Man kan se mycket från någons ögon. Utöver att reagera på förändringar i ljuset, har det hävdats att pupillvidgning kan indikera en rad olika psykologiska tillstånd från upphetsning till skiftande uppmärksamhet och vaksamhet. Det är alltså ganska passande att det är detta organpar som ofta har kallat fönstret till själen.
Nu har ny forskning visat att pupillstorleken också kan berätta för oss vad din hjärna gör när du sover, såväl som när du är vaken. Tja, om du är en mus, vill säga.
Efter att ha upptäckt att hans laboratoriemöss ibland sov med öppna ögon, bestämde sig biträdande professor Daniel Huber och hans team vid universitetet i Genève i Schweiz för att studera mössens pupillstorlek när de slumrade.
Till att börja med utvecklade teamet ett system som involverade att placera ett infrarött ljus nära musens huvud. När ögonen sågs med en infraröd kamera kunde pupillerna ses som ljusa vita cirklar, vilket gjorde det möjligt för dem att exakt mäta eventuella förändringar.
Teamets arbete gav resultat eftersom pupillstorleken hos mössen visade sig på ett tillförlitligt sätt indikera djurens sömntillstånd i stället för att bara ändras slumpmässigt.
”Vi fann pupillstorleken fluktuerar rytmiskt under sömnen,” förklarar Huber. ”Spännande nog följer dessa pupillfluktuationer den sömnrelaterade hjärnaktiviteten så nära att de med hög noggrannhet kan indikera det exakta sömnstadiet – ju mindre pupill desto djupare sömn.”
Efter att ha utfört ytterligare experiment kunde teamet visa att pupillstorleken kontrollerades av det parasympatiska autonoma nervsystemet, samma del av nervsystemet som styr aktiviteter som matsmältning och sexuell upphetsning när kroppen är i vila. Slutsatsen är att åtminstone hos möss smalnar pupillerna ihop i djup sömn för att skydda djuren från att vakna upp med en plötslig ljusblixt.
Detta verkade lite förbryllande för mig och jag frågade Huber varför möss skulle ha utvecklats för att inte vakna upp under förhållanden som ofta kan tyda på fara.
”Eftersom sömn i allmänhet, men i särskilda faser av djup NREM-sömn, anses vara avgörande för minneskonsolidering, tyder våra resultat på att sammandragning av pupillen under djup sömn har utvecklats för att skydda dessa viktiga ögonblick,” förklarade han.
”Dessutom växlar perioder av djup sömn alltid med perioder av lättare sömn där potentiell fara lättare upptäcks. Men det finns alltid en avvägning när man portar potentiellt relevanta sensoriska stimuli.”
Det är en fascinerande upptäckt och naturligtvis är Huber och hans team angelägna om att se om deras upptäckter också gäller människor. Om så är fallet är det möjligt att elevspårningsmetoden också kan anpassas för användning på sömnkliniker.
”Vi diskuterar för närvarande med sömnlaboratorier hur man kan studera liknande fenomen hos människor. Patienter som sover naturligt med öppna ögonlock (nattlig lagophthalmos) kan ge oss första insikter mycket snart, säger han till Alphr.
”Att sluta hjärnaktivitet genom icke-invasiv pupillspårning kan vara ett intressant alternativ eller komplement till elektrodinspelningar.”
Bildkredit: Özge Yüzgeç, Mario Prsa, Robert Zimmermann, Daniel Huber
