Inhoudsopgave
Literatuurverslag
Inleiding 2 + 3
§1. Benaming “biologische klok”
§2. Lokalisering van de klok
§3. Geschiedenis
§4. Ritmen
4.1 Ontwikkeling
4.2 Organisatie van ritmen
4.3 Circadiaan ritme
4.4 Ultradiaan ritme
4.5 Infradiaan ritme
4.6 Voorbeelden van biologische ritmen en geneesmiddelen
§5. Beïnvloeding
5.1 Manipulatie van de biologische klok
5.2 Jetlag
5.3 Ploegendienst
§6. Melatonine
6.1 Productie
6.2 Invloed van licht
6.3 Invloed op lichaamsritmen
6.4 Melatonine als medicijn
§7. Ochtendmens of avondmens
Literatuur
Praktijkverslag
Samenvatting
Inleiding
Werkplan 1
Werkplan 2
Methode van onderzoek
Resultaten
Conclusie, discussie
Eindevaluatie
Bijlagen
Logboek
Literatuurverslag
Inleiding
Je ligt al minstens 3 uur wakker en kunt niet slapen, terwijl het eigenlijk wel zou moeten. Of je bent vreselijk moe, terwijl je wakker en fit moet zijn. Dit verschijnsel komt waarschijnlijk iedereen bekend voor.
In onze moderne maatschappij begint een werkdag niet meer bij het kraaien van de haan of bij het aanbreken van de dag. Nee, we horen onze wekker afgaan. Tegenwoordig kunnen we de biologische klok zien als een last in ons dagelijks leven. Het zorgt ervoor dat we moeite hebben met het draaien van nachtdiensten, veroorzaakt jetlags en ochtendhumeuren. Zou het niet makkelijker zijn om te leven zonder die biologische klok? En is dat eigenlijk wel mogelijk?
Mensen streven er sinds oudsher naar om de tijd bij te houden en hebben daartoe steeds ingenieuzer hulpmiddelen ontwikkeld. Van zonnewijzer tot digitaal horloge en van steengroepen (megalithen) tot agenda’s. Klokken en agenda’s lijken het stadium van hulpmiddel achter zich te hebben gelaten en dirigeren veelal het sociale leven in de westerse wereld.
Het begrip “biologische klok” gebruikt men om het verschijnsel te verklaren dat allerlei processen in een organisme met een eigen vast ritme verlopen en dat deze ritmen bovendien goed op elkaar afgestemd zijn. Alle planten, dieren en mensen beschikken over zo’n inwendige klok, die als een dirigent ervoor zorgt dat er een goed samenwerkend geheel ontstaat. In mijn profielwerkstuk zal ik mij enkel richten op de biologische klok van de mens. Dankzij de afwisseling van dag en nacht, van licht en donker, kunnen levende wezens hun klok gelijkzetten en een 24-uurs ritme aanhouden.
Daarnaast zijn er andere ritmen in hun omgeving die als tijdsignaal kunnen dienen, zoals de seizoenscyclus, de maan- en getijdenritmen of het gedrag van soortgenoten.
Men zou haast vergeten dat mensen een biologische, inwendige klok bezitten, die in een bepaald deel van de hersenen is gelegen en onze lichaamsfuncties zoals ademhaling, hartslag, stofwisseling en aanmaak van hormonen op elkaar afstemt. Wij merken er pas wat van als die afstemming verstoord raakt. Dat kan gebeuren als de klok tegenstrijdige tijdsignalen krijgt zoals bij nachtdiensten en bij langdurige vliegreizen oost- of westwaarts (de zg. jetlag). Men onderzoekt hoe deze verstoringen opgevangen kunnen worden. De moeilijkheid daarbij is, dat men nog niet precies weet hoe de biologische klok werkt en op welke wijze de verschillende inwendige ritmen elkaar beïnvloeden.
De laatste jaren is men steeds meer rekening gaan houden met de ritmen van lichaamsfuncties, met name bij de toediening van geneesmiddelen. Door uit te zoeken op welk tijdstip een geneesmiddel het beste werkt en tevens de minste bijwerkingen heeft.
Het onderzoek bij planten en dieren kan men grofweg onderscheiden in twee groepen. De ene groep houdt zich bezig met de wijzen waarop bepaalde organismen hun biologische klok op ritmen uit hun omgeving hebben afgestemd en probeert er achter te komen waarom dat zo is. Tevens wil men meer te weten komen over de organisatie van de inwendige ritmen.
De andere groep is gericht op toepassing en streeft ernaar de biologische ritmen te beïnvloeden. Daarbij is het praktische resultaat belangrijker dan de kennis van de achterliggende mechanismen. In de landbouw heeft dat bijvoorbeeld geleid tot chrysanten met verscheidene bloemen per stengel die nu in ieder jaargetijde te koop zijn. Een ander voorbeeld is het aan de leg krijgen en houden van kippen. Dat alles dankzij een uitgekiend schema van belichting.
Bij de mens wordt met behulp van kunstlicht getracht de biologische klok van patiënten die aan winterdepressie lijden bij te stellen. Daarvoor is een zeer hoge lichtsterkte nodig, veel meer dan waarbij wij gewend zijn te werken of te leven. Kunstlicht heeft ons de mogelijkheid verschaft ook ’s nachts actief te zijn maar onze biologische klok gaat nog steeds haar eigen gang. Daarmee zal men toch rekening moeten houden.
