脳波.EOG.筋電図によって.睡眠は非急性眼球運動（NREM）睡眠と急速眼球運動（REM）睡眠の2つの交互相に分けることができる。
NREM睡眠は.明らかな眼球運動がなく.筋緊張が低下し.EMGが平坦であることが特徴である。脳波の周波数が速いから遅い.電圧が低いから高いという変化に従って.NREM睡眠はさらに4つの段階に分けられる。I.II.III.IVに分けられ.そのうちIII.IV期は徐波睡眠とも呼ばれ.意識が完全に失われ.大脳皮質細胞が完全に休息している状態である。レム睡眠は高速波睡眠とも呼ばれ.脳波の変化と行動の変化が分離しているため.異質な睡眠となる。この時期には.EOGは急速な眼球協調運動として現れ.EMGは完全に平坦か著しく抑制され.脳波は脱同期した低電圧の高速波となる。
小児の睡眠は.NREM睡眠段階IIIおよびIVへの急速かつ長期の入眠と.それに続く一晩中の周期的な徐波睡眠によって特徴づけられ.睡眠中の覚醒は少ない。睡眠時間は年齢とともに減少する。1日の睡眠時間は.新生児で約15～20h.1歳で13～14h.2～12歳で10～12h.12～18歳で9～10h.成人で7～8hである。
1. 睡眠がてんかんに及ぼす影響
1.1 小児における睡眠とてんかん発作
睡眠は.脳神経細胞の異常な発火や発作を引き起こす重要な活性化因子です。これは.睡眠中は大脳皮質や大脳辺縁系に対する脳幹上方網様体賦活系の活性化が弱まり.脳波が遅くなり同調しやすく.てんかん巣の電気活動が解除されて細胞間点火が起こり.てんかん波の発行と伝導が容易になるためと考えられています。睡眠は.発作および/または発作性てんかん様放電を誘発することがある。
NREM睡眠は.すでに高度に興奮した大脳皮質で発作を活性化する傾向があるが.REM睡眠は視床皮質の同期を阻害し.脳梁を介した半球間インパルスの伝播を弱めるため.両側の同期したてんかん様放電が減衰し.てんかん様活動に対する抑制効果がもたらされる。また.多くの研究により.NREM睡眠中に発作が増加し.REM睡眠中に発作が減少することが分かっているが.NREM睡眠中のどの相で発作が最も多いかについては.相反する報告がある。
Hermanらは600人のてんかん患者を対象に研究を行った結果.43％の患者が睡眠中に発作を起こし.そのうち約23％がNREM睡眠I.68％がNREM睡眠II.11％がNREM睡眠IIIおよびIV.そしてレム睡眠では全く起こらなかったことを明らかにした。は.NREM睡眠における最初の睡眠サイクルで発作を発見しなかった Nobiliらは.最初の睡眠サイクルにおける睡眠の時相間のスパイク指数（1分あたりのスパイク数）に統計的な差を認めなかったが.全体としててんかん様活動はREM睡眠よりNREM睡眠で強かった。
1.2 睡眠遮断とてんかん発作
睡眠不足は.大脳皮質と大脳辺縁系が興奮系を制御できなくなる中枢網様体上方作動系の機能低下により.発作に適した条件となる。長時間の睡眠不足により.自然睡眠と薬理学的睡眠を比較すると活性化率が高く.その活性化機構は皮質の興奮性亢進を引き起こすことに関係していると思われる。てんかん様放電と睡眠不足の関係は.特にLennox-Gastaut症候群やWest症候群で顕著である。shaharは.6時間の睡眠不足の後.1回以上の臨床けいれんを起こした55人の子供（5〜17歳）の脳波を解析し.44％に焦点性放電.20％に広範囲放電があることを明らかにした。
2. てんかんが子どもの睡眠に及ぼす影響
2.1 睡眠構造に対するてんかんの影響
睡眠覚醒リズムとてんかんの間には.複数の関連性がある。最も一般的な睡眠構造の異常には.睡眠潜時の延長.NREM睡眠段階IおよびIIの延長とIIIおよびIVの短縮.REM睡眠の減少.睡眠構造の破綻.睡眠段階遷移の回数増加.覚醒回数および覚醒時間の増加.睡眠効率の減少が含まれます。睡眠構造の異常は.異なるタイプのてんかんの子供たちによって異なる。
Klobucníkováらは.EEG.EOG.EMGを用いててんかん患者の夜間睡眠を観察し.てんかん発作により睡眠構造が変化し.NREM睡眠段階IIIとIV.REM睡眠の割合が減少し.NREM睡眠段階IIが増加すること.これらの変化は抗てんかん薬の使用とは関連がないことを発見しました。Bazilらは.全般てんかんの研究において.夜間全般発作は.睡眠効率の低下とレム睡眠の割合の減少を伴い.睡眠構造を変化させることができ.Klobucníkováらの知見と一致している。 レム睡眠期前に発作が発生した場合.レム潜伏期間の延長も起こりうる。
