– 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 førsteamanuensis Rune Enger ved Lettensenteret.
Blodkarene i hjernen trekker seg sammen og utvider seg i spesielle mønstre når vi sover
Forskerne fikk 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 fra hjernen.
Hjernen produserer hele tiden avfallsstoffer, og blir det for mye av dem, kan det gi Alzheimer’s sykdom.
– Slik «hjernevask» er mye mer effektivt når du sover enn når du er våken. Hvorfor det er sånn, vet man ikke med sikkerhet, forteller Enger ved Institutt for medisinske basalfag.
Han er sisteforfatter på den nye artikkelen i Nature Communications.
Ikke bare den dype søvnen som er viktig for rens av avfallsstoffer i hjernen
Da forskerne studerte musene, så de at arteriene i hjernen oppførte seg veldig forskjellig i de ulike søvnfasene. Til nå har forskerne trodd at det er den dype søvnen som er viktig for rens av avfallsstoffer i hjernen.
Denne studien viser derimot at hele søvnsyklusen med dyp søvn, lett søvn og oppvåkninger, sannsynligvis er viktig.
– I dyp søvn, NREM-søvn, utvidet årene seg og trakk seg sammen hvert femte til tiende sekund. Når musene var i lett søvn med raske øyebevegelser, REM-søvn, pulserte derimot ikke blodårene lenger. De utvidet seg kraftig, før de brått trakk seg sammen igjen når musa våknet på slutten av en søvn-syklus, sier Laura Bojarskaite, en av førsteforfatterne av studien.
Slike sammentrekninger i blodårene fant forskerne også under korte nesten-oppvåkninger vi har mens vi sover.
Væskestrømmen blir påvirket
Forskerne så at disse sammentrekningene påvirket kanaler utenfor blodårene som er viktige for transport av hjernevæske. Disse 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, 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, og beskriver mekanismer som kanskje kan påvirkes for å forebygge demens.
Forskergruppen
Forskere ved GliaLab ved Lettensenteret på Institutt for medisinske basalfag, Medisinsk fakultet, Universitetet i Oslo ledet studien i samarbeid med forskere ved Matematisk institutt, UiO, Simula og Norsk regnesentral. Laura Bojarskaite, Alexandra Vallet og Daniel Marelius Bjørnstad er studiens førsteforfattere.