Hvorfor ligner hjernen en vågen hjerne under REM?
Det mest slående ved REM-søvn er, at hjernen ser aktiv ud. På EEG viser REM-søvn hurtige svingninger med lav amplitude, som minder om vågen tilstand, i modsætning til den dybe søvns store, langsomme bølger. Samtidig er skeletmusklerne slået fra. Netop den kombination af en vågen-lignende hjerne og en lammet krop er grunden til, at REM også kaldes paradoksal søvn.
Denne muskellammelse er et emne for sig, som vi går i dybden med i hvorfor kroppen er lammet under REM-søvn.
Hvilke signalstoffer tænder og slukker for REM-søvn?
Skiftet ind og ud af REM styres ikke af musklerne, men af et netværk af signalstoffer i hjernestammen. Ifølge en gennemgang fra 2002 spiller to typer nerveceller en hovedrolle. Den ene type producerer noradrenalin og sidder blandt andet i et område kaldet locus coeruleus. Disse celler er aktive, når vi er vågne, men bliver tavse under REM, og de kaldes derfor REM-OFF-celler. Den anden type producerer acetylkolin og bliver netop aktive under REM. De kaldes REM-ON-celler.
Modellen er, at REM-søvn kan opstå, når de noradrenalin-producerende celler holder op med at fyre, mens de acetylkolin-producerende celler tager over. Oversigtsartiklen fra 2011 beskriver tilsvarende, at frigivelsen af acetylkolin i hjernebarken under REM stiger til et niveau tæt på det, man ser i vågen tilstand.
Det er vigtigt at være præcis om grundlaget: en stor del af denne kortlægning af enkeltceller og signalstoffer stammer fra forsøg på dyr, især rotter og katte. Hovedtrækket, at REM reguleres af et samspil mellem signalstoffer i hjernestammen, regnes som veletableret, men mange detaljer er udledt af dyremodeller.
En hypotese: er REM en gradvis opvågning?
Hvorfor hjernen overhovedet går i REM-søvn, er ikke afklaret. Oversigtsartiklen fra 2011 fremsætter én forklaring, kaldet wake-up-hypotesen. Idéen er, at REM-søvn gradvist løfter hjernen op fra den dybe søvns lave aktivitet frem mod den tærskel, der skal til for at vågne.
Hypotesen bruges til at forklare nogle velkendte mønstre: at REM-perioderne bliver længere og hyppigere hen mod morgenen, og at man ofte vågner netop fra en REM-periode. Det skal understreges, at det er en hypotese blandt flere. Andre forskere har foreslået, at REM-søvn primært handler om at bearbejde følelser, at befæste bestemte typer hukommelse eller at stimulere en umoden hjerne. Der er ikke enighed om ét endeligt formål.
Hvad kan man konkludere?
At hjernen er usædvanligt aktiv under REM, og at aktiviteten styres af et samspil af signalstoffer i hjernestammen, står forholdsvis fast, om end meget af detaljerne bygger på dyreforsøg. Hvad REM-søvnen dybest set er til for, er derimod stadig et åbent spørgsmål i forskningen.
En grundlæggende introduktion til, hvad REM-søvn er, finder du i vores hovedartikel om emnet.