A Tóhoku Egyetem kutatói azt vizsgálták, miként változik az agy energiaellátása a természetes alvás során. A Communications Biology című folyóiratban publikált eredményeik szerint a REM-alvás alatt megemelkedik az agykéreg vértérfogata és az asztrociták piruvátszintje, miközben az idegsejtek ATP-szintje visszaesik. (Az ATP biztosítja a sejtek számára a közvetlenül felhasználható energiát.)

A vérellátás már a REM-alvás előtt megváltozik

A kutatók egy átlátszó, UV-fénnyel kikeményíthető gyantával vonták be az egerek koponyáját, így a koponyacsont eltávolítása nélkül nyílt lehetőségük az agykéreg jelentős részének vizsgálatára.

Széles látómezejű fluoreszcens képalkotás segítségével összesen három mutatót követtek nyomon. 

• A vértérfogat a beérkező energiaforrások mennyiségéről, 
• az asztrociták piruvátszintje a glükóz feldolgozásáról adott képet, 
• míg az ATP-szint az idegsejtekben rendelkezésre álló energia mennyiségét jelezte.

Az erek és az idegsejtek között elhelyezkedő asztrociták glükózt vesznek fel a vérből, amelyet aztán olyan anyagokká alakítanak át, amelyekből ATP termelhető. Emellett központi szerepet játszanak abban is, hogy a véráramlást és az energiaellátást az idegi aktivitáshoz igazítsák.

Az NREM (gyors szemmozgás nélküli) alvás fázisában szoros kapcsolat figyelhető meg az agyi aktivitás és a keringés között. A théta-tartományú agyi aktivitás apróbb ingadozásait nagyjából négy-öt másodperces késéssel követi az agykérgi vértérfogat változása, ami arra utal, hogy az erek alvás közben is folyamatosan alkalmazkodnak az idegsejtek aktuális igényeihez.

A vértérfogat mintegy 50 másodperccel azelőtt emelkedésnek indult, hogy a műszerek jelezték volna a REM-szakasz kezdetét. Ez a változás az agykéreg hátulsó részéből indult ki, majd mintegy 15 másodperc alatt terjedt előrefelé. Az agy vérellátása tehát már a REM-alvás megkezdése előtt átrendeződik.

Maga a REM-szakasz bekövetkezte után megemelkedett az asztrociták piruvátszintje is. Ez arra utalt, hogy több, az anyagcsere-folyamatokban felhasználható anyag állt rendelkezésre, vagy az asztrociták intenzívebb glükózbontásba kezdtek. Ennek ellenére az idegsejtek ATP-szintje mégis csökkent.