Lesbók Morgunblaðsins - 20.05.2006, Blaðsíða 16

16 | Lesbók Morgunblaðsins ˜ 20. maí 2006
H
vað er svefn? Og af hverju
sofum við? Kannski vegna
þess hve svefn er stór hluti af
daglegu lífi og vegna þess að
svefn mótar allt samfélags-
mynstrið, vekur það jafnan
furðu að við þessum spurningum eru ekki til
einhlít svör. Flestum virðist liggja í augum
uppi að svefn er ástand
þar sem líkama og sál
eru gefin grið frá amstri
hversdagsins; við sofum
til þess að hvílast. Og allir þekkja hversu öflug
svefnþörfin verður eftir langar vökur. En með
því að bera svefn saman við önnur líffræðileg
ferli sem að við skiljum betur, eins og til dæmis
að anda eða að borða, verður gleggra að þetta
svar skýrir ekkert og er í raun aðeins orða-
leikur. Við öndum til þess að fá súrefni og losa
okkur við koltvísýring; við borðum til þess að fá
næringarefni. Engin hliðstæð skýring er til á
hlutverki svefns. Á sama hátt þá er líf-
fræðilegur tilgangur þess að borða hulinn með
því að segja að við borðum vegna þess að við
erum svöng. En hvað sem því líður þá hafa á
síðustu árum orðið stórstígar framfarir í svefn-
rannsóknum, enginn skortur er á kenningum
um hlutverk svefns og ástæða er til bjartsýni
um að ráðgátan um svefn verði á endanum
leyst.
Hvað er svefn?
Í sígildu riti sínu um svefn og drauma notaði
Aristóteles snjalla aðferð við að skilgreina
svefn; hann færði rök fyrir því að það að vaka
fæli í sér einhverja skynjun (á umhverfi sínu
eða sjálfum sér), og þess vegna væri sá sem
ekkert skynjaði sofandi! Í dag eru flestir þó
sammála um að fleiri skilyrði þurfi að uppfylla
áður en hægt sé að flokka ástand sem svefn, en
þau skilyrði eru meðal annars: a) minnkuð
hreyfing á) minni viðbrögð við áreiti b) dæmi-
gerð staða (til dæmis lokuð augu í mönnum) og
d) ástandið verður að vera afturkræft (til þess
að greina svefn frá dái). Nú á dögum er svefn
hinsvegar nær eingöngu mældur og skil-
greindur með heilarita en allt frá því að heila-
ritinn var fyrst notaður á mönnum af Hans
Berger, hefur hann þjónað sem vinnuhestur
svefnrannsóknamanna. En mikilvægt er að
árétta að kjarninn í skilgreiningu Aristóteles-
ar, sá að svefn sé hlutlaust tilverustig þar sem
hægist á allri líkamsstarfsemi, var lífseigur; til
dæmis aðhylltust stórmenni vísindasögunnar
eins og sir Charles Sherrington og Ivan Pavl-
ov, sem störfuðu eftir aldamótin 1900, þessa af-
stöðu. Það kom því mjög í opna skjöldu þegar
Guiseppi Moruzzi og Horace Magoun uppgötv-
uðu á fimmta áratug síðustu aldar að það hafði
engin áhrif á svefn að skera í sundur þær
taugar sem bera boð frá skynfærum til heilans
en svefntíma mátti stytta með sértækum
skurðaðgerðum á heilastofni. Í þessum rann-
sóknum fólust endalok þeirrar afstöðu að svefn
væri eitthvað sem gerðist þegar önnur örvun
væri ekki til staðar og upphaf þeirrar afstöðu
að svefn væri á virkan hátt framkallaður í heil-
anum. Önnur lykiluppgötvun fylgdi fast á hæla
framlagi þeirra Moruzzi og Magoun en árið
1953 uppgötvuðu Nathaniel Kleitman og nem-
endur hans að svefn er ekki einhamur heldur á
sér tvær gerólíkar myndir: bylgjusvefn og blik-
