Vad gör hjärnan när vi sover?

Vad gör hjärnan när vi sover?

Textstorlek Textstorlek Mindre Större

Vi spenderar en tredjedel av våra liv i sömn. Men varför behövs den och vad har hjärnan för sig när vi sover?

– Det är först de senaste tre till fem åren som kunskapen kring sömnens betydelse för hjärnan tagit ett ordentligt kliv framåt, berättar Eric Hanse docent i neurofysiologi vid Sahlgrenska akademin, Göteborgs Universitet.

Den nya kunskapen är att sömnen har en avgörande betydelse för att befästa och förstärka minnet av vad vi varit med om under dagen. Oväntat ledde en bortglömd försöksråtta sömnforskare på spåren. Syftet med det numera berömda försöket vara att fånga aktiviteten i de nervceller som har betydelse för inlärning. Själva försöket gick ut på att råttan letade sig fram i en labyrint. Samtidigt registrerades aktiviteten i råttans hjärna via små elektroder som opererats och registrerar från ett femtiotal celler i hippocampus, ett område i hjärnan som har stor betydelse för minnet.

Varje gång nervceller aktiverades gav mätinstrumentetfrån sig olika ljud, ett för varje cell. När råttan tog sina första steg i labyrinten signalerade en första cell, efter några steg tystnade den och avlöstes av en annan och så fortsatte det allt eftersom råttan flyttade sig vidare i labyrinten.

Vid ett av mättillfällena råkade forskarna lämna råttan ensam så länge att den somnade. En stund senare hörde de från ett intilliggande rum hur mätinstrumenten plötsligt börjar ge ljud ifrån sig, på precis samma sätt som när råttan letade sig igenom labyrinten.

– Råttan låg helt enkelt där och tjuvtränade i sömnen, säger Eric Hanse. Forskarna hade i själva verket snubblat över något alldeles nytt. Försöket upprepades och utvidgades, det var ingen tvekan om att signalerna under djupsömnen var en upprepning av det djuret varit med om i labyrinten.

– Mycket tyder på att information överförs från hippocampus till hjärnbarken under djupsömnen och att överföringen befäster och förstärker aktiviteten i nervcellerna och skapar ett minne, fortsätter Eric Hanse.

Hög aktivitet under sömnen
Elektroencefalogram eller EEG är ett viktigt instrument i sömnstudier på försökspersoner. Med hjälp av elektroder fästa på hjässan går det att fånga upp signalerna i hjärnans yttersta lager, hjärnbarken. Aktiviteten i hjärnbarken är mycket intensiv när vi är vakna, här behandlar och tolkar hjärnan alla intryck från våra sinnen. Intryck som ljudet av en skrapande stol, pipet som påminner om nästas tur i kön eller lukten i väntrummet är information som fångas upp våra sinnesceller och skickas vidare för att slutligen nå hjärnbarken.

När signaler når barken går det att läsa av taggliknande, snabba vågor på EEG:t. När vi sover ändrar sig EEG mönstret delvis för att signalerna från omvärlden är färre. Under sömnen tar andra aktiviteter i hjärnan vid. Skillnaderna är som tydligast under djupsömnen, då EEG-vågorna är höga, tydliga och utdragna. Vad är det egentligen vi ser?

– Formen på vågorna beror på att nervcellerna arbetar i takt. Under dagen aktiveras cellerna sporadiskt allt eftersom våra sinnen registrerar ”intryck”. Men när vi sover växlar nervcellerna till aktivitet som kan liknas vid den som får hjärtat att slå rytmiskt, berättar Eric Hanse. Det var dessa signaler forskarna lyckades fånga när de glömde sin råtta.

– Arbetar man särskilt mycket ena armen under en dag ökar aktiviteten i de nervceller i hippocampus som tagit emot information från armen och det kommer att synas på EEG:t kommande natt, fortsätter Eric Hanse.

Mellan fyra och fem gånger varje natt ersätts djupsömnen av korta sekvenser som kallas REM-sömn. Namnet kommer av de snabba ögonrörelser (Rapid Eye Movement) som tydlig syns hos en person sover i REM-sömn. Utifrån tycks skillnaderna mellan djupsömn och REM-sömn stora, under REM-sömnen slår hjärtat snabbare, blodtrycket stiger och EEG får samma snabba, vassa mönster som när vi är vakna. Att hjärnan är upptagen syns också tydligt på syreförbrukningen som faktiskt är högre än när vi är vakna.

Vi spenderar ungefär 15-20 procent av natten i REM-sömn, sekvenserna blir längre ju närmare morgon vi kommer. Det har länge hävdats att det bara är i REM-sömn vi drömmer men senare forskning visar att så mycket som hälften av våra drömmar sker i andra sömnstadier. Senare kunskap tyder på att aktiviteten i REMsömn och djupsömn kompletterar varandra snarare än har egna specifika effekter på minne och inlärning.

Vad är ett minne och vad minns vi?
Sömnen har alltså stor betydelse för hur vi minns och hur vi lär oss nya saker. Vad är då ett minne?

– Låt säga att du möter din granne Greta på gatan. Minnet Greta gör att du känner igen henne, det som sker i hjärnan är en viss signalöverföring, i vissa nervceller under viss tid. Det signalmönstret betyder Greta och ingen annan, säger Eric Hanse. Vad är det då som avgör vilka händelser eller aktiviteter som hjärnan väljer att repetera för oss på natten?

– Forskning tyder på att vi minns det som skapat en känsla eller på annat sätt varit värdefullt för oss. Jag gissar att du inte minns vad du åt till lunch förra torsdagen, såvida det inte hade särskilt stor betydelse för dig, säger Eric Hanse.

Sömnen påverkar våra hormoner
I hypotalamus finns vår inbyggda masterklocka, den cirkadiska klockan. Masterklockan styr sömn och vakenhet via två kärnor som ansvarar för sömn respektive vakenhet. Masterklockan har stor inverkan på kroppens hormonfrisättningsmönster. Frisättningen störs om vi inte får den sömn vi behöver. Kortvarig sömnbrist leder inom en vecka till flera hormonförändringar hos friska försökspersoner, bland annat minskar musklernas förmåga att ta upp socker på samma som hos typ 2 diabetiker.

Sömn beskrivs ofta som stressens motsats, bland annat dämpas aktiviteten i det sympatiska nervsystemet, vilket tycks vara nödvändigt för ett hälsosamt blodtryck. Kronisk sömnbrist under lång tid ökar risken för hjärt- och kärlsjukdomar.