Søvn gjør at immunceller kan utføre vedlikeholdsarbeid på hjernen
Studier har vist at hjernen reagerer under søvn, oppdaterer minner og rydder opp "avfall". Ny forskning på musemodeller antyder at spesialiserte immunceller holder hjernen i god stand ved å opprettholde den under søvn.
Forskning utført de siste årene har avdekket bevis for at hjernen får sjansen til å oppdatere seg og oppdatere på mange måter under søvn.
For eksempel har forskere lært at hjernen konsoliderer nydannede minner under søvn. De har også oppdaget at søvn gir en utmerket mulighet til å ta ut det nevrale "søpla".
Et team av forskere fra University of Rochester Medical Center i New York og Massachusetts Institute of Technology i Cambridge har oppdaget mer om hvordan hjernevedlikehold også skjer under søvn.
I studien deres - hvis funn inneholder i Natur nevrovitenskap - etterforskerne jobbet med mus for å finne ut mer om hvordan mikroglia, som er immuncellene som "betjener" hjernen, utfører vedlikeholdsarbeidet under søvn.
"Det er i stor grad antatt at den dynamiske bevegelsen av mikroglialprosesser ikke er følsom for dyrets atferdstilstand," forklarer studiens hovedforfatter Prof. Ania Majewska.
"Denne undersøkelsen viser at signalene i hjernen vår som modulerer søvn og våken tilstand også fungerer som en bryter som slår immunforsvaret av og på."
Prof. Ania Majewska
Våkenhet kjemisk svekker reparasjonsarbeidet
Microglia er immuncellene som reagerer på tegn på infeksjon eller skade i hjernen. I følge prof. Majewska og kollegers nye studie er disse cellene også aktive under søvn og tar seg av vanlig "slitasje".
Den nye studien antyder at mikroglia kan fungere mer effektivt under søvn enn når en person er våken.
Forskerne så på våkne mus kontra mus som forskerne hadde bedøvd. De fant at mikroglia virket mindre aktiv og effektiv når musene var våkne.
Dette tillot forskerne å lukke seg inn i noradrenalin, en kjemisk messenger som spiller en rolle i opphisselse i sentralnervesystemet og hjelper til med å regulere søvn-våknesykluser. Under søvn er nivået av noradrenalin i hjernen lavt.
Når noradrenalinnivået øker, blir hjernen imidlertid plutselig våken, og individet våkner.
I den nåværende studien observerte forskerne at noradrenalin virker på nevronene og beta2-adrenerge reseptoren, som er tilstede i mikroglia. Når noradrenalinnivået blir forhøyet, faller mikroglia tilsynelatende i en søvntilstand.
Dette betydde at immuncellene under tilstander av opphisselse og våkenhet ikke kunne reagere riktig og utføre vedlikehold på hjernecelleforbindelser.
"Dette arbeidet antyder at forbedret ombygging av nevrale kretser og reparasjon av lesjoner under søvn kan formidles delvis av mikroglias evne til dynamisk samspill med hjernen," forklarer første forfatter Rianne Stowell, Ph.D.
"Til sammen viser denne undersøkelsen også at mikroglia er utsatt for følsomhet for signaler som modulerer hjernens funksjon, og at mikroglial dynamikk og funksjoner er modulert av dyrets atferdstilstand," legger Stowell til.
Funnene legger til bevisene for at mekanismer knyttet til søvn spiller en viktig rolle for å sikre at hjernen får nødvendige reparasjoner og fortsetter å fungere riktig.
Videre kan det bidra til å forklare hvorfor søvnforstyrrelser har koblinger til utbruddet av progressive nevrodegenerative tilstander, som demens og Parkinsons sykdom.
