Sömn, del III – Hur mäter man sömn och vad ÄR det egentligen?

Introduktion
Del I – Vad styr sömnen?
Del II – Varför sover vi?
Del IV – Den störda sömnen, från insomni till restless legs
Del V – Stress, vad är det och är det så farligt?
Del VI – Avslappningsövning à la Jacobson
Del VII – De 12 sömntipsen du inte klarar dig utan

Hur mäter man sömn, vad ÄR sömn och mycket annat som gjort en f d laboratoriechef skelögd

Ja, mina ögon har fått kämpa hårt framför flimrande skärmar och gedigen användning av LabView, Somnologica, SuperANOVA, Statview, SPSS, m fl program, där en inte alls oansenlig del av mina tio år inom sömn- och stressforskning kom att handla om att planera laboratorie- och fältstudier, genomföra dem, bedöma sömner och därefter sätta samman resultaten och tolka dem. Hoppas att den här delen inte ska kännas som om den är för teknisk.

Det första vi måste göra är att ställa oss frågan om vad sömn egentligen är, för om vi inte kan besvara den frågan så kan vi ju knappast mäta sömnen och då än mindre tolka några resultat från sömnmätningar, inte sant?

Det innebär att vi måste gå in lite grundläggande kring hur hjärnan fungerar när vi är vakna och senare även när vi sover, för sömn kan alltså beskrivas som:

a) en beteendemässig/funktionell förändring gentemot det vakna tillståndet, du kan helt enkelt inte lära dig saker, du interagerar inte, du tar inte emot sinnesintryck på samma sätt
b) en fysiologisk förändring, med sänkt ämnesomsättning, främst i det centrala nervsystemet (CNS), annorlunda hormonutsöndring och förändrad aktivitet i hjärnans aktivitet, m m

Som ni kommer att märka kommer det att dyka upp en hel del överlappning/komplettering till framförallt avsnittet om varför vi sover i detta avsnitt.

I många sammanhang är det oerhört viktigt att ta reda på hur en person sover, antingen om man som läkare ska ställa en diagnos, eller om man i forskning vill få svar på ett antal frågor som är intimt förknippade med sömn, både sömnlängd och sömnkvalitet, både under en studie och innan en studie, för ökad kontroll. Det finns ett antal olika sätt att fånga upp hur en person sover och det är inte alltid man måste använda sig av en mätning av hjärnaktiviteten som utfallsmått (mer om detta i nästa avsnitt, som kommer att handla om olika sömnstörningar, hur man diagnosticerar dem, m m).

Visste ni förresten att man måste ha sovit i minst ett par minuter för att vara medveten om att man har sovit?

Och under sömnen så råder ett liknande förhållande, alltså att du ska ha varit vaken minst i ett par minuter (oftast) för att du ska minnas uppvaknandet.

Ska du minnas innehållet från en dröm så förbättras oddsen radikalt för att så ska kunna ske om du vaknar i direkt anslutning till drömmen. Nå, över till det jag ska fokusera på i detta avsnitt, nämligen om hur man kan fånga upp sömnen genom olika sätt att mäta den.

Det första sättet är genom att intervjua en person om sömnvanor, sömnighet dagtid, m m, vilket t ex är något en erfaren läkare ser till att göra om du söker vård p g a av att du ofta har en kraftig dagtidssömnighet/trötthet.

Det andra sättet är genom att använda sig av enkäter, förstås (vanligare i samband med forskningsstudier, för att få relevanta bakgrundsdata). Dilemmat med enkäter är att de fångar upp kategoriseringar om pesonens egen sömn, eftersom man sällan minns hur mycket man sov längre bakåt än någon vecka tillbaka i tiden, om ens det, vilket gör mer detaljerade datansamlingar svårgenomförbara. Många gånger skulle man helt enkelt behöva komplettering från någon närstående. Då är sömn- och vakenhetsdagböcker bättre, eftersom de handlar enbart om den senaste sömnen/dagen.

Ett tredje sätt kallas för aktigrafi. Det innebär att man bär ett armband (kan placeras på andra platser än på handleden) som registrerar armrörelser i s k X-, Y- och Z-led¨. Metoden bygger på att de flesta av oss rör oss avsevärt mindre under sömnen än under vakenhet, vilket i många situationer fungerar som ett bra komplement till sömndagböcker. Dilemmat är att metoden ibland övertolkar inaktiva perioder som sömn, samt även det motsatta, att den undertolkar.

