Hjernen kan ta mange ulike veier inn i drømmeland, viser ny studie.
For mange mennesker er det et stort problem at de ikke kan sovne om kvelden, mens andre bare legger hodet på puten og sovner med det samme.
Uansett spiller søvn en stor rolle i livet, men forskerne vet fortsatt ikke så mye om hva som skjer i hjernen når vi er i drømmeland.
De har tradisjonelt delt inn søvnen i 4–5 stadier.
Forskere ved Institut for Klinisk Medicin ved Aarhus Universitet la 57 mennesker i en hjerneskanner for å undersøke hva som skjer i hjernen når vi sovner.
– Vi viser at hjernen gjennomgår en veldig dynamisk prosess i løpet av søvnen. Søvnstadier er ikke bare brytere som skrus av og på. Ulike hjerneområder skifter fram og tilbake mellom søvnstadier gradvis. Det er ikke nok å si at hjernen befinner seg i ett av de fem tradisjonelle stadiene. Ofte er det snakk om en blanding, sier Stevner. Som ledet studien.
Det trengs nye metoder
De tradisjonelle søvnstadiene er hovedsakelig basert på elektriske signaler som hjernen avgir i løpet av en søvnsyklus. Lett søvn sender for eksempel ut en annen frekvens enn dyp søvn.
De elektriske signalene måles av elektroder som blir satt på forsøkspersonens hodebunn. Hvert 30. sekund noteres frekvensen.
Metoden, som kalles elektroencefalografi, EEG, ble første gang brukt av den tyske legen Hans Berger i 1929, og det revolusjonerte kunnskapen om søvn.
Men ifølge Angus Stevner er hele hjernen aktiv mens vi sover, og derfor kan ikke metoden fange nyansene i hjernens nettverk.
Det plasseres mellom én og fem EEG-elektroder på hodebunnen, og ut fra målingene regner man seg fram til et søvnstadium, men når vi ser på hele hjernen i en skanner, kan vi se at det ikke er så enkelt. Den tradisjonelle målingen fanger ikke opp hvordan ulike hjerneområder snakker sammen.
Stevner og kollegene hans kan fange opp aktivitet i hele hjernen under søvn. For eksempel ved å se på interaksjonen mellom ulike områder.
– Det er disse interaksjonene som lar hjernen fungere som et omskiftelig nettverk som kan frambringe de utallige mentale tilstander – for eksempel våken og søvn, sier han.
Ba personer sove i hjerneskanner
I den nye studien har Stevner og kollegene hans kombinert EEG-målinger med en teknikk som kalles fMRI. Det er en hjerneskanner som viser hvordan oksygenrikt blod beveger seg rundt i hjernen.
– Nevronene registreres ikke direkte, men blodgjennomstrømningen er et mål for hjerneaktiviteten. Vi antar at aktive nevroner bruker mer oksygenrikt blod, sier Stevner.
– Den store fordelen ved fMRI er at man får et veldig presist bilde av hvor i hjernen aktiviteten endrer seg. Den romlige oppløsningen er bedre enn ved for eksempel EEG, sier Stevner.
57 personer lå i skanneren med propper i ørene og lukket øyne i halvannen time. 18 av dem sovnet. De gikk gjennom de tradisjonelle søvnstadiene, i tillegg til drømmestadiet som kalles REM-søvnen.
Forskerne håpet at forsøkspersonene skulle sove lenger, men det er ikke lett å sovne på kommando om dagen i en bråkete hjerneskanner.
– Det var for kort til å sikre at alle kom gjennom alle søvnstadiene, og mange sovnet ikke i det hele tatt, men det er dyrt å lage slike studier, og vi fikk ganske mye data, sier han.
Hjerneskanner følger hele hjernen live
Tross vanskelige omstendigheter har teknologien også fordeler. Blant annet kan forskerne følge hele hjernens aktivitet på en gang, sekund for sekund.
Og derfor kunne forskerne se hvor dynamisk hjernens aktivitet er under søvnen.
– Aktiviteten i hjernens nettverk skifter raskt og ofte. Intervallene på sekunder, som man tradisjonelt har brukt, er ikke sofistikert nok, sier Stevner.
Det har forskere visst lenge, men tidligere fMRI-studier har likevel brukt de tradisjonelle søvnstadiene, forklarer han.
– Vi har brukt datadrevne analyser av hjerneskanningene og latt veldig presise målinger bestemme inndelingen av hjerneaktivitet, i stedet for å forsøke å få dem til å passe inn i de tradisjonelle stadiene. Når man ser på hvordan mønstrene skifter over tid, viser det seg at søvn kan deles inn i mer gradvise overganger, og at det antagelig finnes mange flere stadier, sier Stevner.
Det gjør søvnsyklusen mer komplisert, og det ser ut til at det er mange flere ruter hjernen kan ta gjennom søvnen, mener Stevner.
– Analysene våre tyder blant annet på et klart skille mellom den våkne hjernen før og rett etter søvn. De fleste vil nok nikke gjenkjennende til det, men det er ikke synlig med EEG-målingene ved tradisjonell søvninndeling.
Ny kunnskap kan kanskje hjelpe søvnløse
Den nye studien er grunnforskning, og det er derfor et forsøk for å få en bedre generell forståelse av hjernens søvnmønstre.
Men Angus Stevner håper at forskningen på sikt kan komme til å hjelpe de som er rammet av søvnløshet.
– I dag kan vi ikke diagnostisere søvnløshet ved hjelp av tradisjonelle søvnmålinger. I mange tilfeller kan man ikke finne forskjeller i søvnmålinger. For mange viser EEG søvn etter tradisjonelle kriterier, men de opplever ikke selv at de sover.
De tradisjonelle søvnstadiene er altså ikke en tilstrekkelig beskrivelse, mener Stevner.
Hjerneskanningene i hans nye studie viser også at hjernen kan bevege seg i mange ulike retninger i løpet av natten, og kanskje kan ytterligere forskning vise om det er noen fellestrekk i hjernemønstrene ved søvnløshet, påpeker han.
– Vi trenger objektive mål for søvn. Søvnproblemer har store konsekvenser for helsen, og søvnløshet rammer en stor del av befolkningen. Det er viktig å hjelpe disse menneskene, men det krever mer presise målinger og en bedre forståelse av søvn. Jeg tror veien framover er å anerkjenne at både hjernen og søvnen er veldig kompleks. Mer detaljer i målinger og analyser er avgjørende, sier han.
– Studien vår viser at mer presisjon kan bidra til å kartlegge søvn som resultat av dynamikk i hjernens store nettverk. Lignende metoder kan kanskje brukes til å identifisere hvilke ledd i nettverket som har problemer ved søvnløshet.