Folk, der sover dårligt, har større sandsynlighed end andre for at have en hjerne, der ser ældre ud, end den faktisk er. Det viser en omfattende undersøgelse fra Karolinska Institutet. Øget inflammatorisk aktivitet i kroppen kan til dels forklare denne sammenhæng.
Dårlig søvn er forbundet med demens, men det er uklart, om usunde søvnvaner bidrager til udviklingen af demens eller snarere er tidlige symptomer på sygdommen. I et nyt studie har forskere fra Karolinska Institutet undersøgt forholdet mellem søvnkarakteristika og hjernens tilsyneladende alder i forhold til dens kronologiske alder. Undersøgelsen omfattede 27.500 midaldrende og ældre mennesker fra UK Biobank, som gennemgik magnetisk resonans (MRI) af hjernen. Ved hjælp af maskinlæring estimerede forskerne hjernens biologiske alder baseret på over tusind MRI-hjernefænotyper.
Hvordan søvn og hjerne hænger sammen
Hjernen spiller en central rolle i søvnen og påvirker den på flere niveauer. Den suprachiasmatiske kerne, som fungerer som et indre ur, er placeret i hypothalamus. Den registrerer lys via øjnene og styrer på den måde vores vågne og sovende rytme, bl.a. ved at regulere hormoner som melatonin, der fremmer træthed. Samtidig ophobes molekylet adenosin i hjernen, når vi er vågne, hvilket skaber et såkaldt søvnpres: Jo mere adenosin der er, desto større er behovet for at sove. Det retikulære aktiveringssystem i hjernestammen holder os vågne, mens VLPO-kernen i hypothalamus fremkalder søvn. Forskellige neurotransmittere spiller en rolle i dette: GABA fremmer afslapning og søvn, serotonin understøtter søvn-vågen-rytmen, og orexin holder os vågne – en fejlfunktion kan føre til narkolepsi.
Søvn har også en stærk effekt på hjernen. Under søvnen behandler hjernen information, som understøtter indlæring og hukommelse: Kreative ideer og følelsesmæssige oplevelser integreres under REM-søvnen, mens fakta, ordforråd eller motoriske færdigheder konsolideres under den dybe søvn. Dyb søvn aktiverer også det glymfatiske system, som transporterer affaldsprodukter som beta-amyloid ud af hjernen, hvilket hjælper med at beskytte mod neurodegenerative sygdomme. Søvn hjælper også med at regulere følelser, reducere angst og forbedre impulskontrollen, samtidig med at synapserne “nulstilles” og nervecelleforbindelserne styrkes. Tilstrækkelig og afslappende søvn fører derfor til bedre koncentration, hurtigere reaktionstider og øget ydeevne.
Dårlig søvn kan påvirke hjernen på mange forskellige og til tider dybtgående måder. Hvis vi regelmæssigt får utilstrækkelig søvn eller søvn af dårlig kvalitet, bliver den delikate balance mellem hjernens funktioner bragt ud af balance. Først og fremmest lider hukommelsen og evnen til at lære. Under søvnen bearbejdes og lagres information i langtidshukommelsen: Fakta og motoriske færdigheder i den dybe søvn, følelsesmæssige oplevelser og kreative ideer i REM-søvnen. Hvis denne søvn mangler, er det sværere at fastholde ny information, og det er sværere at genkalde eksisterende minder.
Den følelsesmæssige regulering forstyrres også. Kronisk søvnmangel øger irritabilitet, angst og depressive symptomer, fordi hjernen er mindre i stand til at bearbejde følelser og dæmpe stressreaktioner. Desuden går det ud over den kognitive ydeevne: koncentration, opmærksomhed, problemløsningsevne og reaktionstid falder. Hjernen arbejder mindre effektivt, og beslutninger er mere impulsive eller fejlbehæftede. Et andet vigtigt punkt er “udrensningen” af hjernen via det glymfatiske system. Under den dybe søvn fjernes affaldsprodukter som beta-amyloid og tau-proteiner. Disse stoffer ophobes, hvis vi sover dårligt i lange perioder, hvilket kan øge risikoen for neurodegenerative sygdomme som Alzheimers. Dårlig søvn påvirker også selve hjernens strukturer: Undersøgelser viser, at kronisk søvnmangel er forbundet med ændringer i områder som hippocampus (for hukommelsen) og den præfrontale cortex (for beslutningstagning og impulskontrol).
Mild betændelse
Søvnkvaliteten hos deltagerne i undersøgelsen blev vurderet ud fra fem selvrapporterede faktorer: kronotype (morgen- eller aftenmenneske), søvnvarighed, søvnløshed, snorken og søvnighed i dagtimerne. De blev derefter inddelt i tre grupper: sund (≥4 point), moderat (2-3 point) eller dårlig (≤1 point) søvn. “Forskellen mellem hjernens alder og den kronologiske alder steg med ca. seks måneder for hvert point, der faldt i sund søvn,” forklarer Abigail Dove, der er forsker ved Karolinska Instituttets afdeling for neurobiologi, sygeplejevidenskab og samfund, og som stod i spidsen for undersøgelsen. “Mennesker med dårlig søvn havde hjerner, der i gennemsnit var et år ældre end deres faktiske alder.”
For at forstå, hvordan dårlig søvn kan påvirke hjernen, kiggede forskerne også på niveauet af mild inflammation i kroppen. De fandt ud af, at inflammation kunne forklare lidt over ti procent af sammenhængen mellem dårlig søvn og højere hjernealder. “Vores resultater viser, at dårlig søvn kan bidrage til accelereret aldring af hjernen og peger på inflammation som en af de underliggende mekanismer,” siger Abigail Dove. “Da søvn kan ændres, kan det være muligt at forhindre accelereret hjernealdring og måske endda kognitiv tilbagegang gennem sundere søvn.”
