Vrijdag 10/07/2020

Slapen schudt de hersenen los

We slapen niet enkel om te verankeren wat we overdag leren, maar ook om nieuwe verbindingen in de hersenen losser te maken. Alleen zo kan het brein flexibel aan de dag beginnen, luidt de nieuwste theorie.

Slapen blijkt niet simpel. Veel mensen zoeken heil in slaaplabo's om uit te zoeken waarom ze de armen van Morpheus mislopen. De gevolgen zijn bekend: de concentratie daalt, ons humeur verslechtert en lang slaaptekort kan zelfs psychotisch maken. Laboratten sterven na drie weken.

Maar terwijl wetenschappers de meeste lichaamsfuncties goed doorgronden, hebben ze geen exact antwoord op de vraag wat de biologische rol is van slaap. "Het onderzoek is nog maar zestig jaar oud. Dat maakt het een recente wetenschapstak", zegt neurologe en slaapexperte Ilse De Volder (UZ Antwerpen).

Slaap blijkt zo complex dat de kennis maar traag wordt opgebouwd. De Volder: "Om de paar jaar wordt licht geworpen op een nieuw domein. De laatste jaren ligt de focus op het verband tussen slaap, slaapritme en metabole veranderingen en dus met obesitas en diabetes."

Niet lang geleden leek het ook alsof slaap alleen diende om overdag alerter te zijn. "Daarom is gezocht naar een pilletje dat slaap zou vervangen. Maar die piste is verlaten omdat er toenemend inzicht is in hoe ons functioneren wel vaart bij slaap, zoals het geheugen, de immuniteit en zelfs de pijntolerantie", vervolgt De Volder. Wat het ook moeilijk maakt, is dat slaap erg variabele effecten heeft. De Volder: "Wij zien dagelijks hoe iedereen anders reageert op slaaptekort. Ook kan slaaptekort voor dezelfde persoon de ene dag zeer storend zijn terwijl dat de andere dag niet zo is."

Specialisten zijn het er nu wel over eens dat we moeten slapen om onze hersencapaciteit zo optimaal mogelijk te houden. Wellicht dient slaap essentiële processen die onmogelijk zijn wanneer we wakker zijn.

Nog is duidelijk dat slaap een belangrijke bijdrage levert aan leer- en geheugenprocessen. In Nature Neuroscience verscheen zopas onderzoek van Anat Arzi van het Israëlische Weizmann Institute of Science waarin deelnemers tijdens hun slaap een reeks aangename en onaangename geuren te ruiken kregen, telkens in combinatie met een bepaald geluid. Nadien bleek dat de deelnemers sterk inhaleerden wanneer ze een geluid hoorden dat was verbonden geweest met een aangename geur, zelfs wanneer ze die geur niet roken.

"Dat betekent niet dat je je huiswerk onder je kussen kunt leggen en je het 's ochtends kent. Maar we kunnen slapend simpele dingen leren", zegt Arzi. Haar onderzoek sluit aan bij het aloude en populaire idee dat slapen eigenlijk 'werken' is en dient om recent gevormde input, die dan tijdens de slaapcyclus opnieuw 'afgespeeld' wordt, scherp in de hersenen te verankeren.

Een nieuw theorie stelt dat idee gevoelig bij. Om te kunnen leren op basis van wat we meemaken, moeten de hersenen tijdens de slaap ook deels wat er overdag is opgeslagen opnieuw ontmantelen, zo stelt Giulio Tononi van de universiteit van Wisconsin-Madison. Dat is geen sabotage. Slaap dient volgens deze vorsers niet enkel om informatie op te slaan, maar ook om telkens ruimte te maken voor nieuwe informatie.

Iets nieuws leren heeft dan ook een zeer fysieke weerslag in de hersenen. Een ervaring legt een specifiek patroon van activiteit op aan een bepaalde groep neuronen. Daarvoor zijn connecties of verbindingen tussen die neuronengroepen nodig: synapsen. De connecties die relevant zijn voor de nieuwe informatie worden sterker, die met minder relevante zenuwcellen zwakker. Wanneer we slapen wordt dat ingeprent.

Energie vreten

Volgens Tononi is het echter ongeloofwaardig dat dat steeds opnieuw gebeurt zonder dat de hersenen verzadigd raken. Want leren heeft een fikse neurologische prijs. Sterkere synapsen, nodig om de kennis te verankeren, nemen meer plaats in en slorpen meer energie op.

Eerder onderzoek toonde ook aan dat de diepste slaapperiode, wanneer de hersengolven traag zijn, verloopt volgens een patroon met zeer sterke neurale netwerken bij het begin van de slaap en zwakkere op het einde, en dat laat zien dat de opgebouwde netwerken 's nachts deels afgebouwd worden, stelt Tononi.

Onderzoek bij ratten, knaagdieren, fruitvliegen en muizen bevestigt dat. In het slapende brein van ratten zijn er minder of zwakkere synapsen. Bij knaagdieren zijn de neuronen bij slapende dieren door minder of door zwakkere synapsen verbonden en zien de onderzoekers dat de hersenen inderdaad afwisselen tussen een toestand waarbij de neurale verbindingen overdag sterk zijn en een toestand waarbij ze 's nachts zwak zijn. Omgekeerd blijkt ook dat als proefdieren wakker gehouden worden, de synapsen veel sterker en soms twee keer zo groot werden. Bij muizen neemt de dichtheid van het aantal synapsen toe wanneer ze wakker blijven en ze neemt pas af wanneer de dieren eindelijk kunnen slapen.

"Dit onderzoek laat zien dat slaap nodig is om het aantal synapsen of verbindingen te 'regelen'. Zonder die bijstellingen zou er te veel energie gebruikt worden door die synapsen en is er geen ruimte voor nieuwe synapsen", zegt De Volder.

De nieuwe bevindingen lijken tegenstrijdig met het klassieke idee dat we tijdens onze slaap 'leren'. Toch is dat niet zo, beide processen kunnen gelijk lopen. De Volder: "De gedeeltelijke ontmanteling van synapsen die we niet meer nodig hebben staat niet in de weg dat in de slaap vooral die synapsen worden 'bevestigd' die tijdens het leren belangrijk waren."

Rest de vraag of leer- en geheugenprocessen verbeteren wanneer de synapsen ontmanteld worden, en verslechteren wanneer dat te weinig gebeurt door een slaaptekort. Ook dat willen de slaapexperts kunnen bewijzen.

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234