Slaapstudie Hoe onze hersenen leren slapen

Waarom we sommige dingen kunnen onthouden en niet anderen

Waarom herinner je je sommige dingen goed en worden anderen snel vergeten? En welke rol speelt slaap daarin? Dit waren de vragen die een Duits onderzoeksteam in een recente studie over slaap behandelde. De onderzoekers onderzochten hoe de hersenen eerder geleerde dingen verwerken en opslaan in hun slaap.

Een team van de Ruhr-Universität Bochum en de Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn hebben onderzocht welke activiteitspatronen in de hersenen optreden wanneer mensen nieuwe dingen leren en welke mechanismen in de slaap verantwoordelijk zijn of deze dingen behouden of vergeten worden. De studieresultaten zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift "Nature Communications".

Wanneer we leren, reageren onze hersenen met bepaalde activiteitspatronen. Tijdens de slaap worden dezelfde patronen opnieuw doorlopen. Het zal beslissen of we het later onthouden of niet. (Afbeelding: pathdoc / fotolia.com)

Zelfs dingen die we ons niet kunnen herinneren, worden opgeslagen in de hersenen

In hun onderzoek documenteerden de onderzoekers de hersenactiviteit van epilepsiepatiënten. Deze waren geïmplanteerd in de hersenen vanwege een naderende operatie-elektroden. Hierdoor konden de wetenschappers de exacte activiteitspatronen vastleggen die optreden tijdens zowel leren als slapen. Het toonde aan dat zelfs dingen die niet onthouden kunnen worden tijdens het slapen.

Verloop van de studie

De deelnemers ontvingen kleine leertaken voordat ze naar bed gingen. Je moet een serie foto's onthouden voordat je gaat slapen. Ondertussen registreerden de slaaponderzoekers hun hersenactiviteit. Ze konden ontdekken dat de zenuwcellen in de hersenen op verschillende manieren reageerden op elk individueel beeld. Deze meetbare hoogfrequente activiteitsschommelingen worden aangeduid als gamma-oscillaties. Na de slaap werd bepaald welke foto's de deelnemers konden en niet konden onthouden.

Dus eerder geleerd in de slaap wordt opgehaald

De respectieve gammastrillingen die eerder waren verschenen tijdens het bekijken van de motieven, deden zich opnieuw voor tijdens de slaapfase, rapporteren de onderzoekers. Daarbij reconstrueerden de hersenen niet alleen de beelden die de proefpersonen konden onthouden, maar ook die ze zich niet konden herinneren. "De vergeten foto's verdwijnen niet alleen uit de hersenen", zegt Dr. med. Hui Zhang in een persbericht over de studieresultaten.

Hoe bepaalt het of we iets vergeten of niet??

Volgens de slaaponderzoekers is niet alleen de reactivering van de gammastrillingen belangrijk om te onthouden, maar ook de betrokkenheid van de hippocampus in het hersengebied, waarin het geheugen zich bevindt. Hier gaat het om extreem snelle activiteitsschommelingen, die rimpelingen worden genoemd. Toen een slaapgekoppelde activering van gammastrillingen met de rimpelingen plaatsvond tijdens de slaap, werd het beeld later teruggeroepen, aldus het onderzoeksteam. Dit fenomeen was echter alleen van toepassing op bepaalde slaapfasen en niet toen de deelnemers wakker waren.

Het onderzoek resulteert in detail

Het team rond Dr. Hui Zhang en professor Nikolai Axmacher was in staat om nog meer gedetailleerde informatie te herkennen. Bij het bekijken van de foto's werden verschillende verwerkingsfasen getoond. Hierdoor konden de onderzoekers een oppervlakkige en een diepe verwerkingsfase identificeren. De eerste fase duurde ongeveer een halve seconde. De diepe verwerking volgde daarna. Toen de bovengenoemde rimpelingen in de oppervlakkige verwerkingsfase werden geactiveerd, konden de deelnemers zich het beeld later niet meer herinneren. Daarentegen bleef het beeld in het geheugen wanneer de activering van de rimpelingen plaatsvond in de diepe verwerkingsfase.

Slaap is belangrijk voor ons vermogen om te leren

Al een jaar geleden ontdekten slaaponderzoekers van de universiteit van Zürich dat diepe slaap erg belangrijk is voor het vermogen van de hersenen om te leren. De wetenschappers waren in staat om het eerste oorzakelijke verband te leggen dat diepe slaap in essentie gepaard gaat met menselijk leervermogen. Deze studies toonden aan dat de verbindingen tussen de zenuwcellen (synapsen) tijdens de wakkere fase zich in een actieve toestand bevinden wanneer milieu-indrukken worden verkregen. Alleen in de slaap normaliseert deze toestand weer. Zonder een herstelfase zouden de synapsen in een geactiveerde toestand blijven, waardoor elk leervermogen wordt geblokkeerd. (Vb)