近年.特発性全般てんかんと特発性焦点性てんかんの小児における睡眠構造の研究により.特発性全般てんかんの小児ではNREM睡眠IVにおいて覚醒度の上昇.睡眠効率の低下.睡眠の減少が認められたが.REM睡眠については両群間に有意差はなかった。ある研究では.中枢側頭葉スパイクを伴う良性てんかん（BECTS）の小児では.睡眠レム期が短く.ステージI睡眠の割合が増加し.ステージIII / IV睡眠の割合が減少したが.睡眠潜時は正常でステージII睡眠の割合に大きな変化はなかったとされている。
側頭葉てんかんの患者では.睡眠潜時が有意に長く.NREM睡眠段階IとIIが増加し.IIIとIVが減少し.さらにREM睡眠時間の減少と覚醒の増加が見られた。一方.前頭葉てんかんの患者では.主にNREM睡眠段階IIIとIVが減少していた。小児てんかんでは.睡眠構造が変化し.睡眠の質に影響を及ぼすが.これは主に睡眠中のてんかん様放電が活性化しやすいことと.睡眠中の相間遷移が頻繁に起こることが関係していると考えられる。
睡眠紡錘波の存在は.睡眠の安定性を維持し.てんかん様放電を抑制する重要な因子である。紡錘波の存在は.II期睡眠に入る兆候である。正常な乳児では.生後2～3ヶ月.早い人では生後6～8週で睡眠紡錘波が出現し.II期睡眠～III期睡眠の初期に現れ.正中線と左右の前頭・中央・頭頂部に波があり.左右非対称や非同期のこともある。睡眠フシギ波はスパイクフル複合波バースト活動を抑制することができ.視床網様核はその発生と周期的活動の「ペーシングポイント」としての役割を担っています。大脳皮質による視床の抑制は.睡眠紡錘波に影響を与え.スパイク波の形成に関連することがある。大脳皮質ニューロンの広範な過興奮性は.視床からの強い反応をもたらし.睡眠紡錘波の代わりにスパイク波として脳波上に現れることがある。
2.2 小児におけるてんかんと睡眠障害
Almeidaらは.側頭葉てんかん患者39名を対象にEpworth Sleepiness Scaleと複雑睡眠潜時検査法を用いて調査し.85％の患者に日中の眠気があり.26％に不眠.13％に睡眠時無呼吸症候群.15％にレストレスレッグス症候群.5％に周期性睡眠障害であることを明らかにした。
てんかん患者515人を対象とした研究では.閉塞性睡眠時無呼吸症候群の合併率は18.06％.難治性てんかんの閉塞性睡眠時無呼吸症候群の合併率は33.3％と高く.持続陽圧治療により発作の頻度は50〜100％に減少した。 では.14.2％の子供にてんかん様放電が見られたことが示されました。
閉塞性睡眠時無呼吸症候群は.睡眠の断片化.頻繁な覚醒.微小覚醒を引き起こし.発作の一因となる可能性があります。閉塞性睡眠時無呼吸症候群の効果的な治療により.発作の制御が改善される可能性があります。閉塞性睡眠時無呼吸症候群の患者様では.低酸素血症や高炭酸ガス血症の再発により交感神経の興奮性が高まり.脳の興奮性に影響を与えるため.発作の誘発や悪化が懸念されます。
睡眠関連てんかんとは.睡眠中にのみ発作が起こる.あるいは睡眠中に起こりやすいてんかんを指し.中枢性スパイクを伴う小児良性てんかん.徐波睡眠期持続スパイクを伴うてんかん.前頭葉てんかん.側頭葉てんかんなど様々なタイプの発作が含まれる。中枢側頭葉スパイク波を伴う小児良性てんかんの臨床的特徴の1つは.夜間発作で.多くは入眠直後に発生します。
後天性てんかん性失語症（Landau-Kleffner症候群：LKS）と徐波睡眠相持続性スパイク様複雑波（ESES）を伴うてんかんは.いずれも睡眠中のてんかん様放電が明らかである。前者の脳波は.睡眠中に両側または片側に連続したスパイク波放電が見られることが特徴である。後者は.NREM睡眠段階IIIおよびIVにおいて.びまん性の高振幅の1〜3Hzのスパイク-徐波複合波が持続し.徐波睡眠期間全体の85％以上を占めることが特徴的である。前頭葉てんかんは側頭葉てんかんに比べ.睡眠中に発作を起こしやすいとされています。ミオクロニー発作は.睡眠から覚醒への移行期に起こりやすいとされています。小児けいれんは.睡眠直後または睡眠から覚醒への移行時に起こりやすい。
