を与えます。 脳波を測定すると、睡眠の各段階がどのように経過しているかが明確にわかります。たとえば、深いノンレム睡眠（ステージ3・4）では、大きくてゆっくりしたδ波が多く現れます。この段階が十分にあると、筋肉や臓器が修復され、免疫力も高まるとされています。 一方、レム睡眠が少ない場合は、記憶の整理が不十分になり、感情のバランスも崩れやすくなります。実際、レム睡眠が不足すると「集中できない」「イライラする」といった日中の不調につながることが報告されています。 脳波で見つかる睡眠障害のサイン 脳波のパターンは、睡眠障害の発見にも役立ちます。たとえば、睡眠時無呼吸症候群では、眠っている間に頻繁に覚醒反応が起こり、脳波に短時間の覚醒波が繰り返し出現する症状があります。このような異常パターンを把握することで、隠れた睡眠の問題を早期に発見することが可能です。 また、不眠症の場合は、脳波における入眠までの時間が長かったり、深い睡眠が極端に少ないなどの特徴が見られます。これらの情報は、睡眠障害の治療や生活改善の重要なヒントになります。 年齢や生活習慣によって変わる脳波 年齢を重ねると、深いノンレム睡眠（δ波を多く含む徐波睡眠）が自然と減っていき、浅い眠りが増える傾向にあります。これは、脳の睡眠をつかさどる神経ネットワークの機能が徐々に低下することや、メラトニンなどの睡眠ホルモンの分泌量が減ることが一因と考えられています。 そのため高齢者は、「寝ているはずなのにぐっすり眠れた感じがしない」「夜中に何度も目が覚める」といった睡眠の質の低下を感じやすくなります。 また、夜更かしや強いストレス、生活リズムの乱れも、脳波パターンに悪影響を与えることがわかっています。たとえば、自律神経が乱れると入眠までに時間がかかるようになり、深い睡眠やレム睡眠が減少することがあります。 こうした変化は、一時的であっても睡眠の質を下げ、日中の集中力や免疫力にまで影響を及ぼす可能性があるので注意が必要です。 このように、脳波を通して見ることで、睡眠の質や問題点を見える化することができます。 用途別：睡眠モニタリング機器の紹介 近年、睡眠の質に関心を持つ人が増える中で、脳波をはじめとする生体データを測定する「睡眠モニタリング機器」の利用が広がっています。これらの機器は、医療機関での診断用途だけでなく、一般家庭でも手軽に使える製品が登場しており、自分の睡眠状態を客観的に把握する手助けとなります。 ここでは、脳波測定の方法と代表的な機器の特徴を紹介し、医療現場と家庭での活用例を具体的に見ていきましょう。 医療用の脳波測定機器—正確な診断を支える「PSG検査」 医療機関では、終夜睡眠ポリグラフ検査（PSG：Polysomnography）が標準的な脳波測定法として使われています。PSGは、「脳波計（EEG）」「心電図」「筋電図」「呼吸センサー」など複数の生体信号を同時に測定し、総合的に睡眠の状態を分析します。 このPSG検査を支える製品として代表的なのが、ミユキ技研の「ポリメイトV」と、日本光電の「Neurofax EEG-1200」シリーズです。 ミユキ技研の「ポリメイトV」は、小型で携帯性に優れているため、病院の検査室だけでなく、在宅での検査にも対応できる汎用性の高い生体信号収録装置です。多チャンネル対応で、脳波、筋電図、心電図、眼球運動、呼吸、いびき、脈波、SpO2（血中酸素飽和度）、体位など、多岐にわたる生体情報を高精度かつ長時間にわたって記録することが可能です。 一方、日本光電の「Neurofax EEG-1200」シリーズは、高機能で信頼性の高い臨床用脳波計として、世界中の医療機関で幅広く活用されています。このシリーズは、正確な脳波記録と高度な解析機能を備えており、様々なノイズを低減しながら安定した脳波測定を可能にします。 