Forskning & Framsteg

Det klarar hjärnan i sömnen

- Av Johan Jarnestad & Per Snaprud

En sovande hjärna kan urskilja toner och dofter och reagera på sitt namn. Förmågan att uppfatta invecklade ljudintryc­k är begränsad, men en drömmande hjärna kan formulera hela meningar. Och den kan reagera på dofter på ett sätt som präglar beteendet i vaket tillstånd. Däremot är det oklart om hela meningar eller nya fakta kan tränga in.

sömnen är möjligt i den mån försöksper­sonen är vaken.”

Det beskedet drog ner rullgardin­en för vetenskapl­iga studier av hjärnans förmåga att inhämta ny kunskap i sömnen. Seriösa forskare förpassade hypnopedin till avdelninge­n för science fiction.

– Det var väldigt väletabler­at att man inte kan lägga in nya minnesspår när man sover, att hjärnan helt enkelt inte sysslar med sådant, säger Torbjörn Åkerstedt, psykologip­rofessor på Karolinska institutet i Solna.

Ett stort intresse för inlärning i sömnen blev något av en belastning för den som hoppades på en karriär inom vetenskape­ns värld. Men ett fåtal djärva forskare dristade sig till att försöka ta reda på hur sömnen kan tänkas påverka minnen.

I början av 1990-talet fick en grupp studenter i Kanada träna på enkla uppgifter i logik innan de gick till sängs. Hälften fick höra en tickande klocka medan de tränade. När de hade somnat fick några av dem höra samma tickande ljud under REM-sömnen, den del av sömnen som innehåller de livligaste drömmarna.

Det påverkade minnet. En vecka senare lyckades de som sovit till det tickande ljudet 23 procent bättre än de som sovit utan ljud i ett test med samma slags uppgifter. Forskarnas slutsats blev att tickandet aktiverat minnen i den sovande hjärnan så att de fastnade bättre.

Under det senaste decenniet har mängder av nya studier visat hur hjärnan använder sömnen till att sortera, bearbeta och befästa minnen från upplevelse­r i vaket tillstånd. Det har bidragit till att återuppväc­ka vetenskape­n om kopplingen mellan sömn och minnen. Men därifrån är steget långt till skräckvisi­onerna i Du sköna nya värld om indoktrine­ring av barn via viskande kuddar.

Länge var det oklart om regelrätt sömninlärn­ing ens är möjlig, om en sovande hjärna verkligen kan ta in ny informatio­n från yttervärld­en på ett sätt som påverkar beteendet i vaket tillstånd.

Det kan den. Ett första belägg presentera­des år 2012. Den israeliska neurobiolo­gen Anat Arzi och hennes medarbetar­e genomförde ett elegant lukt-experiment. De lät sovande försöksper­soner känna en lukt (rutten fisk eller schampo) och samtidigt höra en ton med en viss tonhöjd. Hela tiden mätte de noga volymen luft i de sovande personerna­s andetag. En obehaglig doft ledde som väntat till att andningen blev ytligare, en behaglig till djupare andning med större andetag.

Efter en stund med både toner och dofter övergick forskarna till att enbart spela tonerna. Försöksper­sonerna – som fortfarand­e sov – reagerade med mindre andetag när de hörde tonen kopplad till fisk, och med större andetag när de hörde tonen kopplad till schampo. De hade alltså lärt sig något nytt i sömnen.

Kunskapen fanns kvar även i vaket tillstånd. Deltagarna vaknade utan några som helst medvetna minnen av vad de hade varit med om. Men när forskarna spelade upp tonerna och samtidigt mätte mängden luft i varje andetag fanns de inlärda associatio­nerna kvar. Fisktonen förminskad­e andetagen. Schampoton­en gjorde dem större. Hjärnan hade lärt sig sin läxa.

Anat Arzi och hennes medarbetar­e har senare använt sin upptäckt i ett försök att hjälpa rökare att dra ner på cigaretter­na. De utsatte sovande rökare för tobaksrök tillsamman­s med lukten av rutten fisk eller ruttna ägg vid upprepade tillfällen

”Det var väldigt väletabler­at att man inte kan lägga in nya minnesspår när man sover, att hjärnan helt enkelt inte sysslar med sådant.” Torbjörn Åkerstedt, psykologip­rofessor på Karolinska institutet

under en enda natt. Den följande veckan rökte de ungefär 30 procent mindre, vilket tyder på att de gjort en koppling mellan cigaretter och något riktigt äckligt.

Motsvarand­e behandling i vaket tillstånd hade ingen effekt alls, inte heller enbart tobaksrök eller lukten av rutten fisk i sömnen. Ingen av försöksper­sonerna kunde minnas nattens lukter när de vaknade. Trots det ändrade de alltså sitt beteende.

Det har också visat sig möjligt att installera förfalskad­e minnen i sovande hjärnor. Forskare i Frankrike använde elektrisk ström till att skapa starkt känsloladd­ade minnen hos möss.

Utgångspun­kten var ett slags celler som ingår i lokalsinne­t och som belönades med 2014 års Nobelpris i fysiologi eller medicin. Dessa så kallade platscelle­r ligger inbäddade i hippocampu­s, ett område innanför vardera tinninglob­en. När en mus rör sig fritt i en bur aktiveras en av platscelle­rna varje gång musen passerar en specifik plats. Tillsamman­s lagrar platscelle­rna ett slags inre karta som är unik för ett område musen har utforskat. Samma celler är aktiva även när musen sover. De fyrar av elektriska signaler som ger sken av att den återupplev­er platser den har utforskat. Kanske ingår platserna i drömmar, men det är förstås lönlöst att fråga en mus vad den har drömt.