svefn (e. slow-wave og rapid eye movement
(REM) svefn). Eftir uppgötvun Kleitmans hef-
ur rannsóknum á svefni verið sinnt af miklum
og vaxandi krafti. Rannsóknum á lífeðlisfræði
svefns er yfirleitt sinnt í lægri spendýrum (en
nýlega hefur einnig verið sýnt fram á að fiskar
og jafnvel flugur sýna óyggjandi merki um
svefn). Klínískum svefnrannsóknum er að
sjálfsögðu sinnt með því að rannsaka menn og
þær sjúkdómsmyndir svefns sem í þeim birt-
ast. En sú mynd af svefni sem hefur birst okk-
ur í rannsóknum á síðustu áratugum og gildir
um menn sem dýr, er í einfölduðu máli á þessa
leið:
Í vöku sýnir heilalínurit hraðar bylgjur með
lágt útslag en þegar svefninn færist yfir breyt-
ist ásýnd heilalínuritsins og hægari bylgna með
hærra útslag verður vart, á reglubundinn hátt
nokkrum sinnum yfir nóttina verður svo breyt-
ing á og bliksvefn, með heilalínuriti sem líkist
vöku, verður ráðandi. Taugafrumurnar haga
sér einnig á ólíkan hátt í vöku og svefni og er
virkni þeirra yfirleitt mest í vöku. Í bylgju-
svefni láta frumur í heilastofni (rétt ofan við
mænu) lítið sem ekkert á sér kræla, frumurnar
í heilaberkinum minnka einnig virkni sína en
mestu munar um að þær breyta virknimynstr-
inu þannig að frumur sem liggja samhliða
verða virkar samtímis. Þessi taktfasta virkni
útskýrir hátt útslag á heilaritinu í bylgjusvefni
og við hana hægir einnig mjög á efnaskipta-
hraða. Aðeins fáar frumur við botn framheilans
hafa hámarksvirkni í bylgjusvefni og eru þess-
ar frumur taldar hafa mikilvægu hlutverki að
gegna við að orsaka svefn. Ekki er með öllu
ljóst hvað örvar þessar frumur upphaflega en
þó er vitað að þær verða virkari við aukið hita-
stig (og hver kannast ekki við að syfja í hita-
mollu?). Í bliksvefni verða frumur heilabark-
arins aftur jafn virkar og í vöku og er starfsemi
þeirra drifin áfram af hópi taugafrumna í heila-
stofni; á þessu stigi svefnsins dreymir menn.
Jafnhliða aukinni virkni taugakerfisins í blik-
svefni þá fer einnig mikið púður í að viðhalda
spennuleysi (lömun) í stoðgrindarvöðvum. Án
þessa er næsta víst að við myndum í svefni
hreyfa okkur í takt við draumana sem aug-
ljóslega gæti skapað vandkvæði, til dæmis fyrir
þann sem dreymir grindahlaup. Við langvar-
andi svefnleysi verða þær taugafrumur sem
mest tengjast svefni (við botn framheila) sí-
virkari, þær hamla virkni taugafrumna sem
tengjast vöku og orsaka að líkindum þrýsting-
inn til þess að sofna sem verður á endanum
óstjórnlegur.
Sú mynd af svefni sem er dregin upp hér að
ofan er einfölduð og að sumu leyti ófullnægj-
andi en hún er ekki ófullnægjandi vegna þess
að hún er einföld: heldur vegna þess að það
sem við höfum lært um svefn, allt frá dögum
Aristótelesar, fjallar um hvernig taugakerfið
kallar fram vöku og mismunandi svefnstig. Við
erum engu nær um til hvers það er gert.
Kenningar um tilgang
svefns og áhrif svefnleysis
Þörfin fyrir svefn er öllum kunn. Rottur sem
sviptar eru svefni lifa í um það bil 2 vikur; þær
lifa mun lengur séu þær sveltar en geta sofið að
vild! Mörgum finnst þetta vera næg ástæða til
þess að ætla að svefn hljóti að vera til eitthvers.
