Dele af din hjerne sover, mens du er vågen

Selvom du er vågen og spankulerer rundt, kan enkelte neuroner i hjernen faktisk sove, hvis du ikke har fået søvn  nok. Det viser nye opsigtsvækkende rotteforsøg.

I samarbejde med videnskab.dk

De fleste af os har prøvet at sove lidt for lidt. Lidt søvnunderskud gør typisk, at man føler sig lidt mat, men man kan nu alligevel fint holde sig vågen – tror man.

Et nyt studie, hvis forskningsresultater netop er blevet publiceret i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Nature,  viser nemlig, at små grupper af nerveceller i vores hjerner, de såkaldte neuroner, på skift tager sig en lille lur.

Forskningsprojektet, som blev gennemført af et hold psykiatere ved Medical School of Public Health ved University of  Wisconsin i USA, gik ud på at studere hjerneaktiviteten hos rotter, der igennem en længere periode var blevet  forstyrret i deres søvn, så de led af en smule søvnmangel.

– Søvn er hidtil blevet opfattet som en tilstand, der rammer hele hjernen. Men vores studie viser for første gang  nogensinde, at små grupper af neuroner kan falde i søvn uafhængigt af hinanden i forskellige dele af hjernebarken. Vores studie hjælper med at finde ud af, hvor og hvordan søvnprocesserne starter og kan potentielt afsløre, hvilken  rolle søvnen overhovedet spiller, fortæller Vladyslav Vyazovskiy, der har ledet studiet, til Videnskab.dk.

Tidligere studier har vist, at en dødtræt hjerne kan nuppe en slags mikrosøvn, hvor den sover mellem 3 og 15  sekunder.

Mikrosøvn er et globalt fænomen, hvor hele hjernen sover. Mikrosøvn er koblet til et bredt tab af bevidsthed, der får  personen eller dyret til at lukke ned. Under mikrosøvn er alle – eller de fleste – neuroner sovende.

Men den nye forskning tyder altså på, at enkelte neuroner, som står for kommunikation og informationsbehandling i hjernen, kan tage sig et lille nap længe før mikrosøvnen indtræder, og det har ifølge Vyazovskiy store konsekvenser  for vores evne til at løse opgaver.

– Allerede længe før, du føler trang til at sove, er der tegn i din hjerne på, at du skal geare ned og slappe af og lade  ære med at beskæftige dig med ting, der kræver hjernens fulde opmærksomhed – bilkørsel fx. Selv en smule  søvnunderskud får vitale neuroner til ind i mellem at falde i søvn og nedsætter din evne til at tænke klart, siger han.

Søvnige rotter blev holdt vågne

Forskerne nåede frem til deres konklusion på baggrund af et eksperiment, hvor de implanterede elektroder ind i hjernen på 11 voksne rotter. Ved rotternes sovetid gjorde forskerne alt for at forhindre kræene i at falde i søvn ved  hele tiden at holde dem beskæftiget med forskelligt legetøj og videooptagelser.

Rotterne blev holdt på pinebænken igennem fire timer, under hvilke elektroderne målte den elektriske aktivitet i  neuroner i den del af dyrenes hjerne, der kaldes for den frontale cortex, som findes lige bag panden.

– Mens de fire timer gik, skete der underlige ting i rotternes hjerner. Via elektroderne kunne vi se, at små områder af neuroner i hjernen ind i mellem stod stille. De opførte sig, som om de sov, selv om rotten var bevidst og aktiv,  fortæller Vyazovskiy.

Flere forsøg gav samme effekt

Søvnperioderne fandt kun sted i nogle få celler. Ud af de i alt 20 neuroner, som forskerne overvågede i deres  eksperiment, var 18 vågne, mens to så ud til at sove, og korte perioder af fuld aktivitet blev efterfulgt af perioder,  hvor neuronerne faldt til ro.

De perioder, hvor der var sovende neuroner, blev hyppigere jo længere rotterne holdt sig vågen. Antallet af perioder  steg med 57 procent fra den første til den fjerde time.

Det samme mønster tegnede sig i et andet forsøg med ni rotter, hvor forskerne denne gang indsatte elektroder i  parietallappen, som er området på toppen af hovedet. Forskerne så præcis det samme mønster med stadigt mere  søvnige neuroner.

Forskerne ville gerne vide, om de søvnige neuroner ændrede dyrenes adfærd, og for at teste det, trænede forskerne en lille flok rotter i at få kløerne i en lille fastklemt sukkerknald.

Kluntede rotter tabte maden

Eksperimentet viste, at sovende neuroner hæmmede rotternes evne til at få fat i sukkeret. Manglen på søvn gjorde dem ganske enkelt mere kluntede, så de missede eller tabte sukkeret og måtte starte forfra.

Hvis neuroner faldt i søvn 300 til 800 millisekunder, før rotten skulle stikke sin ene pote frem, var rotterne 37,5  procent mere tilbøjelige til at tabe eller gå glip af en sukkerknald, når de greb ud efter den. Og jo længere tid, dyret  blev holdt vågen, des dårligere var de til at løse opgaven, som om de havde glemt, hvad det var, de skulle gøre.

Foreløbigt har forskerne kun gennemført den slags studier med rotter, men Vyazovskiy og hans kolleger er ikke et  sekund i tvivl om, at den slags offperioder også finder sted hos mennesker.

– Rotter er en god dyremodel til at studere søvn hos mennesker. Faktisk vil samtlige dyr, der hidtil er blevet studeret, vise nogle fællestræk omkring søvn, det gælder selv bananfluer. Rottehjerners anatomi og fysiologi ligner  vores, og det kan lade sig gøre at overføre mange af de generelle observationer, som man har gjort på rotter, til  mennesker, siger han.

Info: Halvsovende dyr

For luftåndende, vandlevende dyr, f.eks. pattedyr som sæler, søkøer og hvaler, udgør søvn et særligt  vejrtrækningsproblem. Hvaler og muligvis også sæler synes at løse problemet ved at veksle mellem vågen og  sovende tilstand på skift mellem de to hjernehalvdele. Fugle har samme søvnmønster og er således i stand til at  holde øje med eventuelle rovdyr; de sover så at sige med ét øje åbent, nemlig dét modsat den vågne hjernehalvdel.