心拍変動（HRV）を主に決めているのは神経系です。迷走神経は心臓の素早いブレーキとして働き、交感神経は遅めのアクセルとして働きます。安静時のHRVは、主にそのブレーキがどれだけ働いているかを示します。
レッスン2では、HRVが拍と拍の間隔のグラフに現れる揺れであることを見ました。このレッスンでは、その線を揺らしているものは何か、そしてそこから何がわかり、何がわからないのかを説明します。
体の自動操縦
心臓がどれくらい速く打つか、食べ物をどれくらいの速さで消化するか、瞳孔がどれくらい開くかは、自分で決めるものではありません。神経系の一部が、考えなくてもこれらをすべて担っています。これを自律神経系といいます。ギリシャ語で「自ら治める」という意味の言葉に由来する名前です。
自律神経系には、主に二つの系統があります。
- 交感神経 交感神経系 自律神経系のうち「闘争・逃走反応」を担う系統です。心臓を速く、強く拍動させますが、作用が遅すぎて、拍ごとの心拍変動（HRV）を左右することはできません。 交感神経系についてさらに詳しく は、行動に備えます。よく「闘争・逃走反応」と呼ばれます。心臓を速くし、1拍ごとの収縮を強くします。
- 副交感神経 副交感神経系 自律神経系の「休息と消化」の枝。おもに迷走神経を通して心拍を遅くし、心拍変動（HRV）の拍ごとの変動の大半を生み出します。 副交感神経系についてさらに詳しく は、休息と回復を受け持ちます。よく「休息と消化」と呼ばれます。心臓を遅くし、安静時のエネルギーを節約します。
二つの系統は、常に両方とも働いています。操縦装置に二つの手がかかっていて、それぞれが刻一刻と、少し強く、あるいは少し弱く押していると考えてください。
副交感神経の主な神経が迷走神経です。脳幹から首と胸を通って、心臓を含む多くの臓器まで伸びています。副交感神経の線維全体の約四分の三が、迷走神経の中を通っています。
ブレーキとアクセル
心臓には、洞結節という自前のペースメーカーがあります。心臓の右上の部屋にある小さな細胞のかたまりで、脳からの信号がなくても自分で発火します。何の影響も受けなければ、典型的な40歳では1分あたり約100回発火します（Quigleyら, 2024）。この「固有」の心拍数は、年齢とともに下がり、20歳で1分あたり約107、50歳で約90です（Shaffer、McCraty、Zerr, 2014）。
それでも、安静時の心拍数は、大半の人で、それを大きく下回っています。迷走神経が、いつもブレーキに足を乗せているからです。マウスと違い、ヒトの安静時心拍数は、主にこのブレーキで決まります（MacDonaldら, 2020）。
交感神経は逆に働きます。アクセルを踏み、運動、興奮、ストレスのときに心拍数を上げます。
二つは、速さも違います。
| 迷走神経 迷走神経 副交感神経系の主要な神経で、脳幹から心臓、肺、腸まで走っています。心臓に送る速い信号が、拍ごとの心拍変動（HRV）の大部分を生み出します。 迷走神経についてさらに詳しく （副交感神経） | 交感神経 | |
|---|---|---|
| 心拍数への作用 | 遅くする | 速くする |
| 作用の速さ | 1秒未満 | 働き始めるまで最大約5秒、十分に効くまで20〜30秒 |
| 優位になる場面 | 安静時、睡眠中、落ち着いているとき | 運動、ストレス、興奮のとき |
迷走神経は、すぐ次の拍のタイミングを変えられます。交感神経は遅すぎて、それができません。そのため、ある間隔から次の間隔への素早い変化は、主に迷走神経から生まれます。
違いを下で確かめてください。ブレーキを踏み、次にアクセルを踏んで、心拍数の応答の速さを比べてください。
それぞれの神経が働く速さ
測定ではなく、学習用のモデルです
- 動き出すまでの遅れ
- 0.3 秒
- 変化の90%に達するまでの時間
- 1.5 秒
- 心拍数の範囲
- 54〜70 bpm