Goed kunnen omgaan met de tijd is dus een belangrijke opgave voor de mens. Er moet efficiënt worden omgesprongen met de tijd. In een levend organisme vindt een enorm aantal samenhangende, maar elkaar in de tijd vaak uitsluitende verrichtingen plaats. Dan moeten veel van die verrichtingen ook nog op het juiste moment plaatsvinden, goed afgestemd op de buitenwereld. Een beproefd hulpmiddel bij die opgaven is regelmaat, een regelmaat die we terugvinden in een breed scala van biologische ritmen. Het leven wordt gekenmerkt door zich herhalende gebeurtenissen: van de splitsing en verdubbeling van het DNA-molecuul en de celdeling, ademhaling en hartslag, tot aan het met vaste regelmaat terugkerend gedrag. Met de verzamelnaam “biologische ritmen” geeft men aan dat zulke gebeurtenissen volgens vastere tijdspatronen terugkeren dan men op grond van het pure toeval zou verwachten.
Het onderwerp is door mij gekozen omdat ik erg geïnteresseerd ben in processen die zich afspelen in het menselijk lichaam. Het proces van de biologische klok spreekt mij enorm aan omdat het voor veel mensen vanzelfsprekend lijkt dat bepaalde dingen in ons leven nu eenmaal zo verlopen. Eigenlijk zit er een heleboel achter, waar de “gewone mens” niets of weinig van weet.
§1. Benaming “biologische klok”
De biologische klok is een aangeboren mechanisme bij organismen waarbij allerlei lichamelijke functies met een bepaalde periodiciteit plaatsvinden. De biologische klok zorgt er eigenlijk voor dat alle processen in het menselijk lichaam keurig op tijd plaatsvinden. Een dergelijke inwendig meetikkende klok wordt meestal gelijk gezet door invloeden van buitenaf, vooral daglicht.
De biologische klok bestaat uit een hoeveelheid cellen gelegen in de hersenen. Deze cellen genereren een 24-uurs ritme en leggen dit op aan de rest van het lichaam. Eén van de functies van de biologische klok is het reguleren van je slaap-waak ritme. De biologische klok geeft een tijdsignaal af, waarschijnlijk via de pijnappelklier in de hersenen, die melatonine af gaat geven wat ervoor zorgt dat je slaperig wordt. Het eigen ritme van de biologische klok is echter niet precies 24 uur en moet daarom steeds bijgesteld worden. Dit gebeurt door de perceptie van licht en donker met behulp van sensoren in je ogen. Waarschijnlijk bepalen dus de rotatie van de aarde (en daarmee de afwisseling van licht en donker) en je biologische klok samen voor een groot deel hoe jij je gedraagt.
Maar niet alleen het slaap-waak ritme wordt gestuurd door onze biologische klok. Talloze systemen in ons lichaam zijn gebaseerd op dat 25 mm3 stukje hersenen. De biologische klok bepaalt bijvoorbeeld ook deels wanneer jij honger krijgt en heeft invloed op je lichaamstemperatuur. En ook ritmiek van hartslag, werking van organen en hersenen, voortplanting en psychisch functioneren zijn via-via gerelateerd aan onze biologische klok.
§2. Lokalisering van de klok
De term ‘biologische klok’ kende men al lang, maar nu weten we ook waar die ‘klok’ zit. Het is een minuscuul stukje hersenweefsel (± 20 000 cellen groot), vlak boven het chiasma opticum. De chiasma opticum is de plek van de kruising van de oogzenuwen. De suprachiasmatische kern of nucleus, (SCN), is niet groter dan een kwart kubieke millimeter (zie figuur 1). Doordat deze zo dicht bij de oogzenuw zit krijgt hij gemakkelijk directe informatie vanuit de ogen.
Figuur 1: Plaatsaanduiding SCN (suprachiasmatische nucleus)
Deze SCN (Supra Chiasmatische Nucleus) werkt geheel onafhankelijk van het lichaam in zijn ritme en ligt in de hypothalamus. De hypothalamus is een belangrijk centrum van zenuwcellen en -klieren in de hersenen. De SCN geeft de informatie elektrisch door via zenuwbanen aan andere hersengebieden zoals de pijnappelklier (epifyse); hier wordt melatonine geproduceerd met behulp van de stof noradrenaline. Deze beïnvloedt op zijn beurt de hypothalamus en deze stuurt vervolgens de hypofyse aan. De hypofysehormonen regelen dan de stofwisseling, maar ook de geslachtsklieren (zie figuur 2).
De SCN krijgt informatie uit het oog; uit speciale cellen in de ganglionlaag. De ganglioncellen zijn gevoelig voor de helderheid van het licht en geven deze informatie door aan de SCN. De ganglioncellen zijn zenuwcellen die impulsen vervoeren naar de hersenen, waar de waarneming plaatsvindt. Blinde mensen kunnen sociale factoren als ‘Zeitgeber’ gebruiken. Een zeitgeber is een input van elders uit het lichaam of uit de omgeving. Zo’n zeitgeber zorgt ervoor dat de SCN autonoom een ritme kan blijven genereren.