En það hefur reynst þrautinni þyngri að meta
hvort hefur meiri skaða svefnleysið eða að-
gerðirnar sem þarf að framkvæma til þess að
orsaka það. Ennfremur hafa menn haldið sér
vakandi (án lyfja) í 11 daga svo vitað sé og það
án varanlegra vandkvæða; aðrir hafa lifað við
góða heilsu árum saman eftir að hafa orðið fyr-
ir sértækum heilaskaða sem minnkar svefn-
lengdina niður í næstum ekki neitt. Það er líf-
seig goðsögn að menn missi vitið af svefnleysi.
Í náttúrunni má finna dæmi þess að dýr geti
tímabundið komist af án svefns. Sem dæmi um
þetta má nefna Keisaramörgæsir en hjá þeirri
tegund sjá karlfuglarnir um það að unga út
eggjunum og svo virðist sem þeir vaki á meðan
á því stendur, eða um þrjá mánuði. Flestir far-
fuglar hljóta líka að hafa fundið einhverja lausn
á svefnþörfinni. Á meðan á löngu flugi stendur
þurfa þeir annaðhvort að fljúga sofandi eða
sofa lítið sem ekkert (ég hef aldrei getað ákveð-
ið hvort mér finnst merkilegra). Nýlega var þó
ein tegund spörfugla rannsökuð og svo virtist
sem að svefnþörfin minnkaði stórum yfir þann
árstíma sem fuglarnir notuðu að öðru jöfnu til
ferðalaga. Undarlegasta undantekningin er
kannski úr heimi sjávarspendýranna; eftir að
hafa borið sýna hvalir, hvorki kýr né kálfur,
engin merki svefns í allt að 6 vikur. Í stuttu
máli virðist sem að dýr geti þróað með sér leið-
ir til þess að komast af án svefns og því er erfitt
að halda fram að svefn sé alltaf nauðsynlegur.
Svefn og þroski
Eitt megin stefið í kenningum um svefn á ræt-
ur sínar að rekja til þess að ungviði sefur að
öllu jöfnu meira en fullorðnir. Til dæmis verja
fullorðnir menn 1⁄3 af degi hverjum í svefn og
minna en einum tíunda af því í bliksvefn. Til
samanburðar ver hvítvoðungur 2⁄3 af degi hverj-
um í svefn og helmingi þess tíma í bliksvefn.
Vegna þess að þetta á sér stað á sama tíma og
geysihraðar breytingar verða á taugakerfinu
þá hefur mörgum þótt það gefa vísbendingu
um að svefninn orsaki að einhverjum hluta
þroska eða sé nauðsynleg forsenda hans. Sú
staðreynd að dýr sem fæðast vanþroskuð sofa
jafnvel enn meira en þau sem fæðast albúin til
þess að takast á við lífið hefur gefið þessari
kenningu byr undir báða vængi. Þessi kenning
er fyrir margra hluta sakir aðlaðandi og hefur
undirritaður gjarnan varið hana en örðugt hef-
ur reynst að draga raunprófanlegar tilgátur af
henni. Þetta skýrist aðallega af því að ekki er
hægt að stjórna magni eðlilegs svefns í rann-
sóknarstofunni og því verður að reiða sig
fylgnirannsóknar sem oft eru meingallaðar.
Glöggir lesendur sjá jafnframt að þroski hvala-
kálfa, sem ekkert sofa fyrstu sex vikur ævinn-
ar, er ekki svefnháður. Breytingum á tauga-
kerfi hvalakálfa á þessu fyrstu vikum ævinnar
hefur reyndar ekki verið lýst og ansi for-
vitnilegt er að vita hvort að til dæmis breyt-
ingar á taugamótum í heilaberki fylgi ferli hlið-
stæðu því sem við þekkjum úr öðrum
spendýrum.
