Aivot tarvitsevat unta huoltoon ja lepoon

1054

Teksti: Tiina Suomalainen

Nukkumista kannattaa arvostaa, sillä uni on aivoille välttämätöntä huolto- ja lepoaikaa. Unen aikana hermosto muovautuu, mikä vahvistaa muistamista ja oppimista. Lisäksi väsymys nakertaa tarkkaavaisuutta ja keskittymiskykyä. Nukkuessa aivot myös puhdistuvat kuona-aineista, mikä saattaa ehkäistä esimerkiksi Alzheimerin tautia.

Kun dosentti Tarja Stenberg aloitti unitutkijana 40 vuotta sitten, lääketeollisuudessa kehitettiin pilleriä, jonka ansiosta ihmisen ei tarvitsisi nukkua lainkaan. Unta pidettiin lähinnä ajanhukkana – asiana, josta ihmiskunnan pitäisi päästä eroon. Helsingin yliopistossa unta tutkiva Stenberg hymähtää, että nyt tällainen ajatus tuntuu täysin järjettömältä.

– Aiemmin pääteltiin, että koska ihminen makaa hiljaa ja päällepäin näyttää siltä, että mitään ei tapahdu, mitään merkittävää ei silloin myöskään tapahdu. Nyt tiedämme, että aivot ovat nukkuessa hyvinkin aktiiviset, joidenkin univaiheiden aikana jopa aktiivisemmat kuin valveilla. Uni on aivoille välttämätöntä huolto- ja lepoaikaa, Stenberg korostaa.

Unen ja valveen suurin ero on se, että nukkuessa emme ole yhteydessä ympäristöömme. Stenberg huomauttaa, että tämä on kyllä tiedetty kautta aikojen, mutta vasta viime vuosikymmeninä on alettu vakavasti miettiä, mitä elimistön fysiologian ja aivojen kannalta merkitsee se, että yhteys ympäristöön katkeaa.

Hermosolujen toiminta muuttuu

Unitutkimus käy kiivaana, ja koko ajan opitaan lisää siitä, mitä aivoissa unen aikana tapahtuu. Tarja Stenbergin mukaan tällä hetkellä tutkitaan erityisen kiihkeästi hermoston plastisuutta eli muovautuvuutta ja sen yhteyttä muistiin ja oppimiseen.

Unen oppimista edistävä vaikutus todettiin jo 1920-luvulla, kun tutkijat havaitsivat uuden asian opettelun jälkeisen unijakson edistävän asian muistamista. Tämän ajateltiin perustuvan siihen, että unen aikana ei esiinny ulkoisia häiriötekijöitä, jotka haittaisivat oppimista. 

Nykyään tiedetään paremmin. Unen oppimista edistävä vaikutus perustuu ennen kaikkea valveilla syntyneiden muistijälkien aktivoitumiseen ja lujittumiseen hippokampuksessa ja aivokuoressa. Tämä edellyttää muutoksia aivojen sähköisessä aktiivisuudessa ja hermosolujen toiminnassa.

– Hermosolujen välitilassa on ioneja, jotka ylläpitävät hermosolujen viestintää. Näiden ionien pitoisuudet ja siten tasapaino muuttuvat nukkuessa, ja se on hermosoluille vallankumous, Stenberg kuvailee.

Tämän seurauksena hermosolujen toiminta muuttuu. Kun ne valveilla toimivat enemmän yksilöinä, syvässä unessa hermosolut toimivat joukkona. Suuret hermosolujoukot ovat yhtä aikaa aktiivisia ja sitten taas hiljaa.

– Pitkään on ihmetelty, mitä tämä hermosolujoukkojen aktivoituminen ja hiljeneminen tarkoittaa. Aika hyvä arvaus on se, että se ikään kuin rytmittää aivojen toimintaa. Syvän unen rytmittämä toiminta on edellytys sille, että eri aivoalueet pystyvät kommunikoimaan keskenään ja siirtämään tietoa aivoalueiden välillä, Stenberg kertoo.

Tästä päästäänkin muistin toimintaan.

Muistijälki vahvistuu nukkuessa

Muistin prosesseja ovat mieleen painaminen, muistissa säilyttäminen ja muistista palauttaminen. Lyhytkestoisesti tietoa tallettava työmuistimme sijaitsee hippokampuksessa ja pitkäkestoisesti tietoa tallettava säilömuisti sijaitsee aivokuoressa. Muistin toiminnassa on mukana myös talamus, joka toimii aistitiedon porttina aivokuorelle.

Toisin kuin usein sanotaan, emme opi unen aikana uutta. Uusi tieto on tullut näön, kuulon ja muiden aistien kautta hereillä ollessa. Yöllä aivot järjestelevät tätä tietoa ja siirtävät sitä muistin säiliöihin.

– Syvän unen aikana tapahtuva hermosolujen rytmittyminen on oleellinen osa sitä toimintoa, jossa saadaan hippokampus ja aivokuori toimimaan synkronisesti. Tämä edistää tiedon siirtymistä työmuistista säilömuistiin ja taas takaisin.