Figuur 2: Schema werking SCN
Dr. Joke Meijer, neurofysiologe in het LUMC ontdekte dat je de SCN in twee helften kunt indelen. Deze splitsing is gebaseerd op het feit dat het onderste deel van de SCN onmiddellijk reageert op licht dat door de ogen waargenomen wordt, maar de bovenste helft heeft langer de tijd nodig om zich aan te passen aan de situatie. Deze bovenste helft heeft daarbij nog signalen nodig van het onderste deel om te kunnen functioneren. De neurotransmitter Gamma-aminobutyric acid (GABA), zie figuur 4, is belangrijk bij het doorgeven van de signalen. Een neurotransmitter zorgt er in het algemeen voor dat er signalen overgedragen kunnen worden tussen zenuwcellen (zie figuur 3). GABA is een neurotransmitter die de activiteit van bepaalde zenuwcellen kan afremmen. Deze neurotransmitter ligt in blaasjes opgeslagen in de uitloper van een zenuwcel. De blaasjes met daarin GABA versmelten met de wand van een zenuwcel als er een elektrisch signaal arriveert. Dan wordt GABA in de ruimte tussen de twee neuronen losgelaten en naar de aangrenzende zenuwcel geleid (zie figuur 3). Vervolgens bindt GABA zich aan receptoren waarna er een signaal wordt afgegeven dat de afgifte van andere neurotransmitters remt. Door dit proces kunnen er minder boodschappen worden doorgegeven in de hersenen.
Onderzoekers die geïnteresseerd waren naar de werking van GABA hebben deze neurotransmitter in de SCN tijdens een onderzoek uitgeschakeld met een GABA-blokker. Na deze handeling bleek dat de bovenkant van de SCN geen informatie meer verkreeg van de onderkant en omgekeerd. Dit zorgde er dus voor dat de functie van GABA uitviel en dat wil in dit geval zeggen dat er geen overdracht van signalen meer plaats kon vinden tussen de helften. Dit zorgde er op zijn beurt weer voor dat het proces van aanpassing of het afstellen van de biologische klok op een laag pitje kwam te staan, vanwege gebrek aan signalen.
Maar nu is de vraag of deze neurotransmitter juist een stimulerend of niet-stimulerend effect op de biologische klok heeft. Uit zeer ingewikkeld onderzoek van onder andere dr. Joke Meijer is gebleken dat GABA de biologische klok zowel stimuleert als remt. Dit gebeurt in zowel de boven- als de onderkant van de SCN, maar dan tegengesteld.
Dus als de bovenkant in een bepaalde situatie stimuleert, dan remt de onderkant en omgekeerd. Dit hele proces van de GABA neurotransmitter heeft dus te maken met het overbrengen van signalen die via je ogen binnenkomen in de hersenen. Deze signalen kunnen door de SCN onder invloed van GABA geremd of gestimuleerd worden waardoor het ritme bijgesteld wordt.
Figuur 4: structuurformule Gamma-aminobutyric
Naast dit systeem in de SCN met de GABA neurotransmitter heeft de SCN ook een soort “lichtdetectiesysteem” waarmee daglengtes geregistreerd kunnen worden. Op deze manier kan de biologische klok dus bepalen of het op een willekeurig moment “dag” of “nacht” is. Vervolgens kan het activiteitenpatroon hierop afgestemd worden. Het pigment melanopsine speelt bij dit lichtdetectiesysteem een grote rol. Melanopsine legt verbinding met de biologische klok en bevindt zich in de zenuwcellen in het oog. Dit pigment is in staat om langdurig licht waar te nemen, waardoor in de SCN daglengtes kunnen worden bepaald.
De SCN is langwerpig bij vrouwen en rond bij mannen. Het gevolg hiervan is dat de kern van vrouwen meer verbindingen kan hebben met de rest van de hersenen. Of dit een functie heeft, is nog niet bekend.
De biologische klok heeft ook iets te maken met de seksuele voorkeur. De kern is bij homoseksuele mannen 2 maal groter dan bij heteroseksuele mannen, maar bij heteroseksuele mannen en heteroseksuele vrouwen is hij even groot. Dit blijkt onder andere uit de in 1989 gedane ontdekking door Prof. Dr. D.F. Swaab, dat homoseksuele mannen een bijzonder grote SCN hebben.
Baby’s hebben echter nog geen duidelijk ritme, omdat deze kern (SCN) nog niet klaar is. Bij oude mensen sterven hersencellen af, ook in het SCN gedeelte, zodat het ritme weer slechter gaat werken. Je kunt je voorstellen dat dit vooral bij dementie vaak problemen geeft.
Bij onderzoek aan hersenen van overleden patiënten is duidelijk geworden dat de SCN er overdag anders uitziet dan ’s nachts. In de herfst ziet de kern er ook weer anders uit dan in het voorjaar. Men beschikt nog geen verdere exacte informatie hierover.
§3. Geschiedenis
De geschiedenis van het onderzoek naar biologische ritmen is een fraai voorbeeld van de wijze waarop technologische ontwikkelingen hun stempel kunnen drukken op het natuurwetenschappelijk onderzoek.
Sinds het midden van de vorige eeuw is bekend dat de lichaamstemperatuur en de urineproductie van de mens over een etmaal bezien aan veranderingen onderhevig zijn.
Rond 1930 komt pas het onderzoek naar deze verschijnselen op gang met als resultaat de beschrijving van een tiental ritmen bij de mens waaronder dat van bloeddruk, ademhaling, water- en zouthuishouding. De kennis bleef vooralsnog beperkt tot een twintigtal wetenschappers waaronder de plantenfysiologen, artsen en een natuurkundige. De tweede wereldoorlog zet alle ontwikkelingen op onderzoekgebied tijdelijk stop, maar in het begin van de jaren vijftig ontstaat een explosieve groei en worden voor het eerst proeven met dieren gedaan. De speurtocht naar het mechanisme van de ritmiek is begonnen. Naast 24-uursritmen worden snellere, maar ook tragere ritmen zoals de seizoensritmen bestudeerd.
