Luento 9: Uni ja herätevasteet

Unta on tutkittu paljon, mutta syyt unen tarpeellisuuteen ovat edelleen tuntemattomia. Uni on kuitenkin tärkeää, sillä unettomuudesta seuraa lopulta kuolema. Tämä voidaan todeta esimerkiksi perinnöllisestä FFI-taudista (Fatal Familial Insomnia), jossa potilas menettää kykynsä nukahtaa.

FFI-tauti tarjoaa neurologisesti mielenkiintoisen tutkimusalueen, sillä sitä seuraamalla voidaan tutkia unen puutteen vaikutusta ihmisen toimintakykyyn. Ihminen menettää kykynsä puhua, lihasten hallinnan ja lopulta saa myös epileptisiä kohtauksia. Kuolema seuraa joko 8-10 tai 10-52  kuukauden sisään oireiden näkymisestä, riippuen taudin etenemisestä [1]. Luennoitsijan mukaan tervettä ihmistä ei kuitenkaan saa tapettua pitämällä tämän hereillä (missäköhän tätäkin on testattu, veikkauksia eräästä keski-euroopan maista viime vuosisadan puolivälistä on heitetty ilmaan). Rotat sen sijaan kuolevat lopulta, kun niitä väkisin pidetään hereillä.

Luennon mukaan unia nähdään ainoastaan REM-univaiheen aikana, mutta todellisuudessa myös NREM-univaiheessa nähdään unia. NREM-vaiheen aikana nähdyt unet ovat loogisempia kuin REM-unet. Esimerkiksi NREM-unen aikana jääkaapin alahyllyltä löytyy ruokaa ja REM-unen aikana sieltä saattaa löytyä Julius Caesar ja sankka kuusimetsä [2]. Tutkimusten mukaan NREM-vaiheen aikana voi nähdä unia, vaikka sitä ennen ei olisi ollut REM-vaihetta. Unet aiheuttaa samankaltainen aivojen aktivoituminen sekä REM- että NREM-vaiheiden aikana [3].

Herätevasteet ovat sähköisiä signaaleja, jotka käynnistävät toiminnan aivoissa. Herätevasteet sekä aiheuttavat lihastoimintaa, että aiheuttavat havainnot ulkoisista ärsykkeistä. Ihmisen lihastoimintaa säätelevät herätevasteet syntyvät muutama kymmenen millisekuntia ennen liikettä. Ulkoisista ärsykkeistä saapuva signaali aiheuttaa herätevasteen jälleen kymmenien millisekuntien aikaskaalalla. Herätevasteiden syntymekanismista on kaksi eri teoriaa. Toisessa aivojen jatkuva toiminta uudelleenjärjestyy siten, että haluttu herätevaste syntyy ja toisessa vakiohäiriön “läpi” tulee voimakas vakioherätevaste.

Luennon lopuksi Jaakko Nieminen tuli esittelemään BECSillä tehtävää tutkimusta, jossa kehitetään MEG-MRI-laitetta. Tällä laitteella voidaan suorittaa MRG- ja MRI-mittaukset peräkkäin muuttamatta aivojen asentoa, mikä helpottaa mittaustulosten yhteensovittamista tutkimuksia varten. Tavoitteena on kehittää laite, joka pystyisi tekemään mittaukset samanaikaisesti. Koska MEG ja MRI eivät ole yhteensopivia (MEG mittaa femtoteslaluokan magneettikenttiä ja MRI luo teslaluokan magneettikenttiä), laite on vaatinut uudenlaisen mikroteslaluokan magneettikenttiä käyttävän MRI-laitteen ja tämän suuruisia magneettikenttiä kestävien MEG-laitteen SQUID-anturien kehittämistä.

Lähteet:

[1] P. Montagna, P. Cortelli, P. Avoni et al. Clinical Features of Fatal Familial Insomnia. Brain Pathology, 8:515-520, 1998.
[2] W. Nienstedt, O. Hänninen, A. Arstila ja S-E. Björkqvist. Ihmisen fysiologia ja anatomia. WSOY, 1999.
[3] H. Suzuki, M. Uchiyama, H. Tagaya et al. Dreaming during nonrapid eye movement sleep in the absence of prior rapid eye movement sleep. Sleep, 27(8):1486-1490, 2004.