前回の記事で「モノラルビート」の脳波同調原理について取り上げました。今回は脳波同調がどのように「深い睡眠」を「より長く」するのかについて、詳しく説明いたします。
睡眠周期
1つの睡眠周期（約90分）は、以下の5段階で構成されています1。
睡眠段階1
<浅い睡眠>段階です。目を閉じてはいますが、眼球はまだゆっくりと動いているこの段階で、私たちの脳はシータ波（4-7Hz）を放出します。この段階は睡眠段階で2-5%を占めます。
睡眠段階2
引き続き<浅い睡眠>段階ですが、1段階とは脳波の放出パターンが大きく異なり、これは脳科学的に非常に重要です。先ほど説明したシータ波とともに、紡錘波（12-14Hz）や大徐波と紡錘波の組み合わせであるケーコンプレックスなど、さまざまな波形が観察されます。また、目の動きも第1段階と比較して非常に少なく観察されます。この段階は睡眠段階で45-50%を占めます。
睡眠段階3
ここから<深い睡眠>段階です。深い睡眠段階はSWS（Slow-Wave Sleep）とも呼ばれ、このとき放出されるデルタ波（0.5-2Hz）の周波数が他の脳波よりも相対的に低いためです。この段階では眼球運動が観察されず、筋肉はリラックスした状態で休息を取り始めます。この段階は睡眠段階で3-8%を占めます。
睡眠段階4
同様に<深い睡眠>段階です。ただし、この段階では放出される全脳波の50%以上がデルタ波で観察されます。この段階で私たちの体は元気を回復させ、血圧や脈拍を下げながら記憶を整理し、代謝を促進します。
睡眠段階5
<レム睡眠>段階です。このときの脳波はベータ波（13-35Hz）やシータ波（4-7Hz）を放出します。1つの睡眠周期の最後の段階で、目が素早く動き始め、呼吸と脈拍が不規則になり、自律神経系の活動が増加します。
深い睡眠
私たちはこのようにして1つの睡眠周期を何度も繰り返しながら眠ります。それぞれの睡眠段階は全て重要ですが、今回の記事では身体的・精神的疲労の回復に大きく関連する「深い睡眠」と「脳波同調」の関係を説明しています。
次の研究2では、バイノーラルビートが誘導する「脳波同調」が1つの睡眠周期内で「深い睡眠」の段階を上昇させたと主張しています。
この実験では、3Hzのバイノーラルビート(Binaural beat)を使用して脳波を同調させ、「睡眠段階2」の割合を減らし、「睡眠段階3」の割合を有意に増加させることに成功しました3。
睡眠段階3、つまり深い睡眠の割合が増えたということは、放出されるデルタ波の量が増えたことを意味します。原理は思ったよりも単純です。デルタ波の振動数（frequency）が3Hzを含み、3Hzのバイノーラルビートを聞かせることによって脳波を同調させ、同じ振動数のデルタ波を誘導したのです。
先程紹介したように、私たちの体は深い睡眠段階で身体的・精神的に回復します。特にこの段階は記憶の形成および強化に重要な役割を行うため、深い睡眠を増やすことで睡眠の質と記憶力を同時に向上させることができます。研究でも、睡眠段階3および段階4の深い睡眠の割合が増えるほど、認知記憶能力が向上したという報告があります。皆さんが昼寝をしているとき、深い睡眠を経験することで頭がすっきりした感覚と似ていると考えてください。
バイノーラルビートで誘導された深い睡眠は、変ではないか？と疑問を持つ方もいるかもしれません。しかし、バイノーラルビートを聞いた後の感情に関する統合的分析によると、この刺激を受けた人々は睡眠後に全く疲労感を感じることはなく、むしろ睡眠後に活力を取り戻し、すっきりしたと述べています。
総合的に見ると、3Hzのバイノーラルビートは深い睡眠の潜伏期を減らし、深い睡眠の維持時間を延ばして浅い睡眠の維持時間を減少させる効果があります。深い睡眠が増えると、記憶力が向上し、デルタ波の量が増えて身体の回復にも役立ちます。もちろん、バイノーラルビートが私たちの体にどのような影響を与えるかについては継続的な研究が必要ですが、確かなことは、脳波同調を通じて私たちの脳を刺激し、睡眠状態に肯定的な影響を与える可能性があるということです。