De exacte reden waarom we slapen is lange tijd een van de grootste mysteries van de moderne wetenschap geweest. Er zijn veel verschillende theorieën voorgesteld, maar het feit is dat niemand helemaal zeker weet waarom we ongeveer een derde van ons leven slapend doorbrengen.
Er is veel onderzoek gedaan dat aantoont hoe slaap helpt om herinneringen te consolideren en het lichaam te herstellen, maar veel wetenschappers geloven dat deze acties het onderliggende doel van slaap niet volledig verklaren, vooral niet vanuit een evolutionair standpunt. Een groot deel van ons leven slapend en kwetsbaar doorbrengen stelt ons bloot aan groot gevaar, dus veel experts geloven dat er een dwingendere reden moet zijn waarom we slapen.
Een van de belangrijkste slaaptheorieën suggereert dat slaap nodig is om de hersenen te laten opruimen en opnieuw op te starten van de activiteiten van de vorige dag. Onderzoek bij muizen ondersteunt deze theorie.
Een studie gepubliceerd in een uitgave van 2013 van het tijdschrift Wetenschap onthulde dat slaap de hersenen de kans geeft zichzelf te reinigen. De studie zelf omvatte het kijken naar de vloeistofstroom in de hersenen van muizen in wakkere en slaaptoestanden
De onderzoekers richtten zich met name op hoe vloeistoffen stromen in het lymfestelsel of de ruimtes tussen neuronen. Dit is zoiets als een afvalverwerkingssysteem, dat de afvalproducten opruimt die hersencellen genereren bij het uitvoeren van normale taken
Vloeistofstroom neemt toe in slapende hersenen
Het transporteren van deze afvalstoffen kost echter veel energie en de onderzoekers veronderstelden dat de hersenen niet in staat zouden zijn om deze reinigingsfuncties te ondersteunen en tegelijkertijd sensorische informatie te verwerken. Om dit idee te testen, bracht de hoofdauteur van het onderzoek, Lulu Xie, twee jaar door met het trainen van muizen om in slaap te vallen op een soort microscoop waarmee de onderzoekers kleurstof konden observeren die door levend weefsel beweegt.
Nadat EEG-activiteit bevestigde dat de muizen echt sliepen, werd een groene kleurstof in hun hersenvocht geïnjecteerd. Een half uur later werden de muizen gewekt en werd er een rode kleurstof geïnjecteerd. Door dit proces konden de onderzoekers de bewegingen van de groene en rode kleurstof door de hersenen bekijken. Wat ze opmerkten was dat terwijl tijdens de slaap grote hoeveelheden hersenvocht door de hersenen stroomden, de zeer kleine beweging werd waargenomen terwijl ze wakker waren.
Ruimten tussen hersencellen worden groter tijdens de slaap
Dus waarom was er zo'n grotere vloeistofstroom tijdens de slaaptoestanden in tegenstelling tot de wakkere toestanden? De onderzoekers merkten ook op dat de interstitiële ruimtes tussen hersencellen tijdens de slaap veel groter werden, waardoor vloeistof vrijer kon stromen. Deze kanalen namen tijdens de slaap met ongeveer 60% toe.
De onderzoekers ontdekten ook dat wanneer bepaalde eiwitten in de muizen werden geïnjecteerd, de eiwitten tijdens de slaap veel sneller werden opgeruimd.
Mogelijke implicaties
"Deze bevindingen hebben belangrijke implicaties voor de behandeling van 'vuile hersenziekte' zoals de ziekte van Alzheimer", zegt Maiken Nedergaard, een van de auteurs van het onderzoek. "Precies begrijpen hoe en wanneer de hersenen het glymfatische systeem activeren en afval opruimen, is een cruciale eerste stap in pogingen om dit systeem mogelijk te moduleren en efficiënter te laten werken."
Wetenschappers weten al lang dat bepaalde neurologische aandoeningen zoals dementie, de ziekte van Alzheimer en beroertes allemaal verband houden met slaapstoornissen. Volgens Nedergaard zouden deze resultaten kunnen suggereren dat slaapgebrek een oorzakelijke rol zou kunnen spelen bij dergelijke aandoeningen.
Nu de onderzoekers dit proces van hersenreiniging hebben geïdentificeerd, hopen ze dat het zal leiden tot verder onderzoek naar hoe het proces werkt en de mogelijke rol die het kan spelen bij neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer.
De studie onderstreept ook nog eens het belang van slaap. "Dit zou veel discussie kunnen oproepen voor ploegenarbeiders, die 's nachts werken," vertelde Nedergaard Wetenschap. "Je krijgt waarschijnlijk schade als je niet slaapt."