ティーンエイジャーは遅く寝るのが好きで、学校に行く時間に起きるのに苦労しています。 その原因として一般に受け入れられているのは、思春期の子どもたちの生物学的な脳内時計が遅れていることです。 これを改善するために、年長のティーンエイジャーには学校の開始時間を遅らせ、体内時計と再び同調するようにすることが提案されている。

本日Scientific Reportsに掲載されたこの研究は、人がもともと朝型か夜型か、自然光や人工光が体内時計に与える影響、目覚まし時計の典型的な時間などを考慮した数学的モデルを用いて、学校の始業時間を遅らせることの効果を予測しました。

数学モデルは、英国では学校の始業時間を遅らせることは睡眠不足の解消にはならないことを示しました。 秋に時計を戻したときと同じように、ほとんどのティーンエイジャーの体内時計は、遅い始業時間に応じてさらに遅くなり、数週間のうちにベッドから出るのが難しくなってしまうのです。 しかし、この結果は、多くの学校が朝7時から始まるアメリカでは、始業時間を遅らせることを支持するものでした。

数学的な説明は、17世紀のオランダ人数学者ホイヘンスの研究に根ざしています。 彼は、時計は同期できるが、それは両方の時計と、それらがお互いにどのように影響しあうかに依存することを発見したのです。 過去数十年の研究から、体内時計は通常少し遅れて動くことがわかっている。そのため、24時間体制で同期させるためには、定期的に「修正」する必要がある。 歴史的に、この修正シグナルは、環境の明暗「時計」との相互作用からもたらされていました。 夜遅くまで明かりをつけていると、体内時計が遅れ、朝起きるのがさらに難しくなる。 数学はまた、思春期の生物時計が光消費の影響に特に敏感であることを示唆している。

モデルは、英国で学校の開始時間を移動するための代替救済策は、日中に明るい光にさらされ、夕方に照明を落とし、夜にオフにすることを示唆しています。 米国の一部の地域のように非常に早い始業時刻の場合、夕方の人工光の消費量に対する厳しい制限と組み合わせない限り、始業時刻を遅らせることで得られる利点は失われる可能性があります」

主著者のアン・スケルドン博士は、次のように述べています。 数学の力は、光が体内時計とどのように相互作用するかについての既存の知識を用いて、「社会的時差ボケ」を軽減するためのさまざまな介入について予測を立てることができることです。

「これは、青年が遅く起きるように『プログラム』されていないことを強調し、日中の明るい光への露出を増やすことによって、夕方に照明を落とし、夜に消せば、あまり努力せず、学校の時間割を変更せずに、ほとんどの人が仕事や学校に間に合うように起きられるはずです」

共著者のAndrew Phillips博士は、次のように語っています。 この分析で私が最も興味深かったのは、最も極端な夕方型は、より長い時間、夕方の人工光を使用する傾向があるので、学校の開始時刻の遅れから最も少ない利益を得ると予測されるという直感に反する発見でした」

「夕方型にとって、朝のアラーム時刻の遅れがもたらす潜在的利益を得るためには、夕方の光レベルを低く保つことが重要で、さもなければ彼らの寝る時間は非常に遅くなりがちなんです。 このような個人差と、それらが光消費によってどのように影響されるかを理解することは、あらゆる政策変更の効果を最大化するために必要です」

共著者のDerk-Jan Dijk教授は、次のように述べています。 “数学モデルが気候変動の予測に使われるのと同じように、光環境の変化が生体リズムにどのような影響を与えるかを予測するのに使えるようになりました。

「現代のライフスタイルは、体内時計を24時間維持することを難しくしており、眠気と覚醒のリズムが遅い時間にシフトしていることを示しています–つまり、朝遅くまで眠く、夜遅くまで起きているのです。 その結果、平日は十分な睡眠がとれず、週末にその分を補うことになる。 このような不十分で不規則な睡眠のパターンは、さまざまな健康問題と関連しており、「社会的時差ボケ」と呼ばれています。”

生物時計の数学的理解は、青年が光消費の影響に特に敏感であることを示唆しています。 しかし、このモデルは他の年齢層にも適用することができます。 眠いティーンエイジャーだけでなく、睡眠相の遅延障害に悩む大人や、1日24時間に全く同期していない人への新しい介入を設計するために使用することができます」

この研究は、光、光消費、暗闇が健康に影響を与える重要な環境および行動的要因として注目されている。 このことは、現代の光害社会における職場や家庭での光環境をどのようにデザインするかということに示唆を与えている

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