これらの機器は、睡眠時無呼吸症候群、不眠症、ナルコレプシーといった睡眠障害の専門的な診断において不可欠な役割を担っており、患者さんの正確な診断と適切な治療方針の決定に大きく貢献しています。 家庭用の脳波測定デバイス—自宅でもできる「脳波スキャン」 近年では、専門的な医療機関に行かずとも、自宅で手軽に脳波を測定できる簡易デバイスが登場しています。これらのデバイスは、自身の睡眠パターンや脳活動をより深く理解したいという一般の方々のニーズに応えるものです。 その代表例として挙げられるのが、InteraXon社の「Muse S」です。このデバイスは、ヘッドバンド型のEEG（脳波）センサーを搭載しており、スマートフォンと連携させることで、脳波データをリアルタイムで視覚化できます。特に睡眠中の脳波変化を記録し、そのデータに基づいてユーザーにパーソナライズされた睡眠改善アドバイスを提供してくれる点が特徴です。 もう一つ注目すべきデバイスが、S'UIMIN（スイミン）が提供する「InSomnograf（インソムノグラフ）」です。これは、筑波大学との共同開発によって生まれた、自宅で利用可能な医療レベルの睡眠脳波測定サービスです。詳細な睡眠グラフや睡眠ステージ（覚醒、レム睡眠、ノンレム睡眠の各段階）の分析結果をレポートとして提供し、専門家によるアドバイスや、睡眠トラブルのリスク評価も行われるため、より客観的かつ詳細に自身の睡眠状態を把握し、改善に繋げたいと考える方々に適しています。 これらの家庭用脳波測定デバイスは、専門的な医療検査を受けるほどではないものの、自身の睡眠や脳の状態をより深く把握し、改善に役立てたいと考えている方々にとって、非常に有用なツールとなっています。 スマートウォッチ・非接触型デバイス—手軽に使える睡眠モニター より手軽に日々の睡眠をモニタリングしたいというニーズに応えるため、スマートウォッチや非接触型のデバイスも広く普及しています。これらは、専門的な医療機器とは異なり、日々の睡眠習慣を手軽に可視化し、生活改善に役立てることを目的としています。 スマートウォッチタイプの代表的な製品には、Fitbit Sense、Apple Watch Series、そしてGarmin Venu 3などがあります。これらのデバイスは、搭載されたセンサー（主に心拍センサーや加速度センサー）を通じて、心拍変動や体の動きを継続的に計測します。そのデータをもとに、ユーザーの睡眠時間や、おおまかな睡眠ステージ（浅い睡眠、深い睡眠、レム睡眠）を自動で推定し、専用アプリで分かりやすく表示します。 一方で、非接触型デバイスとして注目されているのが、WithingsのSleepです。このデバイスは、薄いシート状になっており、マットレスの下に敷くだけで機能します。就寝すると自動的に心拍、呼吸、体動を感知し、これらの生体情報から睡眠の質を分析。専用アプリを通じて、毎日の睡眠スコアや詳細な睡眠サイクルを提供します。 こうした製品を使うことで、「自分はちゃんと眠れているのか？」という気づきを得ることができ、睡眠を見直すきっかけになります。忙しい毎日でも、こうしたツールを取り入れることで、健康的な生活習慣を意識しやすくなるのが大きなメリットです。 睡眠と脳波の関係を理解して、質の良い眠りへ 「睡眠」と「脳波」は密接に関係しており、脳波を観察することで睡眠の深さや質を科学的に把握することができます。各睡眠段階にはそれぞれ異なる脳波の特徴があり、深い眠りやレム睡眠がバランスよく現れることが、心身の健康にとって非常に重要です。 近年では、医療機関だけでなく家庭でも睡眠の状態を確認できるモニタリング機器が増えており、自分の睡眠を見直す良いきっかけになります。質の高い睡眠は、日々のパフォーマンス向上や病気の予防にもつながります。まずは自分の睡眠状態を知ることから始めてみましょう。