迷走神経ブレーキを踏むと、すぐ次の拍から間隔が長くなります。1秒もたたないうちにゆっくりになり始め、約2秒で変化が終わります。離すと、同じ速さで元の心拍数に戻ります。
JavaScriptをオンにするとボタンが使えます。
50秒間の心拍数の折れ線グラフで、安静時は1分あたり70拍です。5〜30秒の間が色付きで示され、グラフの下には心拍ごとの目盛りがあります。ブレーキを踏むと、約1.5秒以内に心拍数が下がり、離すと同じ速さで戻ります。アクセルを踏んでも3.0秒間は何も起こらず、その後に心拍数が上がって約21.4秒で落ち着き、離すとゆっくり戻ります。両方を踏むと、先に心拍がゆっくりになり、後から速くなります。3つのボタンで、どれを踏むかを選べます。表示欄には、最初に変化が現れるまでの時間と、落ち着くまでの時間が表示されます。
安静時のHRVが主に反映するのは、迷走神経（副交感神経）活動です。迷走神経が、すぐ次の拍のタイミングを変えられるからです。 研究者が、レッスン2で出会った指標であるRMSSDを迷走神経活動の目安に使うのは、このためです。
下で試してみましょう。ブレーキを踏むと心臓は遅くなり、拍と拍の間隔のばらつきが大きくなります。アクセルを踏むと心臓は速くなり、間隔がそろってきます。
ブレーキとアクセル
測定ではなく、学習用のモデルです
- 心拍数
- 61 bpm
- RMSSD
- 55 ms
下のスライダーで設定します
よく休めた朝。 ぐっすり眠った後は、ブレーキが強く効き、アクセルは軽く踏まれている程度です。心拍数は低く、拍と拍の間隔が大きく変わるため、HRVは高くなります。
JavaScriptをオンにすると、スライダーとプリセットが使えます。
心臓は、2本のスライダーで決まる速さで拍動します。1本は迷走神経ブレーキ（副交感神経）、もう1本はアクセル（交感神経）です。心拍の列と、各拍の直前の間隔を結んだ線で、リズムがどれだけ整っているかがわかります。ブレーキを上げると、心拍がゆっくりになって間隔がよく変わるため、RMSSDが上がります。アクセルを上げると、心拍が速くなって間隔が整うため、RMSSDが下がります。ボタンを押すと、休息十分の朝、睡眠中、ストレス、きつい運動の後の数時間、体調を崩しかけたときの設定になり、それぞれに短い説明が付きます。
さらに詳しく 神経は心臓にどう信号を送るか
迷走神経は、ペースメーカーの部位でアセチルコリンという化学伝達物質を放出します。これはペースメーカーが発火する速さを遅くします。交感神経はノルアドレナリン（ノルエピネフリンともいいます）を放出し、ペースメーカーを速くして、心臓の収縮を強くします。
さらに詳しく ブレーキとアクセルはシーソーではない
片方の系統が上がれば、もう片方は下がるはずだと考えたくなります。Berntson、Cacioppo、Quigley（1991）は、これが単純すぎることを示しました。二つの系統は、それぞれ独立に上がったり下がったりできます。そのため、両方が一緒に上がること（ 同時活性化 同時活性化 自律神経系の2つの系統が、同時に上がる、または同時に下がること。2つはシーソーではないため、HRVの数値1つで、1本の目盛りの上に位置づけることはできません。 同時活性化についてさらに詳しく ）、両方が一緒に下がること、片方だけが変わることがあります。三人はこれを「自律神経空間（autonomic space）」と呼びました。
これは、「バランス」を1本の目盛りで表示するアプリに関わる話です。ブレーキとアクセルの両方が強く押されると、両方が働いているのに、心拍数はほとんど変わらないことがあります。1つのHRVの数値では、どちらの系統が動いたのかはわかりません。上のモデルで、両方を同時に押してみてください。ブレーキは最初の1秒に、アクセルは30秒ほど後に現れます。
血圧の反射
心拍数は、血圧にも従います。大きな動脈の壁にある圧センサーが、血圧の上下を逐一感じ取ります。血圧が上がると、脳は迷走神経ブレーキを踏み、心臓は遅くなります。下がると、ブレーキがゆるみ、心臓は速くなります。このループを、圧受容器反射といいます。