Binnen het veld van onderzoek ontstaan groeikernen. Sommige onderzoeken zijn alleen gericht op de ontregeling van het mechanisme, waarbij moderne technieken de onderzoeker in staat stellen tot op DNA-niveau door te dringen. Wiskundigen ontwikkelen modellen over de wijze waarop verschillende ritmen onderling op elkaar zijn afgestemd. Hersenonderzoekers storten zich op het identificeren van stuursystemen waarmee ritmen worden gecoördineerd en worden afgestemd op de buitenwereld. Medici gaan zich vooral richten op de toepassing van kennis over ritmen bij behandelingsmethoden. Schreef een onderzoeker in 1937 al te betwijfelen of de toediening van 3x daags een pil wel de juiste wijze is, nu zien we de ontwikkeling van in het lichaam ingeplante minipompen die afgestemd op bepaalde lichaamsritmen geneesmiddelen kunnen afgeven.
Al dat onderzoek levert het beeld op van organismen die er in de loop van de evolutie in geslaagd zijn hun activiteiten in overeenstemming te brengen met hun omgeving en vooruit te lopen op de voortdurend wisselende eisen die door die omgeving worden gesteld. Biologische ritmen blijken echter niet door de natuur te worden opgelegd, maar blijken in het organisme zelf te ontstaan. Ze blijken zelfs te zijn verankerd in de erfelijke structuur alsof een kopie van het tijdsprogramma van de omringende natuur ooit daarin is vastgelegd.
Dat het organisme hierdoor een zekere mate van onafhankelijkheid verkrijgt, wordt duidelijk doordat op tal van niveaus binnen organisme -van moleculen en cellen tot de uitingen van complex gedrag- de ritmen aanwezig blijven ook wanneer het organisme niet meer wordt geïnformeerd over veranderingen in de omgeving.
Algemeen wordt nu aangenomen dat een in het organisme aanwezig en onafhankelijk van de buitenwereld werkend tijdsmechanisme verantwoordelijk is voor de biologische ritmiek. Dit mechanisme wordt aangeduid met de naam biologische klok. Specialistische kennis uit verschillende wetenschappelijke disciplines zal moeten worden samengebracht om uiteindelijk te weten te komen hoe onze biologische klok werkt.
In de jaren zestig richtte het onderzoek zich vooral op de vraag of er in een organisme groepen van cellen zijn aan te wijzen die de ritmen van bepaalde functies of gedragingen controleren. In die tijd sprak men dan ook over het lokaliseren van de biologische klok. Het uitgangspunt dat één centrale klok zijn ritme oplegt aan organen en weefsels, zelfs wellicht aan cellen, heeft vergaande consequenties.
§4. Ritmen
4.1 Ontwikkeling
Voor de ontwikkeling van biologische ritmen en met name van de 24-uurs ritmen geldt dat zij voor het merendeel pas na de geboorte optreden. Opvallend is dat niet alle functies gelijktijdig tot ontwikkeling komen. Vlak na de geboorte van een kind bijvoorbeeld is nog geen slaap-waak ritme te zien. In een enkel geval is waargenomen, dat na ongeveer tien weken in het slaap-waak ritme een vrijloop-patroon ontstaat dat na omstreeks 22 weken afgestemd raakt op de omgeving.
Bij het dag-nacht ritme van de door de bijnier afgescheiden hormonen is dat pas na twee jaar het geval. Maar ook binnen eenzelfde orgaan, zoals de nier, zijn er verschillen in rijping. Tussen de zesde en de zestiende week na de geboorte ontstaat er een ritme in de totale urineproductie, zoals ook het geval voor de natrium-, kalium- en ureumuitscheiding. Daarentegen zijn de ritmen van fosfaat- en chlooruitscheiding pas na vier tot vijf maanden meetbaar.
Couveusekinderen leven dag en nacht bij kunstlicht en missen daardoor de mogelijkheid zich op de afwisseling van licht en donker in te stellen.
De volgorde waarin na de geboorte ritmen ontstaan moet een weerspiegeling zijn van de tijd die nodig is voor het leggen van verbindingen tussen de klok in de hersenen en de door haar te dirigeren lichaamsfuncties.
Bij het ouder worden treden weer veranderingen op in de ritmen. Sommige ritmen vlakken geleidelijk af zoals de uitscheiding van kalium of de concentraties van groei- of geslachtshormonen in het bloed, en kunnen zelfs geheel verdwijnen. Andere ritmen blijven echter tot op hoge leeftijd onverminderd aantoonbaar.
Ook bij de biologische klok zelf vindt men een verandering. Die klok gaat namelijk steeds sneller lopen en lijkt de ritmen van de lichaamsfuncties minder goed op elkaar te kunnen afstemmen. Het slaap-waak ritme en het ritme van de lichaamstemperatuur blijken bij oudere mensen zwakker te zijn dan bij jongeren. Hersenonderzoek bij oudere ratten laat zien dat het aantal cellen waaruit de suprachiasmatische kern is opgebouwd, afneemt.
4.2 Organisatie van ritmen
Over 24-uurs ritmen is men veel te weten gekomen door proefpersonen weken- of maandenlang in grotten, bunkers of volledig afgesloten appartementen te isoleren van de buitenwereld. Met behulp van meetapparatuur werd hun temperatuur, lichamelijke activiteit en soms ook de hersenactiviteit (EEG) voortdurend geregistreerd.
