Enkele hersenschakelaar regelt zowel slaap als waakzaamheid
Er zijn talloze nadelige gezondheidseffecten verbonden aan onvoldoende slaap. Maar een recente studie kan de weg effenen voor nieuwe slaaptherapieën, aangezien blijkt dat één enkel hersengebied zowel slaap als waakzaamheid controleert.
Van het verhogen van het risico op zowel hypertensie als obesitas tot het waarschijnlijker maken van depressie en kanker, slaapgebrek kan ons immuunsysteem net zo goed schaden als ons mentale welzijn.
Uit een onderzoek van de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) bleek dat 50 tot 70 miljoen volwassenen in de Verenigde Staten chronische slaapstoornissen hebben.
Ze ontdekten ook dat meer dan 35 procent van hen niet de minimum 7 uur krijgt die een volwassene nodig heeft voor een optimale gezondheid.
Dit bracht de CDC ertoe om slaapgebrek te beschouwen als een "volksgezondheidsepidemie", waarbij onderzoekers werden aangespoord om met nieuwe slaaptherapieën te komen en het mysterie te ontrafelen van hoe onze hersenen de rustgevende toestand teweegbrengen.
Tot nu toe werd aangenomen dat onze hersenen verschillende regio's gebruiken om af te wisselen tussen slaap en waakzaamheid.
Een populaire hypothese stelt bijvoorbeeld dat de hersenschors - dat wil zeggen het bovenste deel van de hersenen dat zich direct onder de schedel bevindt - slaapverwekkende langzame hersengolven 'uitzendt', terwijl de waakzaamheid wordt gecontroleerd door het onderste deel van zoogdieren. van onze hersenen.
Nieuw onderzoek heeft deze hypothese op zijn kop gezet. Wetenschappers van de afdeling BioMedical Research van de Universiteit van Bern en de afdeling Neurologie van Inselspital, Bern University Hospital - beide in Zwitserland - vinden neuronen die zowel slaap als waakzaamheid beheersen.
Het team werd geleid door senior auteur Prof. Antoine Adamantidis, van de afdeling Neurologie van Inselspital. Thomas Gent, een onderzoeker in dezelfde afdeling, is de eerste auteur van het artikel.
De bevindingen, die de weg kunnen effenen voor nieuwe slaaptherapieën, werden gepubliceerd in het tijdschrift Nature Neuroscience.
Thalamische neuronen sturen de slaap-waakcyclus aan
Prof. Adamantidis en zijn team gebruikten optogenetica om neuronen selectief aan en uit te zetten in de hersenen van muizen.
Optogenetica is een techniek waarbij neuronen genetisch worden gemodificeerd om op licht te reageren. In dit geval hebben de wetenschappers neuronen gemodificeerd in de thalamus van knaagdieren, of het hersengebied dat verantwoordelijk is voor het doorgeven van sensorische informatie aan de cortex.
De thalamus is ook betrokken bij stemmingsregulatie en staten van opwinding of bewustzijn.
In deze studie gebruikten de onderzoekers langdurige prikkels om deze neuronen te activeren, waardoor de knaagdieren wakker werden. Het ritmisch gebruik van langzame stimuli veroorzaakte echter een diepe, niet-snelle oogbewegingsslaap (REM) bij de muizen, gemeten met een elektro-encefalogram.
REM- en niet-REM-slaap zijn de twee belangrijkste slaapfasen; het eerste is het stadium waarin we dromen, het tweede is de diepe, herstellende slaap.
Voor zover de auteurs weten, was dit de eerste keer dat een studie heeft aangetoond dat een enkel hersengebied zowel slaap als waakzaamheid bevordert.
"Interessant is", legt Gent uit, "dat we ook konden aantonen dat onderdrukking van de thalamische neuronale activiteit het herstel van slaapverlies belemmerde, wat suggereert dat deze neuronen essentieel zijn voor een goede nachtrust na [een] lange periode van wakker zijn."
De senior auteur van het onderzoek weegt ook op de klinische betekenis van de bevindingen.
"Wij geloven dat het blootleggen van de controlemechanismen van thalamische neuronen tijdens slaap en waken de sleutel zal zijn tot het vinden van nieuwe slaaptherapieën in een samenleving met steeds meer slaapgebrek."
Prof. Antoine Adamantidis