このループが一巡するには数秒かかります。そのため、補正のたびに少し行きすぎ、次の補正で引き戻されます。その結果、心拍数と血圧に約10秒に1回、つまり0.1 Hzのゆっくりした波が生じます（Shaffer、McCraty、Zerr, 2014）。この遅い波は、マイヤー波と呼ばれます。
圧受容器反射は、このコースで後に出てくる三つのことを説明します。
- 立ち上がるとき。 立つと血液が脚にたまり、血圧が下がります。圧受容器反射は数秒以内にブレーキをゆるめ、アクセルを踏むので、心拍数が上がり、HRVが下がります。測定で姿勢が大事なのは、このためです。
- LFパワー LFパワー 心拍間隔の分散のうち0.04〜0.15 Hzの帯域に入る部分で、単位はms²。7〜25秒ごとに繰り返すリズムです。かつては交感神経の活動と読まれましたが、現在は異論があります。 LFパワーについてさらに詳しく 。 スペクトルでは、この10秒の波は低周波（LF）帯域にあります。安静時のLFが主に反映するのは、交感神経ではなく圧受容器反射です（Shaffer、McCraty、Zerr, 2014）。
- ゆっくりした呼吸。 1分あたり約6回、つまり10秒に1回の呼吸をすると、呼吸がこの波と重なります。二つが足し合わさって、心拍数の揺れが大きくなります。
息を吸う、息を吐く
レッスン1では、息を吸うと脈拍が速くなり、吐くと遅くなるのを感じ取りました。理由が、これでわかります。息を吸うと、迷走神経ブレーキが少しゆるんで、心臓が速くなります。吐くと、ブレーキがまた効いて、心臓が遅くなります。このパターンを呼吸性洞性不整脈（ RSA 呼吸性洞性不整脈（RSA） 息を吸うと心拍数が上がり、吐くと下がる正常な変化。迷走神経が生み出し、安静時の心拍変動（HRV）の大きな部分を占めます。 呼吸性洞性不整脈（RSA）についてさらに詳しく ）といいます。
このため、呼吸のしかたでHRVが変わります。ゆっくり一定に呼吸すると、タコグラムの波が大きくなります。大半の成人では、揺れが最も大きくなるのは1分あたり約4.5〜6.5回のペースです。1分あたり6回は、5つ数えて吸い、5つ数えて吐く、ゆっくりした数え方にあたります。このペースでは、呼吸が上で述べた血圧の反射の10秒の波と重なり、心拍数の上下が大きくなります。レッスン13には、一緒に呼吸できるモデルがあります。
ゆっくりした呼吸で揺れが大きくなるのは、正常な反応です。ゆっくりした呼吸が何らかの病気を治すという意味ではありません。数週間の呼吸練習について研究でわかっていることは、呼吸法でHRVは上がる？をお読みください。
神経系にとっての「高いHRV」
安静時に、自分の普段より高いHRVが出たときは、迷走神経ブレーキがより働いていることが多く、休息、回復、落ち着きと合っています。
ただし、「ストレス」という言葉には注意してください。HRVが追うのは神経系の状態であり、心配事以外にも、姿勢、呼吸、会話、動き、食事、時間帯など、多くのものがHRVを変えます。前日のきつい運動、遅い夕食、短い睡眠でも、変わることがあります。心配事や気分とHRVの関係は、HRVとストレス：わかることとわからないことと不安でHRVは下がる？をご覧ください。
測定にとってなぜ重要か
迷走神経は1拍もたたないうちに反応するため、することのほとんどすべてが、その場のHRVを変えることがあります。研究者は、毎回同じ条件で測ることで対応しています。同じ姿勢で、数分間落ち着いてから、話さず動かず、普通に呼吸して測るのです。
この習慣は、取り入れられます。座っておしゃべりしながらの測定は、起きてすぐに静かに横になって測った値とは一致しません。よい測り方は、レッスン9で扱います。
背景については、HRVとは？心拍変動を解説をご覧ください。次のHRVは高いほどよいとは限らない理由では、高い数値がよい知らせではない場面を見ます。