新たな研究によると、嗅覚の感度は一日の経過とともに変化する。
37人の10代の若者を調査して得られたデータによれば、このパターンは、体内時計による昼夜の周期、すなわち概日リズムに沿っている。
「この発見は、嗅覚知覚科学にとって非常に重要です」と、研究の筆頭著者で、ブラウン大学ウォーレン・アルパート医科大学の精神医学・人間行動学の非常勤助教であるレイチェル・ハーツは述べる。「これまで知られておらず、明確で直接的な証拠が示されたのは今回が初めてです。」
概日周期において、研究参加者の嗅覚感度がピークに達するタイミングには、概日位相で見ても時刻で見ても、一定のパターンが見られた。点は各参加者のピーク時の概日位相、またはそれに相当する時刻を示す。紫色の領域は平均を示す。点が中心から離れているほど、ピーク時の感度の変化が大きい。
嗅覚は五感の一つとして重要な能力だとハーツは指摘する。世界を体験し楽しむためだけでなく、近くの火災や傷んだ食品などの危険を察知するため、また食事のような基本的な機能のためにも欠かせない。一日のうちの嗅覚の変化は、こうした能力のすべてに影響しうる。
嗅覚の専門家であるハーツは、睡眠の専門家であり精神医学・人間行動学の教授であるメアリー・カースカドンと協力して、この発見を得た。カースカドンは、概日リズムのタイミングや睡眠習慣が10代の若者の食習慣に影響し、肥満につながる可能性があるという仮説のもと、より大規模な研究を進めている。
嗅覚は食物の摂取と関係しているとハーツは指摘する。彼女は近刊書『なぜあなたはそれを食べるのか』（W. W. Norton & Company、2017年）の著者でもあり、研究者らは嗅覚が概日リズムに応じて変化するかどうかを調べる実験を考案した。
睡眠パターンを崩す
研究を行うにあたり、研究者らは12～15歳の男子21人、女子16人に、ブラッドリー病院の睡眠研究室に来る前の2週間、決まったスケジュールで眠るよう依頼した。研究室で一晩順応した後、10代の参加者らは1週間にわたる28時間周期の生活を始め、「夜」が来るたびに睡眠時刻を4時間ずつ遅らせた。
その間、参加者らは薄暗い屋内で過ごし、互いに、またスタッフと交流しながら楽しい活動に参加した。目的は、典型的な睡眠の妨げや概日リズムのタイミングを示す外部の手がかりから、一時的に切り離すことだった。こうすることで、カースカドンによれば、参加者に備わった内因性の概日リズムを測定できるほか、リズム周期のあらゆる時点における嗅覚感度も（食物摂取量など、ほかの測定項目とともに）調べることができた。
研究チームは、唾液中の睡眠を促すホルモン、メラトニンの濃度を検出して概日リズムを測定した。メラトニンの分泌は、眠気が訪れる約1時間前に始まる。
研究者らは、嗅覚感度を「Sniffin’ Sticks」を用いて評価した。これはにおいを検知する閾値を測る一般的な検査である。スティックを使うたびに、10代の参加者が検知できるにおいの濃度の閾値を特定できた。嗅覚は、参加者が起きている間、3時間ごとに評価した。
嗅覚がピークに達する時間
嗅覚感度が概日周期の中でどの程度変化するか、またいつピークに達するかは、個人によって大きく異なった。しかし、個人ごとにも全体としても、明確なパターンが見られた。一つは感度の変動に概日リズムが認められたこと、もう一つは、メラトニンの分泌開始からかなり時間がたち、人が最も眠っている可能性が高く、食事をする可能性が最も低い「生物学的夜」の深い時間帯には、嗅覚感度が最も高くなることはなかった点だ。時計の時刻でいえば、午前3時ごろから午前9時ごろにあたる。
「つまり、子ども一人につき84回の検査を行い、それぞれに概日位相が対応しています」とカースカドンは述べる。「ここにはリズムがあり、一定でも、常に同じようににおいを感じるわけでもありません。嗅覚は予測可能な形で変化しますが、その変化は子どもによって異なります。」
カースカドンによると、この発見は患者の嗅覚を評価する臨床医や研究者にとって注目すべきものだという。この研究は、早朝よりも午後の診察時のほうが、嗅覚感度がもともと高い可能性を示唆している。
ハーツは、火災安全にも影響する可能性があると指摘する。10年前、彼女とカースカドンは、睡眠中に嗅覚がほぼ働かなくなることを発見した。今回、概日周期の4分の1にあたる時間帯に嗅覚が比較的弱くなるという証拠が得られた。ハーツによれば、これは音の鳴る煙警報器の重要性を示している。少なくとも早朝には、嗅覚は危険を知らせる手がかりとして頼りにならない可能性があるからだ。
午後9時ごろにピーク
平均すると、嗅覚感度は生物学的夜の始まり、つまり10代の参加者では午後9時ごろにピークを迎えた。
ハーツによれば、嗅覚感度が平均して夕方遅くにピークを迎える理由については、推測することしかできない。進化の観点からは、一日の終わりの大切な食事で満腹感を最大限に得られるようにするためかもしれないし、交尾欲求を高めるため、あるいは夜に休む前に近くの脅威を探知するためかもしれない。
個人にとっては、一日のうち嗅覚感度がピークに達する時間を知ることで、感覚的な体験を最も心地よく感じられる時刻を見極められる可能性があると、ハーツは述べる。
一方、より身近な健康上の課題に関しては、実験からさらにデータが得られる予定だとカースカドンは述べる。研究チームは、嗅覚感度の日内変動が、10代の若者の食べ物の選択や食行動を左右するかどうかを明らかにしようとしている。
「嗅覚は一日の24時間を通じて変化します」とカースカドンは述べる。「その違いが、人々が何をどのように食べるかに影響するかどうかは分かっていません。今後さらに研究が必要です。」
