Beroende och insula

Det har länge varit känt att smärta och andra känslor som rör tillståndet i kroppen ökar aktiviteten i insula. Det gäller även social smärta t.ex. när man känner sig utfryst eller övergiven men även andra former av stress.
Forskare har även spårat olika typer av beroende till insula. Det började med att man såg att en 38 årig man från USA som rökte två paket cigaretter om dagen helt blev av med röksuget efter att ha fått en stroke i sin vänstra insula. Man fann ytterligare ett tjugotal rökare som fått en liknande skada och det visade sig att en stroke i insula gjorde det mer än 100 gånger troligare att en rökare blev kvitt sitt beroende än om skadan drabbar någon annan del av hjärnan.

Risken att drabbas av ett beroende beror på ett invecklat samspel mellan genetisk sårbarhet, personliga erfarenheter, relationer, kulturella traditioner etc. Men det som verkar vara gemensamt för alla droger är också att upplevelsen av sug efter drogen har ett samband med aktiviteten i insula.

Känslan av övergivenhet eller andra former av stress ökar aktiviteten i insula och hos personer med en beroendesjukdom ökar då också drogsuget. Det kan utlösa en ond cirkel. Social smärta på grund av ensamhet skruvar upp hjärnans drogsug och missbruket förstör värdefulla relationer vilket ökar ensamheten ännu mer och därmed också sug efter drogen.
Det är därför som organisationer som anonyma alkoholister jobbar med att skapa en gemenskap där man alltid ska känna sig välkommen. Det kan också vara förklaringen till varför hot sällan fungerar mot missbruk. Ett ultimatum orsakar social smärta som bara ökar drogsuget.

I experiment har man försökt bota beroenden med magnetfält, s.k. transkraniell magnetstimulering (rTMS) som ska förändra nervkretsarna i insula så att suget klingar av. Tekniken bygger på studier som visar att magnetfält som växlar sakta (1Hz) minskar nervcellernas retbarhet och genom att exponera insula för ett sådant fält skulle insula-aktiviteten kunna minskas. Ett snabbväxlande fält (10 Hz) anses däremot kunna öka nervcellernas retbarhet. En första studie med rökare visade att rökare som fått stimuklering med det snabbväxlande magnetfältet rökte mindre och kände ett svagare sug. De övriga behandlingarna hade ingen effekt alls.

Än så länge är det bara mot depression som TMS visat sig ha evidensbaserad effekt men ytterligare tester av TMS testas mot alkoholberoende och även andra former av drogberoenden samt även ätstörningar, autism och kronisk smärta.

Syftet är att med magnetström förändra nervkretsar i insula – en hjärnlob under skallbenet varifrån empati och affektregelring styrs – så att alkoholsuget klingar av. Studien pågår i ytterligare två år. Men helt nyligen kom de första resultaten, som verkar lovande, berättar Markus Heilig för SvD.

– Vi ser förvånansvärt tydligt på de första 20-tal individerna i studien att TMS lyckas sänka kopplingen mellan insula och hjärnans belöningscentra, säger han.

Sömn och fysisk aktivitet stimulerar hjärnans glymfatiska system som rensar ut restavfall och minskar risken för alzheimers och andra neurodegenerativa sjukdomar

Hjärnan saknar det traditionella lymfsystem som vi ser i resten av kroppen. Man har tidigare trott att hjärnan tar hand om cellernas restavfall på egen hand men forskning visar att hjärnan har ett inbyggt system för att spola bort restavfall från nervcellerna. Genom att förstå och kontrollera det här systemet hoppas man kunna bota eller förebygga alzheimers, parkinsons och andra neurodegenerativa sjukdomar eftersom dessa sjukdomar kännetecknas av ansamling av skadliga proteiner i hjärnan.
Systemet som tvättar bort skadligt restavfall från nervcellerna kallas det glymfatiska systemet och består av gliaceller som sänder utskott mot hjärnans alla blodkärl. Utskotten bildar en mikroskopisk hinna kring artärer, kapillärer och vener. Mellan hinnan och blodkärlen finns en vätskefylld glipa, som ett rör utanpå ett rör, som kallas det perivaskulära rummet och som bara finns i hjärnan och inte i resten av kroppen. Gliacellerna som omger blodkärlen innehåller en mängd akvaporiner, porer som släpper igenom vatten. Porernas uppgift är att slussa in vätska i hjärnvävnaden. Man har också kunnat visa att vätskeflödet sköljer bort skräp, bland annat beta-amyloid, ett protein som bildar trassliga klumpar i hjärnvävnaden hos personer med alzheimers sjukdom.