Svefn, minni og viðhald heilabarkarins
Það er lífseig hugmynd að svefn sé nátengdur
taugavirkni í heilaberkinum og hugmyndir
hafa verið uppi um að svefn stuðli að breyt-
ingum á taugamótum innan barkarins sem ger-
ast við nám og minni. Þessi hugmynd fellur illa
að þeirri staðreynd að svefnlengd dreifist ekki í
hlutfalli við stærð heilabarkarins; fílar, sem
hafa hvað stærstan heilabörk, sofa reyndar
minnst. Og svefnlengd spáir ekkert fyrir um
hversu auðvelt er að þjálfa dýr eða hversu auð-
velt menn eiga með að tileinka sér nýja þekk-
ingu. Tengsl svefns og minnis hafa verið rann-
sökuð af æ meiri krafti á síðustu árum og eru
þessi tengsl vægast sagt umdeild og rann-
sóknaniðurstöður eru mjög misvísandi. Af heil-
brigðri skynsemi má hverjum manni vera ljóst
að það er betra að vera útsofinn þegar til
stendur að leggja eitthvað á minnið, en, sem
fyrr, ekki er með öllu ljóst af hverju þetta staf-
ar. Bætir svefn minni og skerpir einbeitingu
eða er þörfin fyrir svefn illsamrýmanleg æðri
heilastarfsemi og hefur svefnleysi því aðeins
óbein neikvæð áhrif á minni? Þessari spurn-
ingu er enn ósvarað.
Svefn, orkunotkun og efnaskipti
Við eðlileg efnaskipti í miðtaugakerfinu verða
til mjög hvarfgjörn niðurbrotsefni, svokallaðir
staklingar (e. free radicals), sem geta valdið
umtalsverðum skaða á taugavef. Það er því
snotur tilgáta að bylgjusvefn, sem er ekki
orkufrekt ástand, gefi svigrúm til þess að lag-
færa skemmda vefi eða að gera staklinga
óvirka. Munur á svefnlengd dýra með mismun-
andi efnaskiptahraða fellur vel að þessari til-
gátu. Dýr sem hafa hæstan efnaskiptahraða,
oftast smádýr, þurfa meiri svefn en þau sem
hafa lægri efnaskiptahraða. Sum smærri nag-
og pokadýr sofa allt að 18 klukkutíma á dag en
til samanburðar komast fílar af með um 3 tíma
á dag. Ennfremur hefur verið sýnt fram á að
svefnleysi getur aukið skaða vegna staklinga,
en ekki er búið að sýna fram á að aukinn svefn
verji taugakerfið. Flugustofnar ræktaðir með
tilliti til lítillar svefnlengdar (líkt og mjólk-
urkýr ræktaðar vegna nytar) sýna öll merki
eðlilegs svefns þó að stuttur sé, bæta til dæmis
upp svefntíma sé hann skertur, en þessar flug-
ur lifa mun skemur en þær sem sofa eðlilega.
Yfir ævina virðist því sem eðlilegar flugur og
þær sem þurfa minni svefn hafa úr álíka mörg-
um klukkutímum að spila vakandi, kannski
vegna þess að þær flugur sem sofa mjög stutt
hafa ekki tíma til þess að vinna gegn skaða sem
hlýst vegna staklinga. Þetta vekur upp spurn-
ingar hvort að hægt sé að smíða lífveru, eða
breyta einhverri sem til er fyrir, á þann hátt að
hún þurfti engan svefn – en ævin yrði drifin af
á ógnarhraða? Menn hafa einnig mjög mis-
munandi svefnþörf og líkt og flugurnar, þá lifa
þeir sem sofa 5 tíma og minna skemur en þeir
sem sofa 7–8 tíma. Þetta myndi allt smella
saman ef þeir sem sofa 9 tíma og meira hefðu
ekki einnig skertar lífslíkur! Menn sem sofa 7
tíma lifa því að öðru jöfnu lengst, sem fellur
betur að aldagamalli visku um að meðalhófið sé
í öllu best en nútíma kenningum um svefnháð-
ar varnir gegn staklingum.
