Søvn tillader immunceller at udføre vedligeholdelsesarbejde på hjernen
Undersøgelser har vist, at hjernen reagerer under søvn, opdaterer minder og rydder "affald" op. Ny forskning i musemodeller antyder, at specialiserede immunceller holder hjernen i god stand ved at opretholde den under søvn.
Forskning gennemført i de sidste par år har afsløret bevis for, at hjernen får en chance for at opdatere og opdatere på mange måder under søvn.
For eksempel har forskere lært, at hjernen konsoliderer nydannede minder under søvn. De har også opdaget, at søvn giver en glimrende mulighed for at tage det neurale "skrald" ud.
Et team af forskere fra University of Rochester Medical Center i New York og Massachusetts Institute of Technology i Cambridge har opdaget mere om, hvordan hjernevedligeholdelse også sker under søvn.
I deres undersøgelse - hvis fund findes i Natur Neurovidenskab - efterforskerne arbejdede med mus for at finde ud af mere om, hvordan mikroglia, som er de immunceller, der "servicerer" hjernen, udfører deres vedligeholdelsesarbejde under søvn.
"Det er stort set blevet antaget, at den dynamiske bevægelse af mikroglialprocesser ikke er følsom over for dyrets adfærdstilstand," forklarer undersøgelsens hovedforfatter Prof. Ania Majewska.
"Denne forskning viser, at signalerne i vores hjerne, der modulerer søvn og vågen, også fungerer som en switch, der tænder og tænder immunsystemet."
Prof. Ania Majewska
Vågnethed kemikalie forringer reparationsarbejde
Microglia er immunceller, der reagerer på tegn på infektion eller skade i hjernen. Ifølge professor Majewska og kollegers nye undersøgelse er disse celler også aktive under søvn og tager sig af regelmæssig "slitage".
Den nye undersøgelse antyder, at mikroglia kan arbejde mere effektivt under søvn, end når en person er vågen.
Forskerne kiggede på vågen mus versus mus, som forskerne havde bedøvet. De fandt ud af, at mikroglia syntes mindre aktiv og effektiv, når musene var vågen.
Dette gjorde det muligt for forskerne at lukke norepinephrine, en kemisk messenger, der spiller en rolle i ophidselse i centralnervesystemet og hjælper med at regulere søvn-vågne cyklusser. Under søvn er norepinephrinniveauet i hjernen lavt.
Når noradrenaliniveauerne stiger, bliver hjernen imidlertid pludselig opmærksom, og individet vågner op.
I den nuværende undersøgelse observerede forskerne, at noradrenalin virker på neuronerne og den beta2-adrenerge receptor, som er til stede i mikroglia. Når noradrenalin-niveauet bliver forhøjet, falder mikroglia tilsyneladende i en søvntilstand.
Dette betød, at immuncellerne under tilstande af ophidselse og vågenhed ikke kunne reagere korrekt og udføre vedligeholdelse af hjernecelleforbindelser.
”Dette arbejde antyder, at forbedret ombygning af neurale kredsløb og reparation af læsioner under søvn kan formidles delvist af mikroglias evne til dynamisk at interagere med hjernen,” forklarer første forfatter Rianne Stowell, Ph.D.
"Alt i alt viser denne forskning også, at mikroglia er udsøgt følsom over for signaler, der modulerer hjernefunktion, og at mikroglial dynamik og funktioner moduleres af dyrets adfærdstilstand," tilføjer Stowell.
Resultaterne føjer til beviset for, at mekanismer relateret til søvn spiller en vigtig rolle for at sikre, at hjernen får nødvendige reparationer og fortsætter med at fungere korrekt.
Desuden kan det hjælpe med at forklare, hvorfor søvnforstyrrelser har forbindelse til begyndelsen af progressive neurodegenerative tilstande, såsom demens og Parkinsons sygdom.