Andre mulige mekanismer, der kan forklare sammenhængen, er negative effekter på hjernens affaldssystem, som primært er aktivt under søvnen, eller at dårlig søvn påvirker hjerte-kar-sundheden, som igen kan have en negativ indvirkning på hjernen. Deltagerne i UK Biobank er sundere end den generelle britiske befolkning, hvilket kan begrænse resultaternes generaliserbarhed. En anden begrænsning ved undersøgelsen er, at resultaterne er baseret på selvrapporterede søvndata. Undersøgelsen blev gennemført i samarbejde med forskere fra Swedish School of Sport and Health Sciences, Tianjin Medical University og Sichuan University i Kina.
Risikofaktorer for tidlig aldring af hjernen
Ved at estimere folks hjernealder ud fra MR-scanninger ved hjælp af maskinlæring har et hold ledet af forskere ved UCL identificeret flere risikofaktorer for for tidlig aldring af hjernen. De fandt ud af, at dårligere kardiovaskulær sundhed i en alder af 36 år forudsagde en højere hjernealder senere i livet, mens mænd også havde en tendens til at have ældre hjerner end kvinder i samme alder, rapporterer de i The Lancet Healthy Longevity.
Ældre hjernealder var forbundet med lidt dårligere resultater i kognitive tests og forudsagde også øget hjerneskrumpning (atrofi) i de følgende to år, hvilket tyder på, at det kan være en vigtig klinisk markør for mennesker med risiko for kognitiv tilbagegang eller andre hjernesygdomme. Hovedforfatter professor Jonathan Schott (UCL Dementia Research Centre, UCL Queen Square Institute of Neurology) sagde: “Vi fandt ud af, at der var meget store forskelle på, hvor gamle computermodellerne vurderede deres hjerner til at være, på trods af at de faktiske aldre var meget ens for alle personerne i denne undersøgelse. Vi håber, at denne teknik en dag kan blive et nyttigt redskab til at identificere mennesker med risiko for accelereret aldring, så de tidligt kan tilbydes målrettede forebyggelsesstrategier for at forbedre deres hjernesundhed.”Forskerne anvendte en etableret MR-baseret maskinlæringsmodel til at estimere hjernealderen hos deltagerne i det Alzheimer’s Research UK-finansierede Insight-46-studie, der blev ledet af professor Schott. Deltagerne i Insight-46-undersøgelsen blev udvalgt fra den britiske fødselskohorte fra 1946 i Medical Research Councils National Survey of Health and Development (NSHD). Da deltagerne havde deltaget i undersøgelsen hele deres liv, kunne forskerne sammenligne deres nuværende hjernealder med forskellige faktorer fra hele deres livsforløb. Deltagerne var alle mellem 69 og 72 år gamle, men deres anslåede hjernealder varierede fra 46 til 93 år.
Forskerne var i stand til at forklare omkring en tredjedel af variationen i hjernealder ved at undersøge forskellige faktorer på tværs af livsforløbet. Personer med dårligere kardiovaskulær sundhed i en alder af 36 eller 69 år havde dårligere hjernesundhed, og det samme havde personer med øget cerebrovaskulær sygdom på MRI (relateret til blodgennemstrømning og blodkar i hjernen). Dette stemmer overens med en tidligere undersøgelse ledet af professor Schott, som fandt, at højt blodtryk i en alder af 36 år forudsagde en dårligere hjernesundhed senere i livet. Undersøgelsen fandt ingen sammenhæng mellem kognitiv funktion i barndommen, uddannelsesniveau eller socioøkonomisk status og for tidlig aldring af hjernen.
Forskerne fandt også, at ældre hjernealder var forbundet med højere niveauer af neurofilament light (NfL)-protein i blodet. Forhøjede niveauer af NfL menes at være resultatet af nerveskader og anerkendes i stigende grad som en nyttig markør for neurodegeneration. Dr. Sara Imarisio, forskningschef hos Alzheimer’s Research UK, sagde: “Insight 46-undersøgelsen hjælper med at lære mere om de komplekse forhold mellem de forskellige faktorer, der påvirker folks hjernesundhed i løbet af deres levetid. Ved hjælp af maskinlæring har forskerne i denne undersøgelse fundet yderligere beviser for, at dårligere hjertesundhed midt i livet er forbundet med større hjerneskrumpning senere i livet.”
Andre negative faktorer
For tidlig aldring af hjernen kan også fremmes af andre risikofaktorer, som normalt forstærker hinanden, f.eks. spiller kosten en afgørende rolle: et højt sukker- og fedtforbrug, mangel på omega-3-fedtsyrer, vitaminer eller antioxidanter kan fremme inflammation i hjernen og reducere neuroplasticiteten. Mangel på motion er også skadeligt, da fysisk aktivitet forbedrer blodgennemstrømningen til hjernen, stimulerer væksten af nye nerveceller og styrker de kognitive funktioner.
Kronisk stress og langvarig mental belastning fører til en overproduktion af kortisol, som kan skade særligt følsomme hjerneområder som hippocampus og den præfrontale cortex og forringe hukommelsen, indlæringsevnen og den følelsesmæssige regulering. Derudover øger rygning, overdrevent alkoholforbrug og andre stoffer neuronal toksicitet og fremmer inflammation, hvilket øger risikoen for kognitiv tilbagegang og neurodegenerative sygdomme, mens sociale faktorer og mental underudfordring også spiller en rolle: De, der har få sociale kontakter eller næppe udfordres mentalt, tilbyder hjernen mindre stimulering, hvilket kan reducere den kognitive ydeevne. Endelig bidrager miljøfaktorer som luftforurening eller kronisk eksponering for tungmetaller og giftige kemikalier til inflammation og hjerneskade.