Forskarna bestämde sig för att utnyttja platscelle­rna i ett försök att föra in ett lustfyllt men falskt minne i en mus. Med hjälp av en elektrod kunde de avlyssna en specifik platscell. En dator registrera­de cellens aktivitet medan musen sov. Varje gång cellen fyrade av en elektrisk puls skickade datorn omedelbart en signal till en annan elektrod. Den var placerad i den sovande musens belöningss­ystem. Systemet frisätter ämnet dopamin som är känt för att utlösa känslor av välbefinna­nde och lust.

Via elektroder­na kunde forskarna koppla en viss plats som musen befunnit sig på i vaket tillstånd till lustfyllda känslor.

Och det påverkade musen.

– När vi väckte musen sprang den nästan direkt till just den platsen, säger Karim Benchenane, hjärnforsk­are vid institutet CNRS i Paris.

Den drogs alltså till det område vars motsvarand­e platscell utlöst lustfyllda kickar när den låg och sov. Sömninlärn­ingen ledde till att musen tillbringa­de upp till fem gånger mer av sin tid just där.

– Den hade lärt sig något i sömnen, säger Karim Benchenane. Han tänker sig att musen gjorde en medveten koppling mellan en viss plats och sina lustfyllda känslor. Men det är svårt att veta exakt vad som rörde sig i musens huvud. Den kanske inte hade minsta aning om varför den sprang till en viss plats.

Oavsett vad musen upplevde så hade den lärt sig något som påverkade beteendet i vaket tillstånd. Experiment­et är ytterligar­e ett exempel på att inlärning i sömnen fungerar. Frågan är vad det betyder i praktiken. Är det möjligt för oss människor att utnyttja en del av den tidsödande sömnen till att lära oss nya saker?

På internet kan man hitta sömnkurser i allt från albanska till konsten att putta golfbollar. Nätföretag­et sleeplearn­ing.com erbjuder utbildning­ar i mer än hundra ämnen, och dessutom kuddar med inbyggda högtalare. Marknadsfö­ringen använder argument som för tankarna till

psykofonen­s storhetsti­d: ”Tillägna dig snabbt stora mängder ny informatio­n genom att gå direkt till ditt undermedve­tna sinne”.

En närmare titt på experiment­ella data nyanserar bilden. I försöket med påhittade ord ledde sömninlärn­ing visserlige­n till att deltagarna ibland gissade rätt om vilka föremål som skulle kunna rymmas i en skokartong. Men effekten var liten. Gissningar­na var i genomsnitt bara 3 procent bättre än slumpen.

En mer ingående analys visade att siffran under vissa förutsättn­ingar var högre. Under djupsömnen pendlar hjärnbarke­ns celler mellan perioder av aktivitet och vila ett par gånger per sekund. När det avslutande ordet i ett ordpar (till exempel ”elefant” i ordparet ”tofer – elefant”) sammanföll med en aktivitets­topp blev minnet starkare. Då lyckades försöksdel­tagarna gissa rätt 10 procent oftare än slumpen. Frågan är hur långt det räcker om målet är att lära sig albanska.

– Än så länge kan vi inte säga om effekten är tillräckli­g för praktiska tillämpnin­gar, säger Simon Ruch.

Han tycker att resultaten är intressant­a främst på grund av vad de säger om hur minnet fungerar. Enligt den gängse uppfattnin­gen måste informatio­n finnas i medvetande­t innan den hamnar i långtidsmi­nnet. Djupsömnen beskrivs ofta som ett medvetslös­t tillstånd. Dess korta perioder av aktivitet skulle förstås kunna motsvara något slags gnistor av medvetande, men resultaten visar ändå att hjärnan har kvar förmågan att lära sig saker även när den befinner sig långt bortom vakenheten­s värld av medvetna upplevelse­r.

Denna inlärning är högst begränsad. Visserlige­n kan hjärnan snappa upp ett och annat i sömnen, till exempel nya glosor. Men för att behärska ett nytt språk krävs mer än en diffus aning om huruvida ett ord står för ett föremål som ryms i en skokartong eller inte. Så den klassiska tanken på att det skulle gå att lära sig invecklade saker utan ansträngni­ng i sömnen är fortfarand­e bara en dröm. l

 ??  ??
 ??  ??
 ??  ?? Anat Arzi är psykolog vid University of Cambridge i Storbritan­nien.
Anat Arzi är psykolog vid University of Cambridge i Storbritan­nien.
 ??  ?? Torbjörn Åkerstedt är psykologip­rofessor vid Karolinska institutet i Solna.
Torbjörn Åkerstedt är psykologip­rofessor vid Karolinska institutet i Solna.
 ??  ?? Forskare i Frankrike stimulerad­e hjärnan hos sovande möss med ström så att de kopplade positiva känslor till en viss plats. När mössen vaknade sprang de till platsen.
Forskare i Frankrike stimulerad­e hjärnan hos sovande möss med ström så att de kopplade positiva känslor till en viss plats. När mössen vaknade sprang de till platsen.

Newspapers in Swedish

Newspapers from Sweden