Då kommer vi till drottningen av metoder när det handlar om att mäta sömn (jag går inte in på Magnetoencelaphografi – MEG), nämligen att utföra en polysomnografiregistrering.

En sådan innefattar att samla in data från ett stort antal signaler beroende på vad det är för något man önskar infånga. Signalerna fångas in genom att man bl. a. använder sig av silver(silverklorid-elektroder (även guld) för att fånga upp elektriska impulser från grupper av nervceller (beträffande hjärnan).

Här följer ett exempel på några av de signaler som kan ingå i en polysomnografi (PSG)-mätning. EEG betyder electroencephalogram och mäter alltså hjärnans aktivitet, medan EKG är elektrokardiogram och mäter hjärtats aktivitet. Saturation handlar om syremättnaden och den mäts genom s k oximetri, vilket innebär att en ljussignal skickas genom ett finger (kan vara örsnibb och andra platser) till en sensor på andra sidan och syremättnaden påverkas då av hur stor ljusgenomsläpplighet fingret/blodet har:

Grunden för hjärnans signaler

Här följer hur aktionspotentialen fungerar:

Och här kommer en beskrivning av s k graded potentials:

Hjärnan kommunicerar ju även via signalsubstanser, såsom s k neurotransmittorer (snabb kommunikation) och via hormoner (något långsammare), men jag går inte in i detalj på denna typ av kommunikation här.

Om vi så för en stund fokuserar på hjärnans signaler, alltså EEG, så handlar den stora skillnaden om sömn, sömnighet och vakenhet om att hjärnans s k frekvenser förändras. Ju mer vaken du är, ju högre frekvenser (svängningar per sekund) och ju sömnigare du blir, desto långsammare frekvenser uppfångas utifrån hjärnans minskade aktivitet. Vid sömn så sjunker frekvensen ytterligare och så finns det sedan variationer utifrån vilket s k sömnstadium du befinner dig i.

Här nedan ser du ett exempel på hjärnaktivitet, ögonrörelser (snarare blinkningar), muskelaktivitet, samt EKG på en person som är fullt vaken:

Och här ser du en person som är sömnig, tack vare att man särskilt i den tredje kanalen ovanifrån, den s k occipitala (nackloben) avledningen tydligt kan se s k alpha-aktivitet, som har en tydlig koppling till sämre uppmärksamhet p g a att hjärnan sämre tar emot och bearbetar intrycken (missade stoppsignaler och liknande, t ex, för lokförare):

Den vakna personen uppvisade däremot s k beta-aktivitet. Och nu inser jag att det är på sin plats att jag beskriver de olika frekvensområden som man kan indela hjärnans aktivitet i. Here we go!

Normal vakenhet=16-32 Hz (Beta)
Sömnighet=8-12 Hz (Alpha)
Tillnickningar, ytlig sömn, samt även vanligt i s k REM-sömn=4-7,9 Hz (Theta)
Djupsömn=0,5-4 Hz (idag har man sänkt den övre frekvensgränsen från 4 till 2 Hz)

Sömnighet kan avläsas även via ögonblinkningarna, som helt enkelt blir glesare (ibland mer högfrekventa), eller mer utdragna, eller i slutfasen, innan sömn, uppvisar ett rullande mönster.

Tror att vi från denna frekvensodyssé kan gå in på de olika sömnstadierna, eller vad säger ni?

Idag delar man in sömnen i fyra stadier, uppdelade på icke-REM-sömn och REM-sömn. Man ser på frekvensen OCH på amplituden på signalerna. Amplituden innebär helt enkelt hur pass kraftfull den är. Vi har till att börja med N1, som är det stadium man har t ex i samband med insomnandet. Ytlig sömn, man är lättväckt i samband med detta stadium. Mellan 2-10 % av sömnen tillbringas i detta stadium.

Därefter kommer N2, där man är mer svårväckt. N2 tillbringar vi 40-60 % av sömnen i. Förutom att frekvensen börjar bli lägre så dyker två nya fenomen upp, nämligen s k sömnspolar och s k K-komplex.

Därefter kommer N3, vilket är det vi kallar för djupsömn. Tidigare bestod N3 av två sömnstadier, de s k stadium 3, respektive stadium 4. Mellan 10-20 % av sömnen tillbringas i detta stadium. Ju äldre vi blir, desto lägre andel djupsömn. Djupsömnen har en tydlig koppling till återhämtning genom att man i ett oändligt antal studier har sett att personer som har antingen hållits vakna, eller fått sova kortare i en, eller flera nätter, s a s betalar tillbaka sömnskulden genom att snabbare hamna i djupsömn och att större andel av sömnen tillbringas i djupsömn. Det finns forskare som menar att djupsömnen även har en koppling till minnet på så sätt att information då ska överföras från hippocampus till hjärnbarken. Att det torde ske under djupsömnen förklaras med att en signalsubstans, acetylkolin, ligger på sina lägsta nivåer under djupsömnen och att det anses som en förutsättning för att den transfern ska kunna ske.

För N3 finns också ett amplitudkriterium, vilket innebär att skillnaden mellan toppen och botten på kurvan. Nivån som är aktuell ligger på mikrovolt och differensen ska övergå 75 mikrovolt. Inget ni kommer att få hjärtstillestånd av om ni kommer i närheten av.

Dessutom kan man se att viktiga hormoner som tillväxthormon (GH) utsöndras i huvudsak under den första delen av sömnen, som normalt tillbringas i just djupsömn. Grovt sett kan man säga att man för varje timme man varit vaken betalar tillbaka med 3-4 minuter djupsömn och under djupsömnen är man som mest svårväckt. När man går i sömnen kan det faktiskt ske under djupsömnen! Blir man mot förmodan väckt under djupsömnen så uppvisar man ofta kraftig s k sömntröghet (sleep inertia) och det tar helt enkelt ett tag innan man är redo att börja vara funktionsduglig.

Under en sömnstudie där personerna vid flera nätter i följd fick sova för lite så var det en person som lyckades somna redan efter mindre än 30 sekunder. Personen hamnade i djupsömn redan efter ett par minuter. Det var ett perfekt exempel på akut återhämtning. Återhämtning beror alltså på en kombination av sömn, vila och nedvarvning av stressregleringssystemen (mer om stress kommer i en senare del).

Såhär ser hur som helst vaket, N1, N2 (i bilden S1) och N3 (i bilden S4) ut för den som bedömer sömnen:

Har vi glömt något? Yup, vi har ju glömt att gå igenom REM-sömnen. REM står för rapid eye movements (snabba ögonrörelser) och är det sömnstadium vi vanligtvis förknippar med drömsömn. Man drömmer även under andra stadier, men REM är det stadium som förknippas med actiondrömmar. Ca 20-25 % av sömnen tillbringas i REM. Blir man sömndepriverad fullkomligt, så dör man (råttstudier) efter 3-4 veckor. Slår man ut enbart REM-sömnen så dog råttorna inom 6 veckor, så även det stadiet förefaller viktigt för hälsa och funktionsförmåga på lång sikt.

Man har avsevärt mer REM-sömn som spädbarn och litet barn och många kopplar samman detta med procedurellt minne, alltså minne kring färdigheter som att krypa, att gå och mycket annat.

Under REM-sömnen så påminner hjärnaktiviteten mycket om en blandning mellan vaket EEG och N1, men med låg amplitud. Snabba ögonrörelser förekommer förstås från och till och de ökar ofta mot slutet av natten, där den största delen av REM-sömnen förekommer. Under REM så ökar ämnesomsättningen samtidigt som de stora muskelgrupperna i stort sett är blockerade, vilket gör att muskelaktiviteten (EMG) är som lägst under REM-sömnen. Jag gick igenom en vetenskaplig artikel för ett tag sedan, där jag hade ombetts att vara s k reviewer (vetenskaplig granskare) och där uppvisade de en koppling mellan s k deklarativt minne (ett s k medvetet minne, t ex om fakta av olika slag) och dess konsolidering (förstärkning, befästelse utav) med just REM-sömnen samt kortisolnivåer (ett av de hormon man kopplar till stress och som handlar om energimobilisering. Mer om det under avsnittet jag ska skriva om stress). Intressant studie, men de hade flera frågor att besvara innan de kan få publicera studien. 😉

Och såhär ser REM-sömn ut i praktiken:

Intressant är att om man misstänker impotensproblem så kan man skilja på om det är en fysiologisk impotens från en psykologisk impotens genom att registrera ev erektion med en sensor kring penis under polysomnografin eftersom erektion (för kvinnor lubrikation) förekommer helt utan medveten kraft och utan externa stimuli just under REM-sömnen.

Intressant är också att det finns ett tillstånd, en s k parasomni, som heter REM Behavior disorder, där den i vanliga fall förekommande muskelblockeringen inte fungerar och att drabbade då kan leva ut sina drömmar.

Sömnen kan sedan beskrivas genom ett hypnogram, där varje epok ritas ut i ett diagram. varje epok är oftast 30, men ibland 20 sekunder lång och då kan ni räkna ut hur många miljoner sådana epoker jag har hunnit titta på under 10 år då varje 8-timmarssömn innehåller 960, alternativt 1440 epoker att fatta beslut om. Här har jag inte heller gått in på respiratoriska signaler, periodiska ben(eller arm)rörelser, mikrouppvaknanden och mycket annat. Det gör jag i nästa del.

Såhär kan en normal sömn ritas upp, med snabbt insomnande, god förekomst av djupsömn, främst i början av natten och tydliga REM-perioder, vilka förekommer mer mot slutet av natten.

Medan en person med insomni kan ha ett sådant här hypnogram, med lång sömnlatens (tid det tar att somna, det ska i normalfallet ta 5-10 och helst inte längre än 15 minuter):

Och såhär kan ett hypnogram för en person med sömnapné se ut där man i detta diagram inte ser alla syrenedsättningar och mikrouppvaknanden som också är förknippade med den personens sömn:

När man summerar en sömn, oavsett kliniskt, eller forskningssammanhang så finns det ett antal parametrar som ställs samman. Och då finns det förstås tröskelvärden för skillnaden mellan det som utgör goda sömner, eller kliniskt störda sömner, men jag kommer in mer på det i nästa avsnitt som ska fokusera på den störda sömnen, hur den diagnosticeras och hur den kan behandlas. Det kommer inte att vara en heltäckande bild som presenteras då, vill jag bara förvarna om.

Sömnen är alltså något som skiljer sig från vakenheten på ett flertal parametrar och det finns ibland mycket tydliga och andra gånger mindre tydliga kopplingar till både olika sjukdomstillstånd och andra gånger till ökad risk för felhandlingar och olyckor. Och många gånger är det då absolut nödvändigt att använda sig av en fullskalig polysomnografi-registrering, där man mäter ett flertal biologiska signaler, från hjärnans aktivitet, till ögonaktivitet, muskelaktivitet, andningsrörelser och mycket annat, medan det andra gånger går att ställa en diagnos utan att en sådan registrering görs. Ibland görs en avvägning mellan en mätparameters exakthet och hur pass invasiv mätmetoden är, alltså hur mycket den stör. En sak som egentligen bör registreras för att säkerställa respiratorisk ansträngning på bästa sätt är genom att utföra s k esofageal manometri (Wikipedia), men det är i många fall så störande att man väljer andra, mindre invasiva metoder.

I forskningssammanhang handlar det om att än bättre förstå kopplingen mellan sömn/vakenhet och funktionsförmågan, t ex för att utveckla varningssystem för bilförare, etc.

Och man ska komma ihåg att även under hårt kontrollerade laboratoriestudier finns det saker man inte hade räknat med som inträffar, som försökspersonen som under ett prestationstest även videoövervakades och som plötsligt föll ut ur bild, återvände i bild, försvann ytterligare en gång, återvände och sedan försvann ur bild en tredje gång. Då skickade jag in en forskningsassistent som, ta-ta, upptäckte att försökspersonen hade smugglat in en mobiltelefon och satt och sms:ade.

Eller försökspersonen som i en bilsimulatorstudie började sjunga. Högt. Och bra. Den djäveln.

Hjärtligt välkomna att återvända till serien nästa gång och, precis som vanligt, tveka inte en sekund över att ställa frågor antingen via kommentarer här nedan, eller via Twitter.

Advertisements
Tagged , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: