Det er i REM-søvnen vi drømmer, men veien til drømmeland kan være kronglete, viser ny forskning. (Foto: GlebSStock / Shutterstock / NTB scanpix)
Det er i REM-søvnen vi drømmer, men veien til drømmeland kan være kronglete, viser ny forskning. (Foto: GlebSStock / Shutterstock / NTB scanpix)

Forsker mener det finnes langt flere enn fem søvnstadier

Hjernen kan ta mange ulike veier inn i drømmeland, viser ny studie.

Publisert

Har du sovet godt?

For mange mennesker er det et stort problem at de ikke kan sovne om kvelden, mens andre bare legger hodet på puten og sovner med det samme.

Uansett spiller søvn en stor rolle i livet, men forskerne vet fortsatt ikke så mye om hva som skjer i hjernen når vi er i drømmeland.

De har tradisjonelt delt inn søvnen i 4–5 stadier.

Men det blir for enkelt, forteller Angus Stevner, som står bak en ny søvnstudie:

– Vi viser at hjernen gjennomgår en veldig dynamisk prosess i løpet av søvnen. Søvnstadier er ikke bare brytere som skrus av og på. Ulike hjerneområder skifter fram og tilbake mellom søvnstadier gradvis. Det er ikke nok å si at hjernen befinner seg i ett av de fem tradisjonelle stadiene. Ofte er det snakk om en blanding, sier Stevner.

Han er postdoc ved Institut for Klinisk Medicin ved Aarhus Universitet og hovedforfatter for den nye studien i Nature Communications. Forskerne la 57 mennesker i en hjerneskanner for å undersøke hva som skjer i hjernen når vi sovner.

Forsker: Vi trenger nye metoder

De tradisjonelle søvnstadiene er hovedsakelig basert på elektriske signaler som hjernen avgir i løpet av en søvnsyklus. Lett søvn sender for eksempel ut en annen frekvens enn dyp søvn.

De elektriske signalene måles av elektroder som blir satt på forsøkspersonens hodebunn. Hvert 30. sekund noteres frekvensen.

Metoden, som kalles elektroencefalografi, EEG, ble første gang brukt av den tyske legen Hans Berger i 1929, og det revolusjonerte kunnskapen om søvn.

Men ifølge Angus Stevner er hele hjernen aktiv mens vi sover, og derfor kan ikke metoden fange nyansene i hjernens nettverk.

– Det plasseres mellom én og fem EEG-elektroder på hodebunnen, og ut fra målingene regner man seg fram til et søvnstadium, men når vi ser på hele hjernen i en skanner, kan vi se at det ikke er så enkelt. Den tradisjonelle målingen fanger ikke opp hvordan ulike hjerneområder snakker sammen, sier han.

Stevner og kollegene hans kan fange opp aktivitet i hele hjernen under søvn. For eksempel ved å se på interaksjonen mellom ulike områder.

– Det er disse interaksjonene som lar hjernen fungere som et omskiftelig nettverk som kan frambringe de utallige mentale tilstander – for eksempel våken og søvn, sier han.

De tradisjonelle søvnstadiene

En klassisk søvnsyklus beveger seg gjennom fem stadier.

  1. Våken – Hjerneaktivitet består av stort sett rask aktivitet, som er høyere enn 12 Hz (svingninger per sekund) som endres til mellom 8–12 Hz når vi lukker øynene.
  2. Døsing – Fortsatt våken, men med langsommere aktivitet: 4–7 Hz.
  3. Lett søvn – lavfrekvente bølger og fenomenet søvnspindler oppstår.
  4. Dyp søvn – Hjerneaktivitet preget av lavfrekvent aktivitet ved 1–2 Hz.
  5. REM-søvn – Hjerneaktiviteten ligner en blanding mellom våken og døs med samtidig forekomst av raske øyebevegelser. Det er her vi drømmer.

Ba personer sove i hjerneskanner

I den nye studien har Stevner og kollegene hans kombinert EEG-målinger med en teknikk som kalles fMRI. Det er en hjerneskanner som viser hvordan oksygenrikt blod beveger seg rundt i hjernen.

– Nevronene registreres ikke direkte, men blodgjennomstrømningen er et mål for hjerneaktiviteten. Vi antar at aktive nevroner bruker mer oksygenrikt blod, sier Stevner.

– Den store fordelen ved fMRI er at man får et veldig presist bilde av hvor i hjernen aktiviteten endrer seg. Den romlige oppløsningen er bedre enn ved for eksempel EEG, sier Stevner.

57 personer lå i skanneren med propper i ørene og lukket øyne i halvannen time. 18 av dem sovnet. De gikk gjennom de tradisjonelle søvnstadiene, i tillegg til drømmestadiet som kalles REM-søvnen.

Forskerne håpet at forsøkspersonene skulle sove lenger, men det er ikke lett å sovne på kommando om dagen i en bråkete hjerneskanner.

