Både mennesker og dyr blir syke og kan dø hvis de blir hindret fra å sove lenge nok. Men hvorfor er søvn så viktig? Diskusjoner om dette har pågått i en generasjon. Og forskerne har ikke klart å finne én påviselig grunn, men har mange teorier. 

Det siste året har bilder av musehjerner vist at søvn hindrer overbelastning og slitasje av hjernen. Og at tenåringshjernen hos mus fungerer tregere uten søvn.

Nødvendig for å lære nytt

For femten år siden lanserte de to psykiaterne Chiara Cirelli and Giulio Tononi en teori om at søvn er prisen vi må betale for at hjernen skal bli i stand til å fortsette å lære nye ting.

Søvn er nødvendig fordi hjernen ikke er statisk, men formbar og i stadig utvikling, mente de.

Forskerne satte i gang en musestudie som pågikk over fire år, for å prøve ut teorien.

Og hjernebilder av mus viser at hypotesen deres holder stikk. Studien ble presentert i Science for et år siden, og på en konferanse nylig fortalte Cirelli mer nytt om forskningen: Søvnmangel fører til mindre myelin i hjernen.

• Les også: Hvor lenge kan et menneske gå uten søvn?

Synapser krymper hver natt

I den første studien tok forskerne bilder av musehjerner som viser hva som skjer inni hjernen hver dag og natt. Synapsene, som er kontaktpunkter mellom hjerneceller, vokste seg sterke og store gjennom dagen.

Så krympet de nesten 20 prosent hos mus som fikk sove.  

Hos mus som ble hindret i å sove, krympet ikke synapsene.

Når synapsene krymper, skaper det plass for mer vekst og læring neste dag, mener forskerne.

Hindrer overbelastning

Forskeren Chiara Cirelli forklarer det slik for forskning.no:

– Å være våken innebærer en form for overbelastning, ved at kontaktpunktene som hjernecellene kommuniserer med hverandre med, blir sterkere. Søvn er nødvendig for å korrigere denne overbelastningen, forklarer Cirelli i en e-post til forskning.no.

Hun er psykiater ved University of Wisconsin School og Meidicine and Public Health, Center for Sleep and Consciousness.

Søvn er viktig for alle former for kognitive funksjoner, som evnen til å lære seg nye ting, lagre det man tidligere har lært og sortere ny informasjon på riktig sted, har tidligere forskning på oppførsel vist.

– Søvn er også viktig for å glemme. Å glemme irrelevante detaljer er svært viktig, understreker Cirelli.

Viktig for hukommelse og oppmerksomhet

Forskerne analyserte to områder av cerebral cortex, som de delte inn i ulike seksjoner. De klarte å rekonstruere 6900 synapser og måle størrelsen. Noen mus hadde fått sove, andre hadde blitt hindret fra å sovne før etterbildene ble tatt. Bildene ble tatt med elektronmikroskop på innsiden av hjernen.

Cerebral cortex er det største området i pattedyrs hjerner, og spiller en nøkkelrolle for hukommelse, oppmerksomhet, oppfattelse, forståelse, tanker, språk og bevissthet.

For sikkerhets skyld visste ikke forskerne om de analyserte hjerneceller av mus som var uthvilt eller av mus som hadde blitt holdt våkne, mens målingene pågikk.

Da forskerne åpnet kodingen for hvilke mus som hadde sovet og ikke, og sammenlignet hjernesynapsene med musenes søvnmengde, så de et mønster.

De musene som hadde fått sove noen timer, fikk redusert størrelsen på synapsene sine med 18 prosent. Forandringene var proporsjonal med størrelsen på synapsene.

Ifølge forskerne skjer det samme i menneskehjernen også.

Studien er en bekreftelse på hypotesen som forskerne har kalt synaptic homeostasis hypothesis (SHY). 

• Les også: Slik virker søvn

Tynnere myelin gjør hjernen tregere

Senere har forskerne fortsatt med å etterforske om søvnmangel fører til andre endringer, ved å bruke samme metode. Det nye de fant, er at søvnmangel hos tenåringsmus fører til at myelinet i hjernen blir tynnere.

– Myelinlaget er viktig for at hjernecellene skal kommunisere raskt og effektivt, forklarer Cirelli.

Det var først da musene var blitt nektet søvn i fem døgn at dette inntraff. 

Denne studien er nylig publisert i journalen Sleep.

Cirelli og teamet hennes er i sving med å gjøre nye studier på veldig unge mus, men det er tidkrevende.

– Det krever at fire til fem forskere jobber full tid i flere år, forteller Cirelli til forskning.no. 

Søvn har flere funksjoner

Chirelli og Tononi er svært dyktige og velkjente søvnforskere, bekrefter søvnforskeren Bjørn Bjorvatn, som er professor ved Universitetet i Bergen. Han mener deres sporet de er inne på i forskningen både er interessant og viktig. 

Men han tror ikke på at dette alene er løsningen på hvorfor vi sover.

– Jeg tror søvn har mange funksjoner, og læring er blant dem, sier Bjorvatn til forskning.no

En annen hypotese som har vært lansert de siste årene handler om at hjernen vaskes for avfallstoffer under søvn. Og andre hypoteser er også lansert.

Uansett vet vi at søvnløshet kan gi økt risiko for hjerteinfarkt, kroniske smerter og mentale problemer som depresjon.

• Les mer i denne saken: Søvnløshet truer fysisk og psykisk helse

– Med tanke på at vi sover ca en tredel av livet vårt, er det vel sannsynlig at søvn er viktig for mange funksjoner, sier  Bjorvatn.

Her kan du høre Spør en forsker-podcasten vår om hva drømmene våre betyr:

Med en Android-telefon kan du søke etter «Spør en forsker» i den podcast-appen du liker best.

Bruker du en iPhone, kan du abonnere i Apple Podcasts ved å trykke på denne lenken.

Referanse:

L. de Vivo, C. Cirelli mf: Ultrastructural evidence for synaptic scaling across the wake/sleep cycle. Sammendrag. Science, 3. februar 2018. 

M. Bellesi, C. Cirelli mf: Myelin Modifications after Chronic Sleep Loss in Adolescent Mice. Sammendrag. Sleep. 10. februar 2018. doi.org/10.1093/sleep/zsy034