Önnur tengd hugmynd er að svefn sé fram-
kvæmdur til þess að spara orku og svefntími sé
aldrei stuttur nema eitthvað í þróunarsögu teg-
undarinnar hafi knúið hann fram. Stórir gras-
bítar, sem sofa jafna stutt, gætu hafa fórnað
orkusparnaði sem svefninum fylgir til þess að
geta verið á varðbergi gagnvart kjötætum, eða
vegna þess að svo mikill tími fer í að éta sig
saddan af svo orkusnauðum mat sem gras er. Á
hinn boginn gætu rándýr, sem sofa jafnan
lengi, leyft sér meiri svefn vegna þess að þau
gátu sofið óhrædd um árásir auk þess sem að
ein máltíð af kjöti og fitu dugar ansi lengi og
því ekkert annað að gera en að spara orku og
sofa. Snotur tilgáta, en vegna þess að hún hef-
ur þróunarfræðilega skírskotun er erfitt að
draga af henni raunprófanlegar tilgátur og
maður spyr sig hvort að ekki sé alltaf hægt að
finna svona skemmtilegar skýringar – eftir á.
Svefn og framtíðin
Við vitum ekki af hverju við sofum. Samt verj-
um við þriðjungi af ævinni sofandi. Og öll sam-
félög eru sniðin í kringum svefn: án svefns
myndi dagur glata gildi sínu sem tímaeining;
engin ástæða væri til þess að skipta vinnunni í
dagshluta; minni ástæða væri fyrir að halda
heimili; og þá engin ástæða fyrir að vera sífellt
að ferðast milli heimilis og vinnu; erfitt er að
sjá fyrir sér núverandi fjölskylduform halda
sér í slíku samfélag. Svo mætti lengi telja. Án
svefns væri samfélagið óþekkjanlegt.
Það er því ekkert skrítið að menn hafa
löngum reynt að hafa stjórn á svefninum, oft-
ast með því að innbyrða lyf sem annaðhvort
stuðla að vöku eða svefni. Svefnlyf eru flestum
nútímamönnum kunn, þau eru margvísleg en
eiga það öll sameiginlegt að virkni þeirra felst í
því að auka áhrifamátt hamlandi taugaboðefna.
Sá er galli á gjöf njarðar að eðlilegur svefn er
ekki framkallaður á þennan hátt. Hamlandi
taugaboðefni koma að sjálfsögðu við sögu en á
sértækan hátt og margt fleira kemur til. Af
þessum sökum verður svefn, kallaður er fram
með lyfjum, ekki eins og svefn sem gerist af
sjálfu sér heldur einhverskonar rot. Á hinn
bóginn er kominn skriður á þróun lyfja til þess
að minnka svefnþörf. Þar ber fyrst að nefna
lyfið Modafinil (Cephalon Inc). Modafinil var
uppgötvað fyrir tilviljun af frönskum vís-
indamönnum fyrir um fimmtán árum og seinna
kom í ljós að lyfið virkaði vel sem meðferð við
drómasýki sem er sjúkdómur sem meðal ann-
ars lýsir sér í óstjórnlegri dagsyfju. Lyfið, sem
hefur óþekkta virkni, virðist ekki virka á sama
hátt og hefðbundin örvandi lyf eins til dæmis
amfetamín sem skilur neytandann eftir í svefn-
skuld þegar notkun er hætt. Líklegast er að
lyfið, fyrir helbera tilviljun, hamli á sértækan
hátt virkni þeirra frumna í framheilanum sem
orsaka svefn við eðlilegar aðstæður. Lyfið
dregur úr svefnþörf í kringum 48 klukkustund-
ir og enn sem komið er hafa ekki fundist auka-
verkanir; Modafinil er ekki vímugjafi. Eins og
við má búast hefur heilbrigt fólk séð leik á
borði í að taka lyfið til þess að afkasta meiru í
hverju því sem það vill taka sér fyrir hendur.
