ett UCLA-ledt team av forskare rapporterar om varför sömn är avgörande för vår hälsa och hur hjärnan läker under sömnen.
i mycket tidigt liv hjälper sömn att bygga hjärnans infrastruktur, men det tar sedan en helt ny decluttering Roll.
långvarig sömnbrist kan leda till allvarliga hälsoproblem hos människor och andra djur. Men varför är sömn så viktig för vår hälsa? Ett UCLA-ledt team av forskare har svarat på denna fråga och visat för första gången att en dramatisk förändring i syftet med sömn inträffar vid en ålder av cirka 2 och en halv.
före den åldern växer hjärnan mycket snabbt. Under REM-sömn, när livliga drömmar uppstår, är den unga hjärnan upptagen med att bygga och stärka synapser — strukturerna som förbinder neuroner med varandra och låter dem kommunicera.
”vakna inte barn under REM-sömn-viktigt arbete görs i hjärnan när de sover”, säger senior studieförfattare Gina Poe, en UCLA-professor i integrativ biologi och fysiologi som har genomfört sömnforskning i mer än 30 år.
efter 2 och ett halvt år växlar sleep primära syfte från hjärnbyggnad till hjärnunderhåll och reparation, en roll som den upprätthåller för resten av våra liv, rapporterar forskarna den 18 September 2020 i tidskriften Science Advances. Denna övergång, säger forskarna, motsvarar förändringar i hjärnans utveckling.
alla djur upplever naturligtvis en viss mängd neurologiska skador under vakna timmar, och det resulterande skräpet, inklusive skadade gener och proteiner i neuroner, kan byggas upp och orsaka hjärnsjukdom. Sömn hjälper till att reparera denna skada och rensa skräp — i huvudsak decluttering hjärnan och ta ut papperskorgen som kan leda till allvarlig sjukdom.
nästan allt detta hjärnreparation sker under sömnen, enligt seniorförfattare Van Savage, en UCLA-professor i ekologi och evolutionär biologi och beräkningsmedicin och hans kollegor.
”Jag blev chockad över hur stor förändring det här är över en kort tidsperiod, och att denna omkopplare inträffar när vi är så unga”, sa Savage. ”Det är en övergång som är analog med när vatten fryser till is.”
forskargruppen, som inkluderade forskare med expertis inom neurovetenskap, biologi, matematik och statistik, genomförde den mest omfattande statistiska analysen av sömn hittills med hjälp av data från mer än 60 sömnstudier som involverade människor och andra däggdjur. De undersökte data om sömn under hela utvecklingen-inklusive total sömntid, REM — sömntid, hjärnstorlek och kroppsstorlek-och byggde och testade en matematisk modell för att förklara hur sömn förändras med hjärna och kroppsstorlek.uppgifterna var anmärkningsvärt konsekventa: alla arter upplevde en dramatisk nedgång i REM-sömn när de nådde den mänskliga utvecklingsekvivalenten på cirka 2 och ett halvt år. Andelen tid som spenderades i REM-sömn före och efter den punkten var ungefär densamma, oavsett om forskarna studerade kaniner, råttor, grisar eller människor.
REM-sömn minskar med tillväxten i hjärnstorlek under hela utvecklingen, fann forskarna. Medan nyfödda spenderar cirka 50% av sin sömntid i REM-sömn, faller det till cirka 25% vid 10 års ålder och fortsätter att minska med åldern. Vuxna äldre än 50 spenderar cirka 15% av sin tid som sover i REM. Den betydande dropoff i REM-sömn vid ungefär 2 och en halv händer precis som den stora förändringen i sömnfunktionen inträffar, sade Poe.
”sömn är lika viktig som mat”, sa Poe. ”Och det är mirakulöst hur bra sömn matchar behoven i vårt nervsystem. Från maneter till fåglar till valar sover alla. Medan vi sover vilar våra hjärnor inte.”
en kronisk sömnbrist bidrar sannolikt till långsiktiga hälsoproblem som demens och andra kognitiva störningar, diabetes och fetma, för att nämna några, sade Poe. När du börjar känna dig trött, sa hon, slåss inte mot det — gå och lägg dig.
” jag kämpade sömn och drog all-nighters när jag var på college, och nu tror att det var ett misstag,” sa Savage. ”Jag hade varit bättre med en god natts sömn. Nu när jag känner mig trött har jag ingen skuld för att sova.”
För de flesta vuxna är en vanlig sju och en halv timmes sömn en natt normal – och tiden som ligger vaken räknas inte, säger Poe. Medan barn behöver mer sömn behöver barn mycket mer, ungefär dubbelt så mycket som vuxna. Den stora andelen REM-sömn hos spädbarn står i skarp kontrast till mängden REM-sömn som observerats hos vuxna däggdjur över ett enormt utbud av hjärnstorlekar och kroppsstorlekar. Vuxna människor har fem REM-cykler under en hel natts sömn och kan ha några drömmar i varje cykel.
en god natts sömn är utmärkt medicin, säger Poe. Och det är gratis.
referens: ”Unraveling Why We Sleep: kvantitativ analys avslöjar Abrupt övergång från Neural omorganisation till reparation i tidig utveckling” av Junyu Cao, Alexander B. Herman, Geoffrey B. West, Gina Poe och Van M. Savage, 18 September 2020, vetenskap framsteg.
DOI: 10.1126 / sciadv.aba0398
BioRxiv
medförfattare till studien är Junyu Cao, som genomförde forskning i Savages laboratorium och nu är biträdande professor vid University of Texas i Austin; Alexander Herman, biträdande professor i psykiatri vid University of Minnesota, Twin Cities; och Geoffrey West, en fysiker som är Shannan Distinguished Professor vid Santa Fe Institute.