Daarbij bleek, dat de 24-uurs ritmen van de lichaamsfuncties een gevolg zijn van de invloed van de dag-nacht cyclus. Proefpersonen gaan tijdens isolatie een ritme vertonen van meer dan 24 uur, hun ritme gaat als het ware “vrijlopen”. Onder normale omstandigheden staan mensen echter voortdurend onder druk van hun omgeving om zich aan een 24-uurs periode aan te passen.
Dit proces van aanpassing wordt wel aangeduid als externe synchronisatie. Dagelijks wordt onze biologische klok geïnformeerd over de tijd in de buitenwereld via tijdsignalen. Voor de meeste organismen is de dagelijkse licht-donker afwisseling het belangrijkste signaal. Voor de mens geldt dat ook factoren als tijdsbesef en sociale prikkels als signaal kunnen dienen. De periode van onze 24-uurs ritmiek kan echter niet onbeperkt ingekrompen of uitgebreid worden. Duurt een kunstmatig etmaal minder dan 23 uur of meer dan 27 uur, dan faalt het aanpassingsmechanisme en treedt ontkoppeling van ritmen op.
Onder normale omstandigheden onderhouden de verschillende ritmen van de lichaamsfuncties een vaste tijdsrelatie tot elkaar, ze zijn onderling in de tijd gekoppeld, de zg. interne synchronisatie. Deze interne koppeling kan worden bepaald door het verloop van elk van de afzonderlijke ritmen te beschrijven door middel van een curve, de tijd te bepalen waarop de hoogste waarde wordt bereikt, de zg. acrofase en deze momenten in een fasekaart weer te geven. Veel ritmen blijken dan een eigen, kenmerkende acrofase te hebben (zie hieronder).
De ritmen van de lichaamstemperatuur, bloeddruk en hartslagfequentie bijvoorbeeld bereiken een piekwaarde in de tweede helft van de dag, terwijl deze piek voor de oog-hand coördinatie en het groeihormoon in de nacht valt.
Ondanks de aanzienlijke verschillen tussen individuen is een fasekaart heel bruikbaar om afwijkingen op te sporen in geval van ziekte of ontregeling van de slaap-waak ritmiek. Bovendien kan men bepalen op welk tijdstip men een geneesmiddel dat een bepaald lichaamsproces beïnvloedt, het best kan toedienen (zie “Voorbeelden van biologische ritmen en geneesmiddelen” §4.6).
De fasekaart levert ook informatie over de onderlinge koppeling van lichaamsprocessen zoals de rol van bepaalde hormonen tijdens de slaap.
4.3 Circadiaan ritme
Vrijwel alle organismen wekken inwendig een ritme op, dat een gemiddelde periode heeft van ongeveer 24 uur. Men spreekt over circadiane ritmiek (naar het latijn circa = ongeveer en dies = dag). Die circadiane ritmiek krijgen we op zijn best te zien in constante omstandigheden. Het is een natuurlijk verschijnsel dat dit ritme niet altijd precies 24 uur is. In elke omstandigheden bestaan eigen “vrijlopende ritmen”. Mensen, dieren en planten hebben dus een mogelijkheid nodig om de afwijking van 24 uur te corrigeren. Dit doen zij voornamelijk door gebruik te maken van de licht-donker cyclus. Natuurlijk variëren ook andere factoren, zoals temperatuur, vochtigheid en voedselaanbod in de omgeving. Maar geen enkele geeft een zo precies signaal als zonsopgang en zonsondergang. Circadiane ritmen zijn daarom gevoelig voor licht en gewoonlijk ongevoelig voor andere prikkels. Aan heel veel dag- en nacht-ritmen die we in de natuur, inclusief ons zelf, waarnemen ligt deze inwendige circadiane ritmiek ten grondslag.
4.4 Ultradiaan ritme
Alle ritmen die sneller verlopen dan dan de circadiane ritmen noemt men ultradiaan. Er zijn veel voorbeelden van korte ritmen met een periode van één tot enkele uren. Eetgedrag bij (zoog)dieren, maar bijvoorbeeld ook de concentratie van bepaalde hormonen in het bloed, of de afwisseling van bepaalde slaapstadia. Maar bij ultradiane ritmen horen dus ook veel snellere ritmen, zoals ademhaling en bloedsomloop. Al deze ritmen hebben gemeen dat ze betrokken zijn bij de inwendige besturing van een organisme en zijn vaak minder nauwkeurig dan circadiane ritmen. Maar overigens verschillen ultradiane ritmen in functies en waarschijnlijk ook in mechanismen. Samenhangen tussen ultradiane gedrags- en hormoon-ritmen zijn wel verondersteld maar niet bewezen. Van de hartslag weten we dat deze gestuurd wordt door een eigen gangmaker, bij de “uurs”-ritmen tasten we daar nog in het duister. Misschien is daar ook een klokmechanisme, of misschien een soort regelmechanisme als van een verwarmingsthermostaat.
Als men bezig is met onderzoek in laboratoria naar het ultradiane ritme, kan het zo zijn dat deze spontaan uitvalt. Maar door een kleine herseningreep kan de suprachiasmatische kern ook uitgeschakeld worden. Het ultradiane ritme schijnt hier alleen maar mooier van te worden. Sinds kort weten we, dat als we de hersenbeschadiging een enkele millimeter verderop aanbrengen, het organisme ineens het uursritme kwijt is. Misschien hebben organismen dus naast de circadiane klok ook nog een aparte ultradiane KLOK en niet alleen een ultradiaan ritme. Onderzoek hiernaar is echter in volle gang.