Sekä eläin- että ihmistutkimuksissa on todettu, että jos hermosolujoukkojen rytmittyminen häiriintyy, muistiin painaminen epäonnistuu. 

Stenberg mainitsee, että jos asiamuisti muokkautuu yön aikana, niin on hyvin todennäköistä, että näin tapahtuu myös emotionaaliselle muistille.

– Tästä aukeaa aivan uusia ovia. Kun opimme tuntemaan näitä mekanismeja, meillä on mahdollisuus vaikuttaa ihmisen perusmielialaan ja tällä tavalla ehkäistä depressiota ja ahdistuneisuutta, Stenberg innostuu.

Uni on tarpeellista aivopesua

Toinen pinnalla oleva tutkimuslinja liittyy aivojen glymfaattiseen järjestelmään, jonka löysi kymmenkunta vuotta sitten tanskalainen neurotieteilijä Maiken Nedergaard.

Glymfaattinen järjestelmä on kuin aivojen viemäriverkosto, joka aktivoituu syvässä unessa ja puhdistaa aivoja kuona-aineista. Muualla kehossa tämänkaltaisesta puhdistuksesta huolehtii lymfaattinen järjestelmä.

– Aivosolujen välissä ja ympärillä on nestettä, johon kertyy hereillä ollessa erilaisia kuona-aineita. Nukkuessa solujen välitila suurenee, ja aivojen nestekierto tehostuu. Haitalliset aineet huuhtoutuvat kehon lymfaattiseen järjestelmään. Olen itse kutsunut tätä nimellä aivopesu, Stenberg sanoo. 

Hän huomauttaa, että aivopesusta puhuttaessa on otettava huomioon se, että tutkimuksia on tehty vain jyrsijöillä, ei ihmisillä. Yleensä on kuitenkin niin, että jos jyrsijöiltä löydetään jokin mekanismi, vastaava on myös ihmisillä.

Aivojen nestekierron on todettu poistavan aivoista muun muassa Alzheimerin tautia aiheuttavaa proteiinia. Eläinkokeissa on todettu Alzheimerin taudin edistyvän nopeasti niillä hiirillä, joiden uni on estetty. Kyselytutkimuksissa on havaittu korrelaatio myös ihmisillä: niillä, jotka kertovat nukkuvansa huonosti, on suurempi todennäköisyys sairastua Alzheimerin tautiin. Ja jos jo sairastaa Alzheimerin tautia, se kehittyy nopeammin huonosti nukkuvilla.

– Sen verran vähän tutkimustietoa kuitenkin vielä on, että tutkija ei voi laittaa yhtäläisyysmerkkejä liian vähäisten yöunien ja Alzheimerin taudin välille. Jos yhteys varmistuu, mitä todennäköisimmin samanlainen mekanismi pätee myös muihin sellaisiin neurologisiin sairauksiin, joiden syynä ovat plakkikertymät aivoissa, Stenberg mainitsee.

Väsynyt toimii kuin humalainen

Muistin ja aivojen puhdistumisen lisäksi unella on yhteys myös moniin muihin aivotoimintoihin. Liian vähäiseksi jäävä uni heikentää reaktionopeutta, keskittymistä, tarkkaavaisuutta ja huomiokykyä.

Tutkimuksissa on muun muassa selvitetty, miten vuorokauden mittainen valvominen vaikuttaa terveen aikuisen toimintakykyyn. Ajosimulaattoritesteissä on havaittu, että valvoneen tila vastaa noin 0,6 promillen humalaa: reaktiot ovat hidastuneet, ja virheitä sattuu tavanomaista enemmän.

– Kaikki etuaivolohkon ohjaamat toiminnot kärsivät unenpuutteesta. Siitä seuraa toimintahäiriö, johon kuuluu edellä mainittujen lisäksi muun muassa mielialan ja motivaation heikentyminen. Myös kyky arvioida omaa toimintaa heikkenee, ja riskinottohalu saattaa kasvaa. Valvoneena ei pitäisi koskaan tehdä tärkeitä päätöksiä, Stenberg huomauttaa.

Hän korostaa, että unitutkimukset tehdään estämällä terveiden henkilöiden nukkuminen. Tämä on eri asia kuin unettomuus. 

– Toisin sanoen näiden kokeiden tuloksia ei voi suoraan soveltaa unettomuudesta kärsiviin. Emme tiedä edes sitä, ovatko vaikutukset samankaltaisia.

Stenbergin viesti on, että unta kannattaa arvostaa.

– Tuntuu melkein nololta, että olen 40 vuotta elämästäni tutkinut unta ja ainut ohje, jonka voin antaa, on tämä: nukkukaa, hyvät ihmiset. 

Haitallisuudesta huolimatta liika valvominen ei aiheuta aivoissa konkreettisia rakennemuutoksia, jotka näkyisivät esimerkiksi magneetti- tai röntgenkuvissa. Aivojen toimintakyky elpyy, kun unta saa taas riittävästi.