Et enkelt kontrolcenter for søvn og vågen tilstand i hjernen

12. juni 2018

af University of Bern

Kredit: Human Brain Project

Indtil nu troede man, at der var behov for flere hjerneområder for at kontrollere søvn og vågenhed. Neurovidenskabsfolk fra Bern har nu identificeret ét enkelt kontrolcenter for søvn-væk-cyklusen i hjernen. Resultaterne er af stor betydning for at finde nye søvnbehandlinger.

Hver nat sover vi i flere timer, og hver morgen vågner vi for at gå videre med vores liv. Hvordan hjernekredsløb styrer denne søvn-væk-cyklus er stadig et mysterium. Vores søvn er opdelt i to faser, NREM-søvn (non-rapid eye movement) og REM-søvn (eller paradoksal søvn), hvorunder størstedelen af vores drømme foregår. Vigtige hjernekredsløb er blevet identificeret ved hjælp af både eksperimentelle og kliniske beviser, men de præcise underliggende mekanismer, såsom indtræden, vedligeholdelse og afslutning af søvn og drømme, er ikke velforstået.

Når vi falder i søvn, afslører elektroencefalogrammet (EEG), at vores hjerne genererer rytmiske svingninger kaldet “langsomme bølger”. Disse bølger er vigtige for at holde os i søvn og for at komme til hægterne igen efter en hel dag med mental og fysisk aktivitet. Almindelige hypoteser går ud på, at disse langsomme bølger produceres i hjernebarken, som er den øverste del af hjernen lige under kranieoverfladen. I modsætning hertil troede man, at vågenhed skyldes aktiviteten i “vågne centre”, der er placeret i den nederste del af hjernen, herunder hjernestammen, som direkte aktiverer neocortex, som er den del af pattedyrhjernen, der er involveret i højere hjernefunktioner som f.eks. sanseopfattelse, kognition og generering af motoriske kommandoer.

I en vigtig ny undersøgelse har neurovidenskabsfolk fra Department of BioMedical Research (DBMR) ved universitetet i Bern og neurologisk afdeling på Inselspital, Berns universitetshospital, fundet ud af, at neuroner i thalamus, et centralt knudepunkt i hjernen, styrer både søvn og vågenhed. Thalamus er forbundet til næsten alle andre hjerneområder og understøtter vigtige hjernefunktioner, herunder opmærksomhed, sanseopfattelse, kognition og bevidsthed.

Som at tænde og slukke for søvnen

Forskerne under ledelse af professor Dr. Antoine Adamantidis opdagede, at en lille population af disse thalamus-neuroner har en dobbelt kontrol over søvn og vågenhed ved at generere langsomme søvnbølger, men også ved at vågne op fra søvnen, afhængigt af deres elektriske aktivitet. Forskergruppen anvendte en teknik kaldet optogenetik, hvormed de brugte lysimpulser til præcist at kontrollere aktiviteten af thalamiske neuroner hos mus. Når de aktiverede thalamiske neuroner med regelmæssige langvarige stimuli, vågnede dyrene op, men hvis de aktiverede dem på en langsom rytmisk måde, fik musene en dybere og mere hvilende søvn.

Det er første gang, at et område af hjernen har vist sig at have både søvn- og vågenhedsfremmende funktioner. “Interessant nok var vi også i stand til at vise, at undertrykkelse af thalamisk neuronal aktivitet forringede genoprettelsen efter søvntab, hvilket tyder på, at disse neuroner er afgørende for en hvilende søvn efter længere tids vågenhed”, siger Dr. Thomas Gent, hovedforfatter på undersøgelsen. Dette viser, at thalamus er en vigtig aktør i både søvn og vågen tilstand. Undersøgelsen er nu blevet offentliggjort i tidsskriftet Nature Neuroscience.

Gennembrud for søvnmedicin

Fundene i denne undersøgelse er særligt vigtige i en moderne verden, hvor den aktive befolkning sover omkring 20 procent mindre end for 50 år siden og lider af kroniske søvnforstyrrelser. Folk arbejder ofte på uregelmæssige arbejdstider og indhenter sjældent den tabte søvn. Dårlig søvn er i stigende grad forbundet med et væld af psykiatriske sygdomme og svækker immunforsvaret. “Vi mener, at afdækning af de thalamiske neuroners kontrolmekanismer under søvn og vågen tilstand vil være nøglen til at finde nye søvnterapier i et samfund, der i stigende grad lider under søvnmangel”, siger professor Antoine Adamantidis.

Yderligere oplysninger: Thomas C. Gent et al. Thalamisk dobbeltkontrol af søvn og vågenhed, Nature Neuroscience (2018). DOI: 10.1038/s41593-018-0164-7

Journalinformation: Nature Neuroscience

Leveret af University of Bern

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.