Hjernen vår er trolig avhengig av hjernevasking. Nå har forskere gjort nye funn på mus om hva som skjer mens du sover.
Blodårene i hjernen trekker seg sammen og utvider seg i spesielle mønstre når vi sover. Det har trolig mye å si hvordan hjernen renser seg fri for avfallsstoffer.
Funnene våre kan hjelpe oss å finne angrepspunkter for å forebygge Alzheimers sykdom. Funnene kan også ha noe å si for hvordan vi skal gi medisiner som skal påvirke hjernen, sier forsker Rune Enger ved Letten-senteret på Universitetet i Oslo (UiO).
Systemet for hjernevask ble først beskrevet hos mus. Men nyere forskning hos mennesker har vist at mekanismene også er viktige i menneskehjernen. I de studiene har forskerne brukt andre metoder.
Vasker ut avfallsstoffer
For å studere dette nærmere fikk forskerne mus til å sovne av seg selv. Så fulgte de med i et spesielt lasermikroskop på hva som skjer i hjernen.
Det viste seg at blodårene i hjernen, arteriene, trekker seg sammen og utvider seg i spesielle mønstre når vi sover. Disse bevegelsene pumper trolig hjernevæsken rundt når vi sover og vasker ut avfallsstoffer.
Hjernen produserer hele tiden avfallsstoffer. Og blir det for mye av dem, kan det gi Alzheimers sykdom.
De pulserende bevegelsene har forskere også fått i studier av sovende mennesker. Da ved hjelp av MR-teknologi.
– Hos mennesker kan man ikke bruke så presise metoder som vi her gjør hos mus, forklarer Enger.
En slik type hjernevask er mye mer effektivt når du sover enn når du er våken.
Hvorfor det er sånn, vet vi ikke med sikkerhet, forteller Enger.
Sammen med en rekke kollegaer har han nylig presentert studien i det vitenskapelige tidsskriftet Nature Communications.
Ikke bare den dype søvnen som er viktig
Til nå har forskerne trodd at det er den dype søvnen som er viktig for rens av avfallsstoffer i hjernen.
Men da de studerte musene, så de at arteriene i hjernen oppførte seg veldig forskjellig i de ulike søvnfasene. Studien viser at hele søvnsyklusen med dyp søvn, lett søvn og oppvåkninger sannsynligvis er viktig.
Forskerne så at i den dype søvnen kalt NREM-søvn utvidet årene seg og trakk seg sammen hvert femte til tiende sekund. Når musene var i lett søvn med raske øyebevegelser, pulserte derimot ikke blodårene lenger. Denne lette søvnen er det som kalles REM-søvn.
Blodårene utvidet seg kraftig før de brått trakk seg sammen igjen når musa våknet på slutten av en søvn-syklus, i følge Laura Bojarskaite. Hun er også en av forskerne på studien.
Slike sammentrekninger i blodårene fant forskerne også under korte nesten-oppvåkninger vi alle har mens vi sover.
Væskestrømmen blir påvirket
Forskerne så at disse sammentrekningene påvirket kanaler utenfor blodårene. De er viktige for transport av hjernevæske. Kanalene utvidet seg og ble mindre i takt med blodårene.
Dermed tenkte Enger og kollegene at væskestrømmen også ble påvirket.
Forskerne tydde så til datamodellering og simuleringer.
Kort fortalt, fant vi at blodåre-sammentrekningene og de samtidige endringene i kanalene rundt blodårene hadde mye å si for både væskeflyt og transport av stoffer i hjernen.
Det forklarer professor Kent-Andre Mardal. Han ledet arbeidet med datamodellering i studien.
Forskerne sier at den nye studien kan forklare hvorfor væskestrøm i hjernen er annerledes når du sover enn når du er våken. Den beskriver mekanismer som kanskje kan påvirkes for å forebygge demens.
Referanse:
- UiO
- Laura Bojarskaite mfl.: Sleep cycle-dependent vascular dynamics in male mice and the predicted effects on perivascular cerebrospinal fluid flow and solute transport. Nature Communications, 2023. https://doi.org/10.1038/s41467-023-36643-5
