アデノシン、カフェイン、およびパフォーマンス：睡眠の認知神経科学から睡眠の薬理遺伝学へ

概日と睡眠覚醒プロセスの間の複雑な相互作用は、特定のタスクの認知パフォーマンスを調節し、概日の好みと睡眠圧の個人差は、明確な神経認知機能の個人差に寄与する可能性があります。注意のパフォーマンスは、時刻の変調と睡眠不足の影響に特に敏感であるように見えます。神経調節物質であるアデノシンが、動物およびヒトの睡眠圧、薬理学的および遺伝的データの調節に重要な役割を果たしているという概念と一致して、アデノシン作動性緊張の違いが休息状態や睡眠不足状態の眠気、覚醒、および激しい注意に影響を与えることを示しています。カフェイン - 世界で最も頻繁に消費される刺激剤 - は、アデノシン受容体をブロックし、通常、覚醒、警戒、および注意に対する睡眠不足の結果を減衰させます。それにもかかわらず、カフェインは睡眠に代わるものではなく、高次の認知機能に対する重度の睡眠損失の影響を緩和するのに実質的に効果がありません。したがって、入手可能な証拠は、アデノシン作動性メカニズム、特にアデノシンA2A受容体を介したシグナル伝達が注意プロセスの覚醒誘発性障害に寄与するのに対し、睡眠不足の高次認知結果に追加のメカニズムが関与しなければならないことを示唆しています。将来の調査は、不適切な睡眠の影響を受ける認知プロセスの正確なタイプをさらに明確にする必要があります。この研究は、睡眠、睡眠関連の主観的状態、認知プロセスの調節におけるさまざまな脳系（例えば、アデノシンおよびアデノシン受容体など）の役割をよりよく理解するための探求に役立ちます。さらに、拡張された覚醒の有害な影響の根本的なメカニズムに関する詳細を提供するとともに、概日の不整合と慢性睡眠制限の健康への影響に対する効果的で証拠に基づいた対策の開発につながります。

An intricate interplay between circadian and sleep-wake homeostatic processes regulate cognitive performance on specific tasks, and individual differences in circadian preference and sleep pressure may contribute to individual differences in distinct neurocognitive functions. Attentional performance appears to be particularly sensitive to time of day modulations and the effects of sleep deprivation. Consistent with the notion that the neuromodulator, adenosine , plays an important role in regulating sleep pressure, pharmacologic and genetic data in animals and humans demonstrate that differences in adenosinergic tone affect sleepiness, arousal and vigilant attention in rested and sleep-deprived states. Caffeine--the most often consumed stimulant in the world--blocks adenosine receptors and normally attenuates the consequences of sleep deprivation on arousal, vigilance, and attention. Nevertheless, caffeine cannot substitute for sleep, and is virtually ineffective in mitigating the impact of severe sleep loss on higher-order cognitive functions. Thus, the available evidence suggests that adenosinergic mechanisms, in particular adenosine A2A receptor-mediated signal transduction, contribute to waking-induced impairments of attentional processes, whereas additional mechanisms must be involved in higher-order cognitive consequences of sleep deprivation. Future investigations should further clarify the exact types of cognitive processes affected by inappropriate sleep. This research will aid in the quest to better understand the role of different brain systems (e.g., adenosine and adenosine receptors) in regulating sleep, and sleep-related subjective state, and cognitive processes. Furthermore, it will provide more detail on the underlying mechanisms of the detrimental effects of extended wakefulness, as well as lead to the development of effective, evidence-based countermeasures against the health consequences of circadian misalignment and chronic sleep restriction.