Utrensningen av restavfall från hjärnan verkar främst ske när vi sover. I en vaken hjärna har gliacellerna fullt upp med att bistå nervcellerna att sända signaler till varandra samtidigt som avfall hopar sig i hjärnan. När vi sover ändrar gliacellerna skepnad och slussar rengöringsvätska genom vävnaden. Med stigande ålder blir hjärnans renhållning mindre effektiv. Djurförsök visar att svår hjärnskakning hämmar det glymfatiska systemet. Fysisk aktivitet verkar förbättra utrensningen. Råttor som sprungit i ett löphjul har större flöde i det glymfatiska systemet än råttor som haft begränsad fysisk aktivitet.

Källa: Per Snapprud. Sömn tvättar hjärnan. Forskning och framsteg, hjärnan. #10 2016.

Hjärnans belöningssystem

Hjärnan har ett inbyggt belöningssystem som stimuleras vid sexuellt umgänge, när man äter god mat, när man umgås med vänner eller vi gör något annat som vi gillar. När belöningssystemet stimuleras får vi en kick genom ökad frisättning av dopamin och vi känner oss nöjda och glada. Systemet är oerhört kraftfull då det är just det som skapar drivet inom människan. Ett viktigt ”belöningscentrum” i hjärnan är den så kallade accumbenskärnan (nucleus accumbens). Det är en samling hjärnceller och kopplingar till olika delar av hjärnan, som har stor betydelse för motivation och uppmuntran (4).

Dopaminfrisättningen ger en positiv känsla och gör att vi vill upprepa beteendet. Historiskt har funktioner som har betydelse för överlevnad belönats. Biologiskt sätt är mening med livet att överleva och föra vidare sina gener till nästa generation. Det ökar våra chanser att överleva om vi äter mat. Vi mår bra av att umgås med andra människor då människan är ett flockdjur och att ha samlag ökar chanserna att för sitt DNA vidare (2).

Belöningssystemet är även viktigt för koncentration. Accumbenskärnan är konstant igång, men mer eller mindre aktiv, beroende på vad du gör. Den informerar hjärnan vad du bör fortsätta med – då är den mer aktiv. Om accumbenskärnan är aktiv är du också koncentrerad. Exempelvis, om du tittar på TV och det som visas är ointressant för dig – det vill säga om dopaminnivåerna inte är speciellt höga – kommer du vilja söka en annan sysselsättning som ger högre dopaminfrisättning. Då kanske du tar upp mobilen för att se om du har fått några meddelanden eller gillanden i sociala medier som du finner mer intressant. I den stunden kommer accumbenskärnan vara med aktiv och du är mer koncentrerad. Belöningssystemet ser olika ut på olika människor. Det brukar synas ett samband mellan dålig koncentrationsförmåga och ett annorlunda belöningssystem. Vissa personers belöningssystem kräver mer dopamin än normalfallet. Detta medför att accumbenskärnan inte är lika aktiv som den borde vara och ger då en sämre koncentrationsförmåga (2).

Accumbenskärnan är alltså en viktig del av hjärnans motivationssystem. Djur med störd accumbensfunktion lär sig sämre än normalt när inlärningen baseras på någon form av belöning. Men accumbens är inte platsen i hjärnan som styr välbefinnande och eufori. Djur med störd accumbensfunktion fortsätter t.ex. att ta narkotiska preparat för att få belöningskickar. Accumbens är alltså inte det område som ger belöningskickar, men om djuret själva ska leta efter sin belöning så störs beteendet efter en skada på nucleus accumbens. Det är alltså själva ansträngningen eller drivet efter en framtida belöning som är relaterad till accumbens funktion (5).
Dopamin är alltså inte bara av betydelse för belöning, utan även mycket viktig för koncentrationen. Brist på dopamin kan leda till att vi störs av saker som händer i bakgrunden. Till exempel om du sitter i soffan och läser en bok medan en bil kör förbi, störs du av ljudet från bilen. Medan om du har normala eller höga nivåer av dopamin, kan du genast bortse från ljudet. Hur du reagerar kan vara olika vid olika tillfällen. Exempelvis om du sovit dåligt kan ljuden upplevas som störiga och du tappar därefter din koncentration.

Dopaminsystemet verkar även återspegla förväntade belöningar. I en studie gjord av Wolfram Schultz lärde man apor att associera ett ljud med en senare belöning i form av en droppe apelsinjuice. När aporna första gången får sin belöning blir det en positiv överraskning och nervcellerna som innehåller dopamin aktiveras. Men när aporna väl gjort associeringen mellan ljud och belöning börjar dopamincellerna istället skicka signaler redan vid det ljud som föregått belöningen, men inte vid själva belöningen. Dopaminet verkar då snarare koda för en förväntad framtida belöning (5).

Det finns ett naturligt sätt att höja dopaminnivåerna genom fysisk aktivitet. Den fysiska aktiviteten höjer som sagt dopaminnivåerna, vilket leder till ökad koncentration. Några minuter efter träningen ökar nivåerna och håller i sig i ett par timmar. Under dessa timmar blir du mer fokuserad och lugn (1).

1. Hansen, Anders. Hjärnstark. Fitnessförlaget. Lettland, 2017. S. 7.
2. Hansen, Anders. Pulsträning och inlärning. (Föreläsning). Sveriges utbildningsradio. Stockholm, 2016.
https://urskola.se/Produkter/195104-UR-Samtiden-Pulstraning-och-inlarning-Trana-for-din-hjarna
3. Jesper, Fritz. ”Idrott varje dag ger högre betyg”. Forskning.se. https://www.forskning.se
4. Björndahl, Gunnar och Castenfors, Johan. SPIRA Biologi 2. Liber. 2012. S. 255.
5. Torkel Klingberg. Jävlar anamma i skolan. Forskning och framsteg, hjärnan. #10 2016.

Belöning, koncentrationsförmåga och fysisk aktivitet

Koncentrationsförmågan är ett komplext begrepp som kan delas upp i tre delar. Dels att kunna rikta sina tankar mot en uppgift, att kunna utesluta övrig information samt att kunna starta och slutföra en uppgift. Koncentrationsförmåga kan sägas vara selektiv uppmärksamhet. Alla tappar koncentrationen med jämna mellanrum. Det är näst intill omöjligt att inte bli distraherad av det enorma informationsflöde som finns i vårt samhälle. Något som dock visat sig förbättra människans förmåga att bibehålla koncentrationen är fysisk aktivitet. (1)

Det som främst styr vår koncentration är frontalloben i hjärnan. I främre delen sitter prefontala cortex, som kan ses som hjärnans beslutscentral. Här finns förmågan att sätta upp och fullfölja långsiktiga mål istället för att följa våra instinktiva impulser. Den kan sägas vara den förnuftiga delen av hjärnan. Där sitter likaså tankar som skiljer oss från andra arter, som matematiskt, logiskt och abstrakt tänkande. Dopamin är en viktig signalsubstans i frontalloben och prefontala cortex (2). Ett barn har svårare att bibehålla sin koncentration än vad en vuxen har. Ett sexårigt barn har en hjärna som motsvarar 90% av en hjärna hos en vuxen personen. Man har tidigare trott att hjärnan växte de 10% som återstod i ungdomen. Det gör den, men den konstrueras även om. Denna förändring medför att hjärnan mognar i otakt, olika delar mognar olika snabbt. Frontalloben är en del som mognar senare, där centrum för bland annat koncentration finns. Detta betyder att det är svårt att mäta koncentrationsförmågan hos ungdomar eftersom hjärnan inte har mognat färdigt innan 25 års ålder. Något som å andra sidan mognar tidigt är belöningscentrum. Ungdomar får en större kick eller rus när de gör något som höjer dopaminnivåerna. Det kan leda till att ungdomar har svårare att koncentrera sig, eftersom de eftersträvar en belöningskick åt ett annat håll (2).

Förenklat kan man säga att frontalloben sorterar bort brus och ställer in koncentrationen på det som du bör lägga din uppmärksamhet på. Frontalloben är även den delen i hjärnan som stärks mest vid fysisk aktivitet. Bland annat blir frontalloben bättre förbunden med de andra delarna i hjärnan. Dessutom bildas nya blodkärl, vilket bidrar till bättre blodförsörjning och borttransport av slaggprodukter. Dessa förändringar förbättrar din koncentration (2).

Flankertestet är ett vanligt förekommande test när man vill pröva koncentrationsförmågan, eller den så kallade selektiva uppmärksamheten. Testet görs på en dator och under tidspress. Vid testet visas fem pilar på skärmen som antingen pekar åt vänster eller höger. Uppgiften är att avgöra vilket håll pilen i mitten pekar åt. Till exempel kan skärmen visa , och då ska personen ange höger som svar, så fort som möjligt. Det som händer i hjärnan är att personen måste koncentrera sig på en sak och bortse från den övriga informationen som är irrelevant. När detta göra under tidspress visar sig det spegla koncentrationsförmågan väldigt bra (2). På liknande sätt fungerar Trail making-testet, ett annat test för att mäta koncentration.

Att träning påverkade koncentrationsförmågan upptäcktes när en grupp testpersoner gjorde Flanker-testet samt att forskarna testade deras kondition. Det visade sig att ju bättre kondition personen hade, desto bättre presterade hen på Flanker-testet. Dessutom scannades testpersonernas hjärnor med magnetkamera och det visade sig att hjässloben och frontalloben i hjärnan var betydligt mer aktiva hos de med bättre kondition. Dessa delar av hjärnan har en stor roll kring förmågan att rikta in och behålla uppmärksamheten på något. Utifrån denna studie kan man dock inte dra slutsatsen om den bättre uppmärksamheten är en effekt av god konditionen. Människor med hög koncentrationsförmåga kan istället tänkas ha ett stort intresse för träning och det skulle då kunna vara en förklaring, istället för att det är träningen som höjer den selektiva uppmärksamheten. För att studera detta samband lät man träna upp ett antal personers kondition för att studera eventuella förändring gällande koncentrationen. Undersökningen bestod av två grupper där båda gjorde ett koncentrationstest till att börja med. Sedan fick den ena gruppen ta tre promenader i veckan under 45 minuter, och den andra gruppen fick göra en typ av yoga, det vill säga en lugn aktivitet. Detta pågick under sex månader. När den tiden passerat gjorde de två grupperna testerna igen. Resultaten klargjorde att de som gått promenader hade förbättrat sin selektiva uppmärksamhet samt att de hade en förändrad aktivitet i hjärnans frontal- och hjässloben. Någon effekt hos de som hade utfört en lugn aktivitet visades inte, utan var densamma som innan (3).

Anledningen till att promenaderna kan ha haft en positiv påverkan på hjärnan kan förklaras på sådant sätt att kopplingarna mellan hjärncellerna har ökat. När de ökar blir det lättare för hjärnan att ansluta till ytterligare mental förmåga på de ställen där belastningen redan är hög och där det redan sker mycket. Kort sagt kan man säga att det blir enklare att hantera de saker som händer runtomkring. Dessutom är hastigheten på denna mentala förmåga högre. Resultatet av detta blir till slut att det är lättare att koncentrera sig trots att det finns mycket som distraherar (1).

Den biologiska förklaringen till varför koncentrationsförmågan förbättras efter aerob träning kan bero på att jägare och samlare på savannen var fysiskt aktiva För att skaffa mat, springa ifrån fienden eller hitta en sovplats för natten. Då var det viktigt att vara koncentrerad. Och eftersom vår hjärna inte förändrats evolutionärt är effekten densamma idag (2).

Belöningssystemet och koncentrationsförmågan

Hjärnan har ett inbyggt belöningssystem som stimuleras vid sexuellt umgänge, när man äter god mat, när man umgås med vänner eller vi gör något annat som vi gillar. När belöningssystemet stimuleras får vi en kick genom ökad frisättning av dopamin och vi känner oss nöjda och glada. Systemet är oerhört kraftfull då det är just det som skapar drivet inom människan. Ett viktigt ”belöningscentrum” i hjärnan är den så kallade accumbenskärnan (nucleus accumbens). Det är en samling hjärnceller och kopplingar till olika delar av hjärnan, som har stor betydelse för motivation och uppmuntran (4).

Dopaminfrisättningen ger en positiv känsla och gör att vi vill upprepa beteendet. Historiskt har funktioner som har betydelse för överlevnad belönats. Biologiskt sätt är mening med livet att överleva och föra vidare sina gener till nästa generation. Det ökar våra chanser att överleva om vi äter mat. Vi mår bra av att umgås med andra människor då människan är ett flockdjur och att ha samlag ökar chanserna att för sitt DNA vidare (2).

Belöningssystemet är även viktigt för koncentration. Accumbenskärnan är konstant igång, men mer eller mindre aktiv, beroende på vad du gör. Den informerar hjärnan vad du bör fortsätta med – då är den mer aktiv. Om accumbenskärnan är aktiv är du också koncentrerad. Exempelvis, om du tittar på TV och det som visas är ointressant för dig – det vill säga om dopaminnivåerna inte är speciellt höga – kommer du vilja söka en annan sysselsättning som ger högre dopaminfrisättning. Då kanske du tar upp mobilen för att se om du har fått några meddelanden eller gillanden i sociala medier som du finner mer intressant. I den stunden kommer accumbenskärnan vara med aktiv och du är mer koncentrerad. Belöningssystemet ser olika ut på olika människor. Det brukar synas ett samband mellan dålig koncentrationsförmåga och ett annorlunda belöningssystem. Vissa personers belöningssystem kräver mer dopamin än normalfallet. Detta medför att accumbenskärnan inte är lika aktiv som den borde vara och ger då en sämre koncentrationsförmåga (2).
Dopamin är alltså inte bara av betydelse för belöning, utan även mycket viktig för koncentrationen. Brist på dopamin kan leda till att vi störs av saker som händer i bakgrunden. Till exempel om du sitter i soffan och läser en bok medan en bil kör förbi, störs du av ljudet från bilen. Medan om du har normala eller höga nivåer av dopamin, kan du genast bortse från ljudet. Hur du reagerar kan vara olika vid olika tillfällen. Exempelvis om du sovit dåligt kan ljuden upplevas som störiga och du tappar därefter din koncentration.

Det finns ett naturligt sätt att höja dopaminnivåerna genom fysisk aktivitet. Den fysiska aktiviteten höjer som sagt dopaminnivåerna, vilket leder till ökad koncentration. Några minuter efter träningen ökar nivåerna och håller i sig i ett par timmar. Under dessa timmar blir du mer fokuserad och lugn (1).

I en studie vid Gymnastik- och idrottshögskolan har man gjort en studie för att undersöka hur stor effekt aerob träning har på gymnasieelevers kognitiva förmåga. Detta testades med hjälp av två trail making test. Ett test gjordes innan ett aerobt träningspass, och ett efter. Det aeroba träningspasset bestod av en hinderbana eller ett hopprepsprogram som genomfördes under 20 minuter. Man hade även en kontrollgrupp som ej tränade mellan de två testerna. I försöket hade man 115 personer som utgjorde träningsgruppen och 33 som utgjorde kontrollgruppen. Studien visade att männen i träningsgrupp hade en förbättring på 17%, och kvinnorna en förbättring på 18% på trail making-testet. I kontrollgruppen försämrades männen med 2% och kvinnorna förbättrades med 6%. I genomsnitt hade man alltså en förbättring av på 17% hos träningsgruppen och en förbättring hos kontrollgruppen med 2% (1).

1. Hansen, Anders. Hjärnstark. Fitnessförlaget. Lettland, 2017. S. 7.
2. Hansen, Anders. Pulsträning och inlärning. (Föreläsning). Sveriges utbildningsradio. Stockholm, 2016.
https://urskola.se/Produkter/195104-UR-Samtiden-Pulstraning-och-inlarning-Trana-for-din-hjarna
3. Jesper, Fritz. ”Idrott varje dag ger högre betyg”. Forskning.se. https://www.forskning.se
4. Björndahl, Gunnar och Castenfors, Johan. SPIRA Biologi 2. Liber. 2012. S. 255.