Does sleep duration affect the brain?

Det er en bekymring for om utilstrekkelig søvn er en negativ faktor for kroppslig, mental og kognitiv helse i samfunnet. Enkelte har argumentert for at vårt moderne samfunn lider av en «søvnløshetsepidemi». Etter å ha undersøkt forskningen på feltet, har vi kommet frem til at det ikke finnes overbevisende forskning som viser at lite søvn forårsaker dårligere hjernehelse. Det ambisiøse målet i dette prosjektet er å direkte teste hvilket forhold som eksisterer mellom søvnlengde og hjernehelse, og undersøke i hvilken grad et slikt forhold er kausalt. Vi vil etablere en database med mer enn 70.000 MR bilder av hjernen fra mer enn 60.000 deltagere. Dette vil inkludere longitudinelle undersøkelser fra 5000 deltagere som er fulgt i et tidsrom på opp til over 10 år. Vi vil bruke nye tilnærminger til analyser av hjernebildene, integrere flere strukturelle, funksjonelle og mikrostrukturelle målinger i de samme analysene, som vi håper vil gi biologisk mer meningsfulle variabler og høyere sensitivitet. Søvn vil måles i en naturalistisk situasjon, og vi vil kombinere selv-rapport mål med objektive søvnregistreringer. For å undersøke spørsmålet om kausalitet vil vi se på genetisk pleiotropi mellom søvnlengde og hjernemål, og gjøre mendelianske randomiseringsanalyser der genetisk variasjon brukes som et naturlig eksperiment for å undersøke kausalsammenhenger. Dette vil kombineres med metoder for kausale slutninger for longitudinelle data. Her vil vi teste hvorvidt endringer i søvnlengde over tid følger eller går forut for endringer i hjernen, og ved å undersøke sammenhengen med somatiske og mentale helse. Analysene vil berikes med 200 deltagere som i tillegg til MRI vil gjennomgå repeterte polysomnografiundersøkelser. Dette gir muligheter for å studere søvnarkitektur direkte.

There is a worry in society that too little sleep is a pervasive negative factor for somatic, mental and cognitive health, with suggestions that we are suffering an ‘epidemic of sleeplessness'. Reviewing the research on the relationship between sleep duration and the brain, we came to the conclusion that there is as of yet no conclusive evidence showing that short sleep causes poorer brain health. Thus, the ambitious objective of BrainSleep is directly to test the relationship between sleep duration and brain health and to decide to what degree such a relationship may be causal. We will create a database of > 70.000 structural and functional MRIs of the brain from > 60.000 participants, including 5000 longitudinal examinations covering intervals up more than a decade. BrainSleep will use novel approaches to MRI analyses, integrating multiple structural, microstructural and functional measures in the same analyses, yielding biologically more meaningful variables and higher sensitivity. Sleep will be measured in a natural setting, combining standardized self-report measures with objective sleep registrations. To address the problem of causality, we will assess genetic pleiotropy between sleep duration and brain measures and run Mendelian randomization analyses where genetic variation is used as a natural experiment to investigate the causal relations. This will be combined with causal inference methods applied to longitudinal data, where we will test whether changes in sleep duration over time precede or follow changes in brain features, and by scrutinizing effects of a range of somatic and mental health variables which may cause spurious relationships between sleep duration and brain health. The analyses will be enriched by a sample of 200 participants who in addition to structural and functional MRI will undergo repeated polysomnography, allowing us directly to study sleep architecture underlying macro-measures of sleep in the large-scale analyses.