Delen:
Studies Wat gebeurt er tijdens de slaap met de hersenen?
Waarom hebben we slaap nodig en wat gebeurt er tijdens de rustfasen in onze hersenen? Vragen die tot vandaag niet duidelijk kunnen worden beantwoord. Onderzoekers van het Universitair Ziekenhuis Freiburg hebben nu ontdekt hoe de hersenen ruimte creëren voor nieuwe informatie tijdens de slaap.
Waarom mensen en dieren slapen, volgens het Universitair Ziekenhuis van Freiburg "is nog steeds niet duidelijk." Het onderzoeksteam onder leiding van professor. Echter, Christoph Nissen, medisch directeur van het slaaplaboratorium op de afdeling Psychiatrie en Psychotherapie van het Universitair Ziekenhuis Freiburg, kon in zijn huidige studie tonen aan dat "vermindert de totale activiteit van de zogenaamde synapsen zenuwcel verbindingen in zijn slaap." De hersenen ruimte praktisch in hun slaap Dit creëert nieuwe ruimte voor het opslaan van informatie. Hun resultaten hebben de onderzoekers in het tijdschrift "Nature Communications".
Tijdens de slaap neemt de activiteit van de meeste synapsen af en wordt er ruimte gecreëerd voor nieuwe informatie. (Afbeelding: Sagittaria / fotolia.com) Activiteit van de onderzochte synapsen
Als onderdeel van hun onderzoek onderzochten de onderzoekers eerst de algemene activiteit van de synapsen in de hersenen, ook wel de totale verbindingssterkte genoemd. Voor dit doel werd een bepaald gebied in de hersenen, dat verantwoordelijk is voor het besturen van een duimspier, gestimuleerd met behulp van een magnetische spoel boven het hoofd van het subject. Via deze zogenaamde transcraniële magnetische stimulatie (TMS) kon de verbindingssterkte worden gecontroleerd. Hier vonden de onderzoekers dat na slaapgebrek al een aanzienlijk zwakkere stimulus een samentrekking van de spier veroorzaakt. Dit is een teken van een hogere synaptische verbindingssterkte.
Synaptische totale sterkte neemt gedurende de dag toe en neemt af tijdens de slaap
Met behulp van elektro-encefalografie metingen (EEG), evalueerden de onderzoekers ook de verschillende frequenties van de hersengolven. Slaapgebrek heeft geleid tot een aanzienlijke toename van de zogenaamde theta-golven, meldt het Universitaire Ziekenhuis van Freiburg. Uit eerdere dier- en mensstudies is bekend dat dit een andere indicatie is van toegenomen synaptische totale sterkte. Volgens Professor Nissen, "vermindert slaap de verhoogde totale sterkte van synapsen in de hersenen gedurende de dag", terwijl "na slaapontbering de activiteit op een hoog niveau blijft".
Synaptische plasticiteit belangrijke basis van leren
In de loop van de slaap zijn de meeste synaptische verbindingen verzwakt, sommige zelfs volledig gedegradeerd, rapporteren de wetenschappers. Alleen belangrijke synapsen zouden blijven bestaan of zelfs worden versterkt. Op deze manier creëren de hersenen weer ruimte om nieuwe informatie op te slaan. Dit aanpassingsvermogen wordt synaptische plasticiteit genoemd en is een belangrijke basis voor leren en flexibele informatieverwerking. Volgens het onderzoek bespaart de degradatie ook "ruimte en energiebesparing, omdat beide in de hersenen voor een groot deel door de verbindingspunten nodig zijn."
Gebrek aan slaap leidt tot een staat van verzadiging
Wanneer informatie gedurende de dag wordt verzameld, worden synapsen in de hersenen versterkt of nieuw gemaakt. In de huidige studie was het voor het eerst mogelijk om te bewijzen dat "die slaap de synapsen weer terugschakelt en dus ruimte creëert voor nieuwe informatie", zegt studieleider Prof. Dr. med. Nissen. "Dus het brein ruimt in slaap," benadrukt de expert. Als dit proces wordt voorkomen door een gebrek aan slaap, raken de hersenen in een staat van verzadiging. "Synapsen kunnen dan niet langer voldoende worden versterkt of herbouwd. Leren en flexibele informatieverwerking zijn overeenkomstig moeilijk, "vervolgt Nissen.
Beveiliging tegen overbelasting
In hun onderzoek ontdekten de onderzoekers ook dat het menselijk organisme bescherming biedt tegen overladen. Voor het eerst in de mens tijdens een principe was ontdekt "dat een permanente prikkelverwerking garandeert, genaamd homeostatische plasticiteit", aldus de verklaring van de Freiburg University Hospital. Wanneer de synapsen door lang wakker zijn al maximaal actief zijn, geen nieuwe stimuli of informatie tot een versterking, maar een verzwakking van de zenuwcel verbindingen te introduceren, rapporteren de onderzoekers. Nieuwe inkomende stimuli zouden dan weer normaal worden verwerkt. "Er kan van worden uitgegaan dat vrijwel alle functies van de hersenen erdoor worden beïnvloed, zoals emotieregulatie, concentratie of leren", zegt prof. Nissen.
Waarom slapen sommige mensen beter, beter slapen?
Volgens de Freiburg University Medical Center onderzoekers "nog steeds aanwijzingen dat de groeifactor BDNF (brain-derived neurotrophic factor) speelt een belangrijke rol in de regulatie van synaptische activiteit." Found Hoewel bekend is dat BDNF na de normale slaap, de re-linking van zenuwcellen en dus het aanmoedigen van leren, maar aanhoudend hoge BDNF-niveaus in het bloed tijdens slaapgebrek hebben waarschijnlijker geleid tot synaptische verzadiging. "Dat zou kunnen verklaren waarom sommige mensen beter omgaan met slaapgebrek dan anderen", zegt studieleider prof. Nissen.
Hoop op nieuwe therapeutische benaderingen
De onderzoekers hopen dat hun bevindingen ook kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe therapeutische opties, bijvoorbeeld na een beroerte of depressieve stoornissen. Bij deze ziekten is het belangrijk om de onderlinge verbindingen in de hersenen te veranderen. "Dit kan een gerichte beïnvloeding van de slaap-waak gedrag, maar ook andere methoden, zoals gepulste elektromagnetische velden of medicijnen gebruikt worden met nieuwe mechanismen van plasticiteit", aldus de verklaring van het Universitair Ziekenhuis Freiburg. (Fp)