4.5 Infradiaan ritme
Naast het circadiane en utradiane ritme, zijn er ook allerlei processen in de biologie met een ritme dat juist langer duurt dan 24 uur. Bij dit soort processen die langer duren dan 24 uur, kun je denken aan de menstruatiecyclus of bij dieren bijvoorbeeld een winterslaap. Het meeste onderzoek in de chronobiologie richt zich echter op de circadiane ritmiek, daarom is er heel weinig informatie bekend over het infradiane ritme.
4.6 Voorbeelden van biologische ritmen en geneesmiddelen
• Lidocaïne is een middel voor plaatselijke verdoving. ’s Avonds laat en ’s morgens vroeg heeft het een gemiddelde werkingsduur van 25 minuten. Om 3 uur ’s middags werkt het ongeveer 50 minuten. Het werkt ’s middags dus langer.
• Histamine geeft bij een allergietest ’s ochtends een zwakkere reactie, waardoor het afnemen van de test ’s middags of ’s avonds een duidelijker resultaat oplevert.
• Aspirine werkt ’s avonds langer en beter dan ’s morgens.
• Indometacine, een middel dat gebruikt wordt om bij jicht en rheumatiek de pijn en ontstekingsverschijnselen te bestrijden hoeft maar 1x per dag te worden ingenomen. De beste tijd om dat te doen is ’s avonds, want dan werkt het beter en heeft het minder bijwerkingen.
• Cytostatica zijn stoffen die worden gebruikt om de celgroei van tumoren te remmen. Het is van groot belang het tijdstip te bepalen waarop een bepaald middel moet worden toegediend om de celgroei van tumoren zoveel mogelijk en die van gezonde cellen zo min mogelijk te remmen.
§5. Beïnvloeding
5.1 Manipulatie van de biologische klok
In een tijd met veel aandacht voor de behandeling met geneesmiddelen past het ook onderzoek te doen naar de mogelijkheden daarvan voor beïnvloeding van de biologische klok. Onlangs is vastgesteld dat bepaalde benzodiazepines, bekend als slaapmiddelen, in staat zijn de fasepositie van het activiteitsritme van hamsters te verschuiven. De mogelijk praktische toepassing hiervan met betrekking tot jet-lag ligt voor de hand.
In dit kader geniet ook het door de pijnappelklier afgegeven hormoon melatonine een zekere belangstelling. De productie van melatonine wordt door daglicht onderdrukt, zodat het 24-uurs patroon wordt gevormd door zijn afwezigheid overdag en aanwezigheid ’s nachts. Toediening van melatonine aan mensen heeft een verhoogde slaperigheid tot gevolg. Wordt melatonine tijdens de lichtfase, drie uur voor het begin van de slaap, gedurende drie dagen voor en drie dagen na een fase-vervroeging van acht uren gegeven, dan bevordert dat een snellere aanpassing van de 24-uurs ritmiek.
Dat het melatonine ritme nauw betrokken is bij het circadiane systeem wordt gesuggereerd door metingen bij patiënten die lijden aan een zogenaamde winterdepressie.
Tijdens de winterse depressiefase blijkt het begin van de melatonine prodcutie bij hen later te vallen dan bij een groep gezonde personen, ondanks gelijke slaaptijden. Uitgaande van de hypothese dat de 24-uurs ritmiek van de patiënten abnormaal vertraagd is, heeft een groep onderzoekers hen, tezamen met een controlegroep, gedurende een week ’s morgens van 6 tot 9 uur blootgesteld aan helder kunstlicht. Hiermee hoopten zij een vervroeging van de ritmiek te bereiken. Met name voor de patiënten bleek dit het geval: het begin van de melatonineproductie werd bij hen anderhalf uur vervroegd en werd daarmee gelijk aan dat van de controlegroep.
Zoals blijkt uit een ander recent experiment beïnvloedt lichttherapie niet alleen het melatonine ritme. Wordt een gezond persoon, een uitgesproken ochtendmens, gedurende een week dagelijk van 7 tot 11 uur ’s avonds blootgesteld aan een hoge dosis kunstlicht, overeenkomend met het vroegste daglicht, dan veroorzaakt dit een fase-vertraging van maar liefst zes uren, zoals metingen van de lichaamstemperatuur en de uitscheiding van cortisol laten zien.
5.2 Jet-lag
Aangespoord door de reclames en gelokt door betrekkelijk lage prijzen, vliegen steeds meer mensen naar steeds verder gelegen oorden. Hier komt echter nog wel iets bij kijken. Namelijk het probleem van de jet-lag. Dit probleem betreft in de eerste plaats de vliegtuigbemanning. De werksituatie voor deze beroepsgroep wordt gekenmerkt door een tweetal verschuivingen. Namelijk van de werkperioden en van de licht-donker cyclus. Terwijl uit onderzoek bij mensen in nacht- en ploegendienst veel bekend is geworden met betrekking tot het eerste type verschuiving, zijn de gevolgen van jarenlang herhaalde tijdsverschuivingen nauwelijks onderzocht.
