Slapen zorgt voor ruimte in het brein

Terwijl we slapen, worden de zenuwverbindingen in ons brein niet versterkt, zoals veel slaaponderzoekers denken. De contacten tussen zenuwcellen worden juist verzwakt.

Tijdens de slaap verwerken mens en dier de ervaringen van de dag ervoor. Het lijkt er op dat belevenissen van overdag ’s nachts in het brein nog eens worden herhaald. Maar wat er nu precies gebeurt, daarover zijn slaapwetenschappers het niet eens.

De meest gangbare theorie is dat de zenuwcontacten (synapsen) die overdag zijn aangesproken, tijdens de slaap nog eens extra worden versterkt, om de informatie vast te leggen.

Maar psychiater Giulio Tononi en zijn groep van de Universiteit van Wisconsin in Madison vonden juist dat de versterking van zenuwcontacten alleen overdag plaatsvindt, en dat tijdens de slaap de meeste zenuwcontacten weer afgezwakt worden tot een normaal niveau. Hun bevindingen verschenen op 20 januari op de website van het vakblad Nature Neuroscience.

Langdurige elektrische stimulatie van een zenuwcel – of de cel veel gebruiken tijdens het leren – maakt dat de informatieoverdracht van die cel naar een andere zenuwcel vanaf dat moment gemakkelijker gaat. Het contactpunt tussen die twee zenuwcellen, de synaps, is dan versterkt.

Het versterken van de synapsen kan niet tot in het oneindige doorgaan, daar is simpelweg niet genoeg energie, voeding en ruimte voor in het brein. Aan het eind van een dag kunnen de hersenen nauwelijks meer informatie opnemen. Na een paar uren slaap weer wel.

De onderzoekers onderzochten bij ratten de zenuwuiteinden uit het hersendeel waar leren plaatsvindt, de hippocampus. Ze zochten naar moleculen, zoals de glutamaatreceptor, die in grote hoeveelheden aanwezig zijn in sterke synapsen. Daarvan waren er in het rattenbrein na een periode van waken vijftig procent meer dan na een periode van slaap. Ook metingen met elektroden bij levende ratten wezen uit dat het brein na een wakkere periode meer sterke verbindingen heeft, en na de slaap juist meer zwakkere.

Bij zeven ratten die enkele uren wakker waren geweest, konden de onderzoekers door hoog-frequente elektrische stimulatie in de hersenschors de synapsen niet meer verder versterken. Dat kon na vier uur slapen weer wel.

Die bevindingen druisen in tegen de gangbare gedachte dat tijdens de slaap alle ervaringen nog eens dunnetjes over worden gedaan, en zo de synapsen worden versterkt.

De auteurs denken dat slaap nodig is om zonder nieuwe indrukken van buitenaf het leeuwendeel van de overdag ‘opgevoerde’ synapsen weer in balans te brengen.

 

Verschenen in NRC Handelsblad op 22 janari 2008