Hersenhacken voor een diepe slaap

Je werpt nog een blik op je mobieltje. Over vijf uur gaat het alarm alweer af, maar je brein weigert halsstarrig op te houden met wakker zijn. Ongeveer een op de vier Nederlanders heeft problemen met slapen en bij 50-plussers is dat zelfs een op de drie. Wetenschappers en techbedrijven werken aan methoden om het slapende brein een handje te helpen: met behulp van sensoren, apps en hoofdbanden zou het mogelijk zijn om onze slaap extra effectief te maken. Vooral de zogenaamde ‘diepe slaap’, een van de fases tijdens onze slaap, krijgt daarbij veel aandacht. 

Slaap om te leren

Vraag naar de voordelen van een goede nachtrust en Jeroen Dudink, neonatoloog en slaaponderzoeker van het Utrecht Medisch Centrum, houdt voorlopig niet zijn mond. “Slapen is belangrijk voor fysiek herstel, ons geheugen en ons mentale welzijn, maar ook voor onze afweer. Wie weinig slaap krijgt, is bijvoorbeeld bevattelijker voor virussen. Als je de nacht voor een vaccinatie slecht slaapt en de nacht erna nog eens, dan werkt die vaccinatie een stuk minder goed. Daarnaast zijn er steeds meer aanwijzingen dat slaap onze darmflora beïnvloedt en vice versa: laat goed slapende muizen poep eten van slecht slapende muizen en ze gaan ook slecht slapen.” 

Slapen is ook nodig omdat ons wakkere brein afvalstoffen produceert. Hoe langer we wakker zijn, hoe meer die afvalstoffen zich ophopen in onze hersenen. De afvalstoffen kunnen onze hersenen op den duur beschadigen. Bovendien verzamelen we tijdens het waken allerlei ervaringen. Die zorgen ervoor dat hersencellen verbindingen met elkaar maken. Dat is belangrijk om te kunnen leren en herinneringen op te slaan. Op zeker moment raakt het brein echter verzadigd: er komen nauwelijks nieuwe verbindingen bij. Tijdens de slaap worden de afvalstoffen weer opgeruimd en overbodige of zwakke verbindingen verdwijnen. Zo blijft het brein in balans en klaar om de volgende dag nieuwe informatie op te nemen.

Grote schoonmaak

Een goed nachtje slapen geeft onze grijze massa dus de hoognodige schoonmaakbeurt. Dat kun je vrij letterlijk nemen, vertelt Dudink. “Het zogenaamde glymfatisch systeem is een soort schoonmaaksysteem in je hersenen. Het werkt vooral als je slaapt. Dan stroomt er hersenvocht langs de bloedvaten in je brein en dat spoelt de afvalstoffen weg die overdag zijn opgebouwd. Dit systeem helpt je hersenen gezond te houden en goed te laten werken.”

Die schoonmaakbeurt vindt vooral plaats tijdens de diepe slaapfase. Gewoonlijk maken we ‘s nachts een stuk of vijf slaapcycli door van elk zo’n anderhalf tot twee uur. Elke cyclus bestaat uit vier fasen, waarvan de REM-fase (Rapid Eye Movement) de bekendste is. Tijdens deze fase dromen we. De fase die hieraan voorafgaat is de diepe slaap. Tijdens deze fase hebben we een trage hartslag, een lage spierspanning en een rustige ademhaling.

Terwijl het lichaam zo tot rust komt, gebeurt er in het brein iets bijzonders: de hersencellen stemmen hun activiteit – het afgeven van elektrische signalen – op elkaar af. “We hebben zo’n 89 miljard hersencellen die tijdens het waken door elkaar heen vuren,” zegt Dudink. “Pas als ze gezamenlijk elektrische pulsjes gaan geven, ontstaat er een duidelijk meetbare, trage en krachtige golf.” Hij vergelijkt het met een voetbalstadion, waar op de middenstip een microfoon is geplaatst. Een groot deel van de tijd zul je voornamelijk de herrie horen van supporters die willekeurig door elkaar heen schreeuwen. “Tot het publiek plots eensgezind gaat scanderen: Ajax! Ajax! Ajax!”