Þar sem lyfið er lyfseðilsskylt og fæst aðeins
framvísað til sjúklinga er svo komið að ólögleg-
ur markaður fyrir lyfið hefur skapast. Fleiri
hliðstæð lyf er í farvatninu og hefur rannsókn-
ararmur bandaríska hersins (DARPA) þegar
hafið prófanir á vökulyfinu CX717 á hermönn-
um.
Mörgum kann að finnast áhrifamáttur þess-
ara nýju lyfja ógnvekjandi og vona kannski að
ekki takist með öllu að ráða svefngátuna. Það
er skiljanlegt; ef við næðum tangarhaldi á
svefni yrðu samfélagsbreytingarnar gífur-
legar. Þó aðeins tækist að ná valdi yfir svefni í
litlum mæli (til dæmis með því að geta orsakað
tveggja til þriggja dag skaðlaust svefnleysi)
myndi það orsaka byltingu í hvernig við lifum.
Breytingin gæti verið hliðstæð því þegar gas-
ljós gerðu mannfólki kleift að starfa um nætur,
eða þegar getnaðarvarnarpillan aðskildi kynlíf
og getnað. En það eru þessar jaðarrannsóknir
sem eru ástæðan fyrir bjartsýni minni um að
við munum á endanum skilja hvers vegna við
sofum (hvernig sem við svo kjósum að nota
þær upplýsingar). Að mínu viti er róttækustu
niðurstaðnanna að vænta frá þremur megin
rannsóknarsviðum: í fyrsta lagi, þar sem sjón-
um er beint að þeim undantekningum frá
ánauð svefnsins sem náttúran hefur skapað,
eins og svefnmynstri sjávarspendýra, farfugla,
og Keisaramörgæsa; í öðru lagi, þar sem rann-
sakaðar eru orsakir einstaklingsmunar á
svefnþörf og svefnlengd; og í þriðja lagi, þar
sem þess er freistað að smíða lífveru sem ekki
sefur.
Einn af höfuðpaurum svefnrannsókna síð-
ustu aldar, Alan Rechtschaffen, sagði eitt sinn
að ef svefn hefði engan tilgang, þá væru það
dýrustu mistök þróunarsögunnar. Og aldrei
hefur lausn svefngátunnar verið nærri: kenn-
ingasmiðir eru frjóir, rannsóknum er sinnt af
krafti, kerfisbundið og djarft. Ef fer sem horfir
munum við á endanum ná valdi yfir svefninum,
skilja af hverju við sofum og hvaða hlutverki
svefninn gegnir. Þó að ég vilji ekki útiloka að
svefn sé tilgangslaus og ekkert nema grá-
glettni skaparans.
Af hverju sofum við?
Hvað er svefn? Það er ekki víst að margir
hafi velt þessari spurningu fyrir sér og raun-
ar eru til fá svör við henni. Það er jafnvel
erfitt að halda því fram að hann sé alltaf
nauðsynlegur. Hugsanlega er hann bara
gráglettni skaparans. Vísindamenn vinna
samt hörðum höndum að því að skilja fyr-
irbærið og ná tökum á því.
Eftir Karl Ægi
Karlsson
karlsson@ru.is
Morgunblaðið/Kristinn
Tilgangslaust? „Einn af höfuðpaurum svefnrann-
sókna síðustu aldar, Alan Rechtschaffen, sagði
eitt sinn að ef svefn hefði engan tilgang, þá væru
það dýrustu mistök þróunarsögunnar.“
Höfundur er doktor í taugavísindum og aðjúnkt á
heilbrigðistæknisviði við tækni- og verkfræðideild
Háskólans í Reykjavík.