Sömn gör att immunceller kan utföra underhållsarbete på hjärnan
Studier har visat att hjärnan reaktualiserar under sömnen, uppdaterar minnen och rensar ”slöseri”. Ny forskning inom musmodeller tyder på att specialiserade immunceller håller hjärnan i gott skick genom att bibehålla den under sömnen.
Forskning som genomförts under de senaste åren har avslöjat bevis för att hjärnan får en chans att uppdatera och uppdatera på många sätt under sömnen.
Till exempel har forskare lärt sig att hjärnan konsoliderar nybildade minnen under sömnen. De har också upptäckt att sömn ger ett utmärkt tillfälle att ta ut det neurala "papperskorgen".
Ett team av forskare från University of Rochester Medical Center i New York och Massachusetts Institute of Technology i Cambridge har upptäckt mer om hur hjärnans underhåll också sker under sömnen.
I sin studie - vars resultat finns i Natur neurovetenskap - utredarna arbetade med möss för att ta reda på mer om hur mikroglia, som är immuncellerna som ”servar” hjärnan, utför sitt underhållsarbete under sömnen.
"Det har i stor utsträckning antagits att den dynamiska rörelsen av mikroglialprocesser inte är känslig för djurets beteendestatus", förklarar studiens ledande författare professor Ania Majewska.
"Denna forskning visar att signalerna i vår hjärna som modulerar sömn och vaken tillstånd också fungerar som en omkopplare som slår på och på immunsystemet."
Prof. Ania Majewska
Vakenhet kemikalie försämrar reparationsarbete
Mikroglia är immuncellerna som svarar på tecken på infektion eller skada i hjärnan. Enligt prof. Majewska och kollegors nya studie är dessa celler också aktiva under sömnen och behandlar regelbundet "slitage".
Den nya studien antyder att mikroglia kan fungera mer effektivt under sömnen än när en individ är vaken.
Forskarna tittade på vakna möss kontra möss som forskarna bedövade. De fann att mikroglia verkade mindre aktiva och effektiva när mössen var vaken.
Detta gjorde det möjligt för forskarna att stänga in norepinefrin, en kemisk budbärare som spelar en roll i upphetsning i centrala nervsystemet och hjälper till att reglera sömnväckningscykler. Under sömnen är noradrenalinnivåerna i hjärnan låga.
När noradrenalinnivåerna ökar blir hjärnan plötsligt alert och individen vaknar.
I den aktuella studien observerade forskarna att noradrenalin verkar på nervcellerna och beta2-adrenergreceptorn, som finns i mikroglia. När noradrenalinnivåerna blir förhöjda faller mikroglia uppenbarligen i ett tillstånd av sömn.
Detta innebar att immuncellerna under tillstånd av upphetsning och vakenhet inte kunde svara på lämpligt sätt och utföra underhåll av hjärncellförbindelser.
"Detta arbete antyder att den förbättrade ombyggnaden av nervkretsar och reparation av lesioner under sömnen delvis kan förmedlas av mikroglias förmåga att dynamiskt interagera med hjärnan", förklarar första författare Rianne Stowell, Ph.D.
"Sammantaget visar denna forskning också att mikroglia är mycket känsliga för signaler som modulerar hjärnans funktion och att mikroglial dynamik och funktioner moduleras av djurets beteendestatus", tillägger Stowell.
Resultaten lägger till bevisen för att mekanismer relaterade till sömn spelar en viktig roll för att säkerställa att hjärnan får nödvändiga reparationer och fortsätter att fungera korrekt.
Dessutom kan det hjälpa till att förklara varför sömnstörningar har kopplingar till uppkomsten av progressiva neurodegenerativa tillstånd, såsom demens och Parkinsons sjukdom.