De grafiek (zie hieronder) toont de gemiddelde waarden van de resultaten van metingen bij acht personen na zowel een westwaartse als een oostwaartse vlucht over zes tijdzones. Voor de dagen na de vlucht zijn de tijdstippen van de piekwaarden (acrofasen) van de ritmen van de lichaamstemperatuur, van het stofwisselingsproduct van het hormoon cortisol en van psychomotore prestatie weergegeven (in verband met toenemend slaaptekort zijn de prestatie-metingen slechts om de dag verricht). Een negatieve waarde op de verticale as geeft een relatief vroegere en een positieve waarde een relatief latere acrofase aan dan onder normale omstandigheden.
Tijdens de aanpassing onderhouden de verschillende ritmen geen vaste onderlinge tijdsrelatie, maar tonen verschillende aanpassingssnelheden. Deze interne ontregeling is groter en duurt langer na een oostwaartse dan na een westwaartse vlucht. Het 24-uurs gemiddelde van het prestatievermogen bleek slechts de eerste dag na de vlucht verminderd te zijn, ondanks de minimale duur van vijf dagen die wordt gemeten voor interne ontregeling na het passeren van zes tijdzones. (Overigens komt deze prestatieverslechtering op sommige tijden van de dag overeen met de gevolgen van een concentratie van 0,5 promille alcohol in het bloed). Zeker op de eerste dag hebben ook slaaptekort en vermoeidheid een aandeel hierin.
Deze resultaten zijn verkregen uit metingen bij jonge volwassenen zonder veel vliegervaring. Recente registraties, bij bemanningsleden werkzaam bij vliegtuigmaatschappijen uit vier verschillende landen, hebben uitgewezen dat de effecten van transatlantische vluchten op hun slaapkwaliteit minder ernstig waren dan verwacht. Zeer duidelijk bleek ook hier het bestaan van individuele verschillen, samenhangend met leeftijd en ochtend/avondmens typering. Het schijnt dat behalve een zekere mate van zelfselectie ook ervaring met het omgaan met jet-lag verschijnselen hierbij een rol speelt.
5.3 Ploegendienst
Een vergelijkbare situatie van tegenstrijdige tijdsignalen bestaat tijdens ploegendienst. Om technologische en economische redenen is ploegenarbeid in bepaalde industrietakken zoals de staalindustrie en in dienstverlenende instellingen zoals ziekenhuizen en horecabedrijven noodzaak geworden. Daarbij gaat het om ongeveer 20% van de werknemers in geïndustrialiseerde landen. Er zijn verwarrend veel verschillende roosters voor ploegenarbeid, deels ontstaan uit bedrijfstechnische overwegingen, deels uit gezondheidsmotieven.
Het duidelijkste gevolg van werken tijdens de gebruikelijke slaapperiode is slaaptekort. Bij de overgang van een vrije dag naar nachtdienst wordt doorgaans voorafgaande aan de eerste dienst niet geslapen. Na de eerste nachtdienst is er al sprake van slaaptekort. Dit effect treedt in mindere mate op bij ochtenddienst. In de daarop volgende dagen blijkt de ploegenwerker niet in staat het slaaptekort te compenseren; het tekort neemt zelfs toe. Ploegenwerkers hebben dan ook klachten over voortijdig ontwaken, moeite met inslapen, indoezelen tijdens het werk en algehele slaperigheid. Tijdens de periode van nachtdienst slaapt de ploegenwerker inderdaad één tot vier uur minder per dag. Berekend over langere perioden (met inbegrip van vrije dagen) wordt er echter in totale slaaptijd geen onderscheid gevonden tussen ploegenwerkers en mensen die overdag werken. Ploegenwerkers compenseren het slaaptekort door op hun vrije dagen en tijdens perioden van dagdienst langer te slapen.
Vooral het ontbreken van nachtelijke slaap ligt ten grondslag aan de slaapproblemen bij ploegenarbeiders. Slaap wordt in al zijn facetten sterk bepaald door de 24-uurs ritmiek.
Slaaplatentie, de tijd die verstrijkt tot aan de eerste tekenen van slaap, wordt gewoonlijk gehanteerd als maat voor de slaperigheid: hoe geringer de latentiewaarde des te slaperiger de proefpersoon (aangetoond in onderzoek). Wordt de slaaplatentie gedurende een etmaal iedere twee uur bepaald, dan tekent zich een duidelijk ritme af, met een piek in de vroege avond en een dal in de vroege ochtend. Dit ritme komt nauwkeurig overeen met wat de proefpersoon zelf zegt over de mate van slaperigheid. Ook is er een onmiskenbare overeenkomst met het ritme van de lichaamstemperatuur: een dalende lichaamstemperatuur gaat samen met een toenemende slaperigheid en omgekeerd (een stijgende temperatuur met een afnemende slaperigheid). In experimenten onder zg. tijdsvrije omstandigheden waarin de ritmen van slapen-waken en lichaamstemperatuur niet met elkaar in de pas liepen, is vastgesteld dat ongeveer 85% van alle ontwaaktijden samenviel met het opgaande deel van de temperatuurcurve.