Slaaphacker

Omdat onderzoekers steeds beter in staat zijn te meten en analyseren wat er tijdens de diepe slaap gebeurt, verschijnt sinds een jaar of tien de ene na de andere studie naar het manipuleren van die diepe slaapfase. Door de trage golven extra krachtig te maken, lijkt het mogelijk om het geheugen en zelfs het immuunsysteem van proefpersonen een oppepper te geven. Vooral voor ouderen zou dat goed nieuws zijn: hun trage slaapgolven vlakken met de leeftijd af, wat waarschijnlijk niet zo goed is voor het brein. Wetenschappers kunnen de golven versterken door de proefpersonen op het juiste moment, precies wanneer de elektrische golf aanzwelt, een schokje te geven of een piepje te laten horen – subtiel genoeg om de slaper niet te wekken. Dat piepje werkt als de toeter die het stadiumpubliek net wat eerder aanzet tot scanderen. Op basis van EEG-gegevens die de computer vliegensvlug verwerkt, kunnen onderzoekers hiervoor exact het juiste moment kiezen.

Niet hetzelfde

Hersenwetenschapper Elena Krugliakova van het Universiteitsziekenhuis in Zürich vindt de technologieën die in ontwikkeling zijn zeker interessant, maar is sceptisch over deze commerciële apparaten. Ze doet onderzoek naar de mogelijkheid om ziekten als Parkinson en Alzheimer te vertragen met behulp van diepe-slaapstimulatie. Dankzij die onderzoekservaring weet ze maar al te goed hoe nauw het allemaal luistert.  “Het werkt niet bij iedereen even goed,” zegt ze. “Sommige mensen worden bijvoorbeeld juist wakker van het geluid. Het vereist een erg ‘slim’ apparaat dat de hersenactiviteit tijdens de slaap zeer gedetailleerd analyseert, dat precies weet wanneer de trage golven komen en dat vervolgens een signaal toedient dat exact op jou is toegespitst. Het is de vraag of een apparaat met standaard instellingen daarvoor nu al geschikt is.”

De wetenschap rondom deze technologieën is veelbelovend, maar staat zelf nog in de kinderschoenen, benadrukt Krugliakova. “We weten steeds meer over onze slaap, maar het is niet zo eenvoudig om verbanden te leggen. We kunnen wel zien dat we die trage golven groter maken, maar wat zegt dat? Maken we het geheugen beter, stimuleren we de reinigende functie? Misschien is er wel een trade-off tussen de verschillende functies van slaap, want niet alle trage golven zijn hetzelfde. Sommige zijn goed voor het geheugen en andere typen lijken juist goed te zijn voor het neurologisch herstel. Uit dierenstudies komt nu naar voren dat we niet alle typen tegelijk kunnen verbeteren. Daar komt nog bij dat als we de diepe slaapfase verlengen, dat vaak ten koste gaat van de REM-fase. Die fase is belangrijk voor de emotionele verwerking van ervaringen.”

Warme sokken

Geluidsprikkels die de diepe slaap bevorderen, zijn sowieso niet geschikt om ons sneller in slaap te doen vallen, vertelt Krugliakova. “Daarvoor zijn andere middelen beter, zoals het manipuleren van je kernlichaamstemperatuur. Door je handen en voeten te verwarmen, verwijden de bloedvaten in armen en benen zich en verlies je warmte. Daardoor gaat de kernlichaamstemperatuur iets omlaag, wat het makkelijker maakt in slaap te vallen.” Met andere woorden, trek voor het slapen vooral sokken aan als je koude voeten hebt. Luisteren naar rustgevende verhalen helpt vaak ook prima. “Ouderwetse methodes die al honderden jaren bestaan, zijn lastiger te vermarkten, maar ze werken vaak heel goed,” zegt de onderzoekster. “Het klinkt wel gaaf als een apparaat je breingolven stimuleert, maar de technologie is geen toverstok die alle problemen oplost.”