レノックス・ガストー症候群28例の研究では.78.6％の患者に睡眠中に1.5-2.5Hzの低速スパイクと低速複雑波.シャープと低速複雑波.複数のスパイクと低速複雑波の全伝導バーストがみられた。75％の患者は睡眠中に両側10-12Hzの高振幅の高速波リズムを有していた。睡眠は.神経ネットワークの可塑性を通して.学習と記憶のプロセスに重要な役割を果たすことが示されている。様々なてんかん症候群では.徐波睡眠期に持続的なてんかん様放電を呈し.正常な睡眠サイクルの形成を妨げ.認知機能の障害を引き起こすことがある。このことから.てんかんと睡眠.認知機能障害の関係を結びつけ.両者の相関を研究する必要があるのではないかと考えています。
睡眠障害の治療は.てんかんの子どもたちの生活の質を向上させ.場合によっては発作を抑制する可能性もあります。2010年4月.Elkhayatらは難治性てんかんの小児の睡眠を調査し.メラトニンが睡眠障害を有意に改善するだけでなく.発作の重症度も低下させることを明らかにしました。
3. 小児における睡眠と抗てんかん薬
小児てんかん患者における抗てんかん薬（AED）の睡眠への影響に関する研究は.有効血中濃度.安定投与.規則正しい生活習慣を前提とし.他の要因による影響を除外して行われてきました。各AEDのてんかん児の睡眠への影響は様々です。利用可能な研究データを総合すると.すべてのAEDはレム睡眠潜時を延長する.あるいはレム睡眠の割合を減少させる効果があり.睡眠の安定性を改善し.睡眠の正常化を促進することが示されています。
Facultadの研究では.oxcarbazepineなどの従来のAEDはレム睡眠に影響を与えずに睡眠不連続を減少させることがわかった。バルプロ酸ナトリウムの睡眠構造への影響については非常に議論がある。Benjamin et al. バルプロ酸ナトリウムは.てんかん患者のI期睡眠を増加させ.睡眠構造を損なうことを発見した。一部の学者は.バルプロ酸ナトリウムはNREM睡眠III.IV期を延長できると考えており.Benjaminの研究では.フェニトインナトリウムはてんかん患者の睡眠構造をNREM睡眠I期の増加と徐波睡眠およびREM睡眠の減少によって損なわれていることがわかった。
ラモトリギンなどの新しい抗てんかん薬のてんかん患者の睡眠に対する効果はあまり報告されていない.一部の学者は.NREM睡眠III期とIV期を減らし.REM睡眠を延長できると考えている。Foldvaryらは.ガバペンチンは徐波睡眠の時間を増加できるが.徐波睡眠の割合は増加せず.覚醒回数と睡眠移行周期がやや減少すると発表した。側頭葉てんかん患者11名にtopiramateを単回投与した研究では.睡眠構造の障害は認められませんでした。
enricaらは.topiramate投与後.夜間睡眠潜時が減少する傾向を示したと報告している。各睡眠相における睡眠の生理的意義の違いと.発作と睡眠相の関係の両方から.oxcarbazepine.gabapentin.topiramateはてんかん患者の睡眠に有益である傾向がある。したがって.小児てんかん患者へのAEDの使用にあたっては.睡眠に対する影響を考慮する必要があり.例えば.NREM睡眠段階IIIおよびIVを増加させ.NREM睡眠段階IおよびIIを減少させ.睡眠覚醒周期の長さを増加させるAEDを検討することが可能である。
てんかんの突然死（SUDEP）とは.てんかん患者の突然の予期せぬ.非外傷性の.非溺死と定義され.目撃者の有無.発作の証拠の有無.持続性てんかんを除く死後の検査で構造的または毒性致死因子が認められなかった場合に.頻繁な用量調節と複数回の過剰投与が有意に関連することが示唆されている。小児てんかん患者では.SUDEPはレム睡眠中に最も多く発生し.次いでNREM IIが発生します。SUDEPの発生を予防するために.有効なコントロールができない原発性全般てんかんの患者さんでは.広域AEDがより効果的であると考えられます。
4. 結論と展望
まとめ：てんかんと睡眠には密接な関係があります。睡眠相の違いにより発作の頻度が異なります。また.てんかんの発作型が異なると.睡眠構造の異常も異なってきます。てんかんと睡眠障害の相互作用は.悪循環を形成しています。抗てんかん薬は.睡眠パターンの最適化.発作の抑制.治療コンプライアンスの向上.てんかん児の認知機能およびQOLの改善を目的として.睡眠構造および関連する睡眠障害への影響に応じて選択されています。医療パラダイムの転換に伴い.てんかんと睡眠の関係を明確に理解し.薬害を軽減し.効果的な予防・治療対策を講じるための臨床が求められています。