– Det var for kort til å sikre at alle kom gjennom alle søvnstadiene, og mange sovnet ikke i det hele tatt, men det er dyrt å lage slike studier, og vi fikk ganske mye data, sier han.

Forsøkspersonene ble lagt i en fMRI-skanner som følger blodgjennomstrømningen i hjernen. (Foto: Levent Konuk / Shutterstock / NTB scanpix)
Forsøkspersonene ble lagt i en fMRI-skanner som følger blodgjennomstrømningen i hjernen. (Foto: Levent Konuk / Shutterstock / NTB scanpix)

Hjerneskanner følger hele hjernen live

Tross vanskelige omstendigheter har teknologien også fordeler. Blant annet kan forskerne følge hele hjernens aktivitet på en gang, sekund for sekund.

Og derfor kunne forskerne se hvor dynamisk hjernens aktivitet er under søvnen.

– Aktiviteten i hjernens nettverk skifter raskt og ofte. Intervallene på sekunder, som man tradisjonelt har brukt, er ikke sofistikert nok, sier Stevner.

Det har forskere visst lenge, men tidligere fMRI-studier har likevel brukt de tradisjonelle søvnstadiene, forklarer han.

– Vi har brukt datadrevne analyser av hjerneskanningene og latt veldig presise målinger bestemme inndelingen av hjerneaktivitet, i stedet for å forsøke å få dem til å passe inn i de tradisjonelle stadiene. Når man ser på hvordan mønstrene skifter over tid, viser det seg at søvn kan deles inn i mer gradvise overganger, og at det antagelig finnes mange flere stadier, sier Stevner.

Det gjør søvnsyklusen mer komplisert, og det ser ut til at det er mange flere ruter hjernen kan ta gjennom søvnen, mener Stevner.

– Analysene våre tyder blant annet på et klart skille mellom den våkne hjernen før og rett etter søvn. De fleste vil nok nikke gjenkjennende til det, men det er ikke synlig med EEG-målingene ved tradisjonell søvninndeling.

Professor: Vi har visst at søvnen er mer avansert

Poul Jennum, som er søvnforsker ved Rigshospitalet i Danmark, forteller at det finnes annen forskning som viser at de tradisjonelle søvnstadiene ikke er dekkende.

Likevel brukes de, av praktiske årsaker.

– Søvnstadiene er båser. Men søvnforskere har lenge visst at søvn er mye mer dynamisk, sier han og henviser til studier han publiserte i 2014 og 2019, som deler inn søvnstadiene i kortere intervaller.

Intervallene på 30 sekunder ble valgt fordi målingene tidligere ble skrevet ut på papir.

– Det kan bli til veldig tykke bunker hvis man skal bruke kortere intervaller, sier han.

Jennum mener den nye studien er god.

– Det er mange fine poenger i den nye studien. De viser at hjernen flytter seg mellom døsing og lett søvn på ulike måter ved hjelp av både hjerneskanner og EEG, sier han.

Ny kunnskap kan kanskje hjelpe søvnløse

Den nye studien er grunnforskning, og det er derfor et forsøk for å få en bedre generell forståelse av hjernens søvnmønstre.

Men Angus Stevner håper at forskningen på sikt kan komme til å hjelpe de som er rammet av søvnløshet.

– I dag kan vi ikke diagnostisere søvnløshet ved hjelp av tradisjonelle søvnmålinger. I mange tilfeller kan man ikke finne forskjeller i søvnmålinger. For mange viser EEG søvn etter tradisjonelle kriterier, men de opplever ikke selv at de sover.

De tradisjonelle søvnstadiene er altså ikke en tilstrekkelig beskrivelse, mener Stevner.

Hjerneskanningene i hans nye studie viser også at hjernen kan bevege seg i mange ulike retninger i løpet av natten, og kanskje kan ytterligere forskning vise om det er noen fellestrekk i hjernemønstrene ved søvnløshet, påpeker han.

– Vi trenger objektive mål for søvn. Søvnproblemer har store konsekvenser for helsen, og søvnløshet rammer en stor del av befolkningen. Det er viktig å hjelpe disse menneskene, men det krever mer presise målinger og en bedre forståelse av søvn. Jeg tror veien framover er å anerkjenne at både hjernen og søvnen er veldig kompleks. Mer detaljer i målinger og analyser er avgjørende, sier han.

– Studien vår viser at mer presisjon kan bidra til å kartlegge søvn som resultat av dynamikk i hjernens store nettverk. Lignende metoder kan kanskje brukes til å identifisere hvilke ledd i nettverket som har problemer ved søvnløshet.

Referanse:

A.B.A. Stevner mfl: «Discovery of key whole-brain transitions and dynamics during human wakefulness and Non-REM sleep», Nature Communications, 2019. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-08934-3

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.