Tijdens de slaap zorgen hersengolven voor het schoonspoelen van het brein

Waarom slapen we? Waarom brengen we pakweg eenderde van ons leven ‘onnut’ door? Zouden we niet toe kunnen met af en toe een rustpauze in lassen? Nee, schijnt het. Eerder las ik onderzoeken waaruit naar voren zou zijn gekomen dat we gedurende de slaap onze ‘administratie’ in de hersens op orde moeten brengen, anders zou het helemaal misgaan met ons. Nu stellen onderzoekersters dat de slaap ook (?) wordt gebruikt voor het ‘wegspoelen’ van de rommel in de hersencellen.
Het frappante is dat onze hersens tijdens de slaap helemaal niet tot rust komen. Hersens zij dan volop aan het werk. Elektrische signalen monden uit in ritmische golven. Waarom doen die dat?
Trage hersengolven zouden staan voor rust en een verfrissende slaap en onderzoekersters van de universiteit van Washington in St. Louis denken dat die golven helpen de troep uit de hersencellen te spoelen. Afzonderlijke hersencellen stemmen hun signalen op elkaar af om ritmische golven te vormen die het ‘wasproces’ bevorderen.
“In feite zijn die neuronen minipompjes”, zegt Li-Feng Jiang-Xie. “Die gezamenlijke activiteit zorgt voor een vloeistofstroom waarmee de rommel uit de hersens gespoeld wordt. Mogelijk dat daar iets mee te doen is om hersenziektes zoals Alzheimer en Parkinson te voorkomen, ziektes waarbij afval zich ophoopt.”

Hersens zijn voortdurend bezig en al die activiteit vergt een hoop energie. Zo’n kwart van de energie die we verbruiken zou worden opgesoupeerd door ons brein. Dat betekent dat de energiecentrales van de hersens, de mitochondriën, op volle toeren moeten draaien en dat veroorzaakt veel afval. Daar moeten die cellen van af.
“We wisten dat tijdens de slaap de hersens zich ontdoen van het afval dat tijdens de waak wordt geproduceerd”, zegt medeonderzoekerster Jonathan Kipnis. “We wisten alleen niet hoe dat gebeurt.”
We spoelen de boel door klinkt als een simpele opdracht (“Doe de vaat”), maar schijnt dat niet te zijn. Hersenvocht, eigenlijk hersenruggenmergvocht of cerebrospinale vloeistof, omringt het centrale zenuwstelsel. Daar komt de troep in terecht voordat het in de lymfevaten terechtkomt in de dura mater wordt geloosd, het harde hersenvlies dat de hersens omsluit net onder de schedel.

Muisjes

Om er achter te komen hoe dat mechanisch in zijn werk gaat bekeken de onderzoekersters de hersens van slapende muisjes en zagen de al hierboven verklapte ritmische hersengolven. Dat zou het antwoord op hun vraag zijn. Om te kijken of dat klopte legden ze de hersens deels lam (hoe? as) zodat die hersencellen geen signalen meer konden afgeven. Het bleek dat dan inderdaad het hersenvocht niet door die stilgelegde hersendelen stroomde en de boel niet werd schoongespoeld.

Kipnis: “Een van de redenen dat we slapen is om onze hersens te reinigen. We zouden dat proces kunnen verbeteren. Misschien is het mogelijk om minder te slapen en toch gezond te blijven. Slaaptekort heeft invloed op onze gezondheid. Er is onderzoek bij muizen die genetisch zo veranderd zijn dat ze minder slapen en toch gezond blijven. Komt dat doordat ze hun hersens efficiënter reinigen?”
Hersengolven veranderen van patroon tijdens slaapcycli. Grotere golven verplaatsen meer vloeistof. De onderzoekersters willen nu uitzoeken hoe het komt dat onze hersens de ritmes van de golven afwisselen en ook welke hersendelen het gevoeligst zijn voor afvalophoping.
Jiang-Xie: “Dat reinigingsproces in de hersens lijkt op de vaat doen. Je start met een trage, vegende, ritmische beweging om de oplosbare deeltjes te verwijderen. Dan ga je met kortere maar snellere bewegingen die plakkende delen verwijderen. Zo bereik je dat je de verschillende afvalsoorten van de borden krijgt. Wellicht is dat in de hersens ook zo, afhankelijk van soort en hoeveelheid afval.”

Bron: Science Daily