Behalve de slaaplatentie is ook de slaapduur onderhevig aan ritmische schommelingen. Mensen slapen overdag gemiddeld één tot vier uur korter dan ’s nachts. Nachtwerkers wijten dit vaak aan de storende invloed van een lawaaierige omgeving. Hoewel dit ongetwijfeld een rol speelt, steunen de resultaten van laboratorium-onderzoek deze veronderstelling niet. Dezelfde verkorting van de slaapduur wordt namelijk gevonden in experimenten onder volstrekt rustige omstandigheden. Proefpersonen ontwaken hoogstwaarschijnlijk, omdat hun slaperigheid volgens hun 24-uurs ritme afgenomen is. Dit is opmerkelijk gezien de doorwaakte voorgaande nacht en korte slaapperiode. Toch worden deze slaapbevorderende factoren overheerst door de storende invloed van het ritme in slaperigheid. Het lijkt er op dat de nachtwerker ontwaakt op grond van zijn ritme in slaperigheid, merkt dat hij te kort geslapen heeft en dit feit vervolgens toeschrijft aan de invloed van de omgevingsgeluiden. Ook de slaapstructuur volgt een 24-uurs ritme, al of niet in afhankelijkheid van het tempratuur ritme. Met name het aandeel van de REM-slaap, dat wil zeggen de fase waarin de hersenactiviteit toeneemt en snelle oogbewegingen optreden zg. rapid eye movements (REM). De hoeveelheid diepe slaap blijft nagenoeg onveranderd. Als men ervan uitgaat dat diepe slaap zorgt voor nieuwe energie, kunnen dutjes overdag zeer verkwikkend werken.
Naast slaaptekort heeft ploegendienst verstoring van de 24-uurs ritmiek tot gevolg: de ritmen gaan onderling uit de pas lopen. Zo bleek het temperatuur ritme van een aantal mensen die ervoor moeten zorgen dat grote computers dag en nacht blijven werken, tijdens een maand waarin ze afwisselend ochtend-, dag- en nachtdienst verrichtten, een periode te vertonen van meer dan 24 uur.
Het onderzoek van verstoring van 24-uurs ritmen heeft zich in het bijzonder op twee aspecten van ploegendienst gericht:
- de volgorde waarin achtereen volgende diensten doorlopen worden
- het tempo waarin de verschillende diensten worden afgewisseld
Een belangrijk oogmerk hierbij is hoe aanpassingsproblemen zoveel mogelijk voorkomen kunnen worden. Met betrekking tot de volgorde van diensten zijn er twee mogelijkheden, namelijk via een verschuiving van de werktijd tegen de klok in of met de klok mee. In het voorafgaande kwam ter sprake dat over het algemeen aanpassing aan tijdsvervroeging (oostwaartse vlucht) meer moeite kost dan een tijdsvertraging (westwaartse vlucht). Met betrekking tot wisseldiensten zijn overeenkomstige resultaten gevonden.
Werknemers die diensten doorliepen in de volgorde dagdienst – ochtenddienst – nachtdienst, hadden meer klachten dan werknemers die de volgorde dagdienst – nachtdienst – ochtenddienst volgden. Laatstgenoemde volgorde verdient dus de voorkeur.
Het tweede aspect, namelijk de snelheid van het wisselen van diensten, hangt nauw samen met de traagheid waarmee 24-uurs ritmen zich aanpassen aan verschoven tijdsignalen. Alleen op grond hiervan zou aan vaste diensten de voorkeur moeten worden gegeven. Permanente nachtwerkers bijvoorbeeld blijken beter aangepast dan ploegenwerkers. Overwegend bestaan er echter slechts keuzen met betrekking tot de snelheid van het wisselen van diensten. Een lage snelheid maakt het de ploegenwerker in theorie mogelijk zich aan te passen, althans beter dan bij een hoge snelheid. De ervaring heeft evenwel geleerd dat een volledige aanpassing in deze situatie niet optreedt. De omstandigheid dat tijdens nachtdienst bijvoorbeeld sprake is van elkaar tegenwerkende tijdsignalen speelt hierbij ongetwijfeld een rol. Tevens geldt dat de dagindeling er voor een ploegenwerker tijdens nachtdienst anders uitziet dan tijden dagdienst, namelijk: werken – slapen – vrije tijd, in plaats van: werken – vrije tijd – slapen.
De 24-uurs schommelingen in verschillende ritmen, gemeten bij ploegenwerkers met langdurige nachtdienst (twee weken), schuiven slechts gedeeltelijk mee met de gewijzigde werktijden, en vlakken aanmerkelijk af. Daar komt nog bij dat een ploegenwerker zich tijdens één of twee vrije dagen weer snel aanpast aan de dag-nacht cyclus. Dit zijn argumenten voor de stelling dat de snelheid van het wisselen van diensten zodanig moet zijn dat de 24-uurs ritmiek van de ploegenwerker minimaal verstoord wordt.
Ook bij een hoge snelheid treedt echter het verschijnsel op, dat de verschillende ritmen niet meer volledig op elkaar afgestemd zijn.
Daarmee heeft een ploegenwerker bij voortduring te maken, in tegenstelling tot een toerist na een vakantie in de Verenigde Staten. Het is niet bekend wat het effect is van jarenlange ontregeling van de biologische ritmen voor de gezondheid van de ploegenwerker. Dierproeven met langdurig herhaalde verschuivingen van een kunstmatige licht-donker cyclus leverden tegenstrijdige resultaten op. Sommige dieren leefden korter, andere echter langer dan onder normale omstandigheden het geval zou zijn.
Blijkbaar spelen individuele verschillen bij biologische ritmen een grotere rol dan men denkt.
§6. Melatonine
Misschien heb je al eens gehoord van N-acetyl-5-methoxytryptamine (C13H16N2O2) oftewel melatonine (zie figuur 5). Dit hormoon draagt bij aan het circadiane ritme, voortplantingsritme, seizoensritme en de vermoeidheid. In deze paragraaf zal ