Det er tid til at stå op. Dine celler begynder at udskille noradrenalin, dopamin og serotonin, som sørger for, at din hjerne vågner. Du slår øjnene op. Nu er du vågen.

Forskere har længe vidst, at stofferne, som også kaldes neuromodulatorer, er essentielle for, at du vågner og kan holde dig vågen i løbet af dagen.

Men nu har et internationalt forskerhold netop fået ny, vigtig viden om, hvilken rolle neuromodulatorerne spiller i vores søvn, og hvordan noradrenalin, dopamin og serotonin vækker os.

»De ændrer saltbalancen i det, vi kalder det extracellulære rum, så der er helt forskellige saltbalancer, når vi er vågne, og når vi sover. Det er vigtigt, for når vi forstår det, kan vi måske udvikle nye medikamenter, der kan behandle depression, som i virkeligheden er en tilstand, hvor vi ikke er rigtigt vågne og også har søvnforstyrrelser,« siger Maiken Nedergaard, som er en af studiets forfattere og professor ved Center for Basic and Translational Neuroscience på Københavns Universitet.

Opdagelsen er publiceret i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Science.

Forskere skruede op og ned for saltbalance hos mus

Saltbalancen i hjernen er altså altafgørende for, om vi sover eller er vågne. Det har forskerne fundet ud af ved at studere mus.

»Vi kom en lille elektrode ind i hjernen på dem, og så kunne vi følge saltændringerne i hjernen. Enten lod vi dem gå ind og ud af søvn naturligt, og så målte vi, hvordan saltene ændrede sig, eller vi gav dem bedøvelse og så, hvordan ionerne ændrede sig under bedøvelsen, og hvordan ionerne ændrede sig, når de vågnede op,« siger Maiken Nedergaard.

Forskerne puttede også en lille kanyle ind i musenes hjerner, så de kunne manipulere med saltkoncentrationen.

»Vi pumpede salte ind, mens musene var vågne, så de fik et saltindhold, som svarer til det, de skulle have, hvis de sov. Vi så, at de vågne mus faldt i søvn, og modsat kunne vi også tage sovende dyr og vække dem ved blot at ændre på saltene. Det forsøg beviser, at vi kunne bypasse alle neuromodulatorer som noradrenalin. De er ikke nødvendige. Den vigtigste funktion af neuromodulatorerne er, at de ændrer saltene,« siger Maiken Nedergaard.

»Studiet ville få et rundt 12-tal«

Det nye studie får ros af søvnforsker Poul Jennum, som beskriver det som et vigtigt og grundlæggende stykke arbejde.

Med den nye viden om, at saltbalancen i hjernen er altafgørende for, om vi sover eller er vågne, kan forskerne måske udvikle nye medikamenter, der kan behandle depression, som i virkeligheden er en tilstand, hvor vi ikke er rigtigt vågne og også har søvnforstyrrelser. (Foto: Colourbox)

»Studiet ville få et rundt 12-tal. Det er et meget væsentligt og meget solidt arbejde. Det er utroligt vigtigt. Vi er inde i nogle af de basale mekanismer, som handler om vores helt grundlæggende fysiologiske strukturer. Det er rigtig vigtigt,« siger Poul Jennum, der er klinisk professor på Institut for Klinisk Medicin på Københavns Universitet og overlæge på Dansk Center for Søvnmedicin på Glostrup Hospital og Rigshospitalet. Han har læst det nye studie, men ikke medvirket i det.

Selvom studiet er lavet på mus, er det ifølge Maiken Nedergaard meget sikkert, at den samme mekanisme gør sig gældende hos mennesker.

»Formentlig siger det meget om mennesker. Det er de samme ioner, man finder i hjernen hos mennesker og i dyr. Menneskehjernen bruger også de samme neuromodullatorer til at kontrollere, om vi sover eller er vågne. Så der er meget, der tyder på, at det er de samme mekanismer, som fungerer i den menneskelige hjerne,« siger Maiken Nedergaard.

Opdagelse kan få betydning for behandling af depression

Ifølge Maiken Nedergaard giver studiet ny basal viden om, hvordan menneskehjernen fungerer, og den viden kan potentielt have stor betydning for behandlingen af sygdomme som depression. Faktisk har Maiken Nedergaard sammen med sine kolleger allerede fundet ud af, at saltbalancen også er ændret hos mus, som er deprimerede.

»Det giver en helt ny måde til at finde ud af, hvordan hjernen fungerer, og hvad der går galt, når folk får psykiatriske sygdomme, og når de ikke kan sove, eller hvis de sover for meget,« siger Maiken Nedergaard.

I studiet puttede forskerne en lille kanyle ind i musenes hjerner, så de kunne manipulere med saltkoncentrationen. De pumpede salte ind, mens musene var vågne, så de fik et saltindhold svarende til det, de skulle have, hvis de sov. Resultatet var, at de vågne mus faldt i søvn, og modsat kunne forskerne også tage sovende dyr og vække dem ved blot at ændre på saltene. (Foto: Colourbox)

Også Poul Jennum mener, at opdagelsen kan få betydning for behandling af depression. Dog er der et stykke vej igen, mener han.

»Det har betydning for en lang række sygdomsområder, hvor de regulatoriske mekanismer er påvirket. Det gælder for eksempel depression, hvor man har svære depressive forandringer. Vi vil altid gerne hurtigt relatere det til sygdom, og det er også enormt rart, fordi det er noget, vi alle sammen forstår. Men der er lang vej, før vi rent faktisk putter det ind i sygdomsforståelsen,« siger Poul Jennum.

Ikke kun vigtig viden for behandling af depression

Det er dog ikke kun behandlingen af depression, som vi potentielt kan være blevet klogere på med det nye studie, forklarer Poul Jennum.

»Jeg kunne også nævne andre områder, hvor jeg mener, at det kan have betydning. De her grundmekanismer har betydning for forståelsen af for eksempel anæstesi (bedøvelse, red.), men også forståelse for sygdomme som narkolepsi og neurodegenerative sygdomme (hvor der sker en gradvis, oftest langsom nedbrydning af hjernen og dens funktioner, red.). Yderligere er forskningen grundlæggende for forståelse af dele af søvnens basale funktion herunder udskillelse af affaldsstoffer,« siger Poul Jennum.

I forsøget bedøvede Maiken Nedergaard og hendes kolleger nogle af musene, og i den forbindelse har de muligvis fundet en forklaring på, hvorfor bedøvelse stadig sætter sine spor, efter patienten er vågnet.

De grundmekanismer, det nye studie har fundet, kan også få betydning for forståelsen af anæstesi (bedøvelse), ligesom opdagelsen kan give ny viden om sygdomme som narkolepsi og hjernesygdomme, mener søvnforsker Poul Jennum, der ikke har været med i studiet, men beskriver det som vigtigt. (Foto: Colourbox)

»Vi viste, at hvis vi bedøvede dyr, ændrede saltene sig ikke på den rigtige måde, når dyrene vågnede. De vågnede, men de var dødforvirrede, og det var simpelthen, fordi der var ét salt, som blev normalt meget hurtigt, og det gjorde, at de vågnede op, men de andre salte var ikke blevet normale endnu,« forklarer Maiken Nedergaard.

»Det gjorde, at de var forvirrede og ikke forstod deres omgivelser, selvom de var vågne. Den samme forvirring ser man hos patienter, der har været til operationer, og som har været bedøvede. De må ikke køre bil samme dag, og det er ikke, fordi de ikke er vågne, men det er, fordi de ikke kan forstå omgivelserne omkring sig og derfor ikke kan kontrollere deres handlinger.«

Flere brikker til puslespillet

Den nye opdagelse betyder samtidig, at forskerne nu kan samle nogle brikker, som tidligere ikke har passet sammen, fortæller Maiken Nedergaard.

»For eksempel har det længe været kendt, at hvis folk mangler magnesium, som er en af de salte, vi har undersøgt, har de svært ved at sove, og de har svært ved at huske. Derfor giver man folk magnesium efter hjerneskader. Pludselig kan vi se, at det simpelthen er, fordi magnesium stabiliserer søvn. Selvfølgelig kan man ikke huske, hvis man ikke kan sove godt, og selvfølgelig kommer man sig dårligere efter traumatisk hjerneskade, hvis man ikke kan sove. Nu forstår vi, hvad det gør,« siger Maiken Nedergaard.

Selvom Poul Jennum understreger, at det nye studie er vigtigt og væsentligt, er det også værd at huske på, at det kun er begyndelsen, fortæller han.

»Jeg betragter videnskab som en omvendt tragt. Vi startede i bunden af tragten, og der kunne vi overskue ringen, men efterhånden udvides kredsen, og arealet bliver større. Og selvom de opdagelser, vi gør os, er store, udgør de kun en lille del af en flade, fordi hele vores vidensbase bliver større og større. Så jeg mener, at det er den her type forskning plus nogle andre mursten, der skal til, før vi kan begynde at få fat i nogle grundforståelser,« siger Poul Jennum.