Kilde: Politiken / Mads Nissen

Viden og tech

Dansk professor finder hjernens søvnkontakt

Det er hjernens saltbalance, der styrer, om vi er vågne eller ej, viser ny forskning.

Viden og tech

Der ligger en lille mus med sort pels i den menneskestore hjerneskanner. Den er faldet i en dyb bevidstløs søvn. Hjerneprofessor Maiken Nedergaard fra Københavns Universitet kigger på en skærm og studerer en film af musens hjerne fra den var vågen til, den faldt i dyb søvn. På det tidspunkt, hvor musen falder i søvn skyller der noget, der kunne ligne en tsunami ind gennem hjernen.

»Når mus og mennesker falder i søvn skrumper hjernecellerne og gør plads til, at en rensevæske kan skylle hjernen ren for de affaldsstoffer, der har hobet sig op i hjernen efter en lang og aktiv dag. Hvis der ikke blev tændt for opvaskemaskinen hver nat, ville vi ganske enkelt dø, og det er derfor nattesøvnen er så vigtig. Den mekanisme opdagede vi for knap tre år siden, og nu har vi fundet ud af, hvad der rent praktisk slukker og tænder for hjernen, når vi falder i søvn og vågner igen«, siger Maiken Nedergaard.

LÆS MERE

Den opdagelse bliver offentliggjort i dag i en af verdens førende tidsskrifter Science, og man kan populært sige, at hjerneprofessoren og hendes kolleger har fundet hjernens søvnkontakt. Gennembruddet kom, fordi forskerne var nysgerrige på at forstå, hvad det er, der får vores hjerne til at skrumpe, når vi sover, så rensevæsken kan komme til. Maiken Nedergaard blev inspireret af læge og fysiolog Jens Christians Schous arbejde med natrium-kalium-pumpen, som udløste en nobelpris i kemi tilbage i 1997.

»Fra Jens Christian Schous karakterisering af natrium-kalium-pumpen ved man, at cellers volumen og den omgivende væske afhænger af koncentrationen af salte som natrium og kalium. Så hvis koncentrationen af kalium er lav i den omgivende væske, så skrumper cellerne. Omvendt hvis kalium-koncentrationen er høj, så svulmer cellerne op. Vi tænkte så, om det virkelig kunne være så enkelt, at det er koncentrationen af kalium i hjernen, der styrer hjernecellernes størrelse og dermed om, vi sover dybt eller er vågne. Det viste sig at være tilfældet, og nu har vi løst et nyt søvnmysterium«, siger Maiken Nedergaard.

Målt på hjernen hos sovende mus

Hjerneforskerne er kommet frem til resultaterne ved at studere sovende og vågne mus. Det har krævet lang træning at få musene til at sidde stille ved mikroskopet, og det gik ikke, hvis musetræneren var en mand.

»Mus har det bedre med kvinder end med mænd. Mange mus bliver skræmt af mandeduft, så musene blev trænet af en kvindelig forsker«, siger Maiken Nedergaard.

Efter en uges træning og med sukkervand som lokkemad lykkedes det at få musene til at sidde stille i de mørke, varme omgivelser, og musene begyndte også at falde i søvn i den trygge ramme. Inden forsøgene havde forskerne boret et lille hul i musens kranium og stukket nogle tynde elektroder ned i hjernen for at kunne måle på hjernens saltbalance. Samtidig kunne de ved at måle på musens hjernebølger med eeg vurdere, om musen var vågen eller i dyb søvn.

LÆS MERE

»Med denne procedure kunne vi konstatere, at kaliumkoncentrationen i rummet mellem nervecellerne var lav, når musene var i dyb søvn. Omvendt, så var kaliumkoncentrationen høj, når gnaverne var vågne og sad musestille under mikroskopet. Så vi kunne konstatere, at der var en sammenhæng mellem koncentrationen af kalium i hjernen, og om musen var vågen eller ej. Men vi manglede det endelige bevis på, at det virkelig er lav kalium, der slukker for hjernen under dyb søvn«, siger Maiken Nedergaard.

Videnskabens svar på Ole Lukøje

For at få svaret på det, sprøjtede forskerne saltholdige væsker ind i musens hjerne via et hulrum, som findes lige under lillehjernen. Hvis forskerne på en sovende mus sprøjtede en væske ind, som havde den kalium-koncentration, der findes hos vågne mus, så vågnede den op. Når de holdt op med at sprøjte væske ind i musens hjerne, faldt den i søvn igen. De gentog forsøget men denne gang på vågne mus: Hvis de sprøjtede en væske med en lav kaliumkoncentration ind i hjernen, faldt musen i søvn.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Annonce

Maiken Nedergaard og hendes kolleger er altså videnskabens svar på Ole Lukøje. De putter dog hverken sand eller sød mælk i øjnene på mus for at få dem til at falde i søvn men ændrer derimod lidt på saltkoncentrationen i hjernen.

»Vi kan overtage kontrollen af hjernen og fjernstyre musens søvn- og vågencyklus. Det er sådan lidt science fiction-agtigt«, siger Maiken Nedergaard.

Søvnprofessor Poul Jennum fra Glostrup Hospital, der ikke har deltaget i det aktuelle studie, er imponeret over sine kollegers bedrifter.

»De er inde og røre ved den dybeste strømafbryder i vores hjerner - livets substans. Altså helt inde i maskinrummet, hvor de rører ved den tænd- og sluk knap, der tænder for vores hjerner, når vi er vågne og slukker for den under dyb søvn, hvor den skal vaskes. De har taget et væsentligt skridt til at løse søvnens gåde«, siger Poul Jennum.

Vil forkorte nattesøvnen med 3-4 timer

Den nye viden vækker håb om, at man på sigt kan manipulere med vores søvn og måske gøre den mere effektiv. Ved for eksempel at lave mere målrettet sovemedicin.

»Den amerikanske hær støtter min forskning. For de har store problemer på missioner, hvor deres soldater og piloter holder sig vågne i op til 36 timer, og det går ud over deres dømmekraft. Måske kan vores viden om hjernens saltbalance blive en vej til at sikre en mere effektiv søvn, hvor man ikke behøver at sove 7-8 timer for at være udhvilet men blot 4-5 timer. Vi vil nu undersøge, om vi kan få vores forsøgsdyr til at sove bedre, hvis vi ændrer lidt på deres saltbalance«, siger Maiken Nedergaard.

LÆS MERE

Artiklen fortsætter efter annoncen

Annonce

Poul Jennum synes, at det er en spændende og dragende tanke, men han er også lidt skeptisk over for den idé:

»Det kan godt være at man kan speede hjernens vaskeprogram op ved at ændre på saltkoncentrationen under søvn. Men der foregår også andre centrale processer under søvnen, som det nok vil være svært at øge hastigheden på. Her tænker jeg på selve genopbygningen af hjernen under søvn. Der er jo stadig et hus, der skal bygges, hvis man forstår mig ret«.

Kaliums evne til at manipulere med hjernen vil ikke kun kunne få betydning for vores søvn- og vågentilstand, mener forskerne. Det kan også gøre os klogere på vores bevidsthed, hukommelsesprocesser, depression, skizofreni, ADHD, Alzheimers og Parkinsons sygdom.

Redaktionen anbefaler:

Læs mere:

Annonce

Mest læste

  • Annonce

Annonce

For abonnenter

Annonce

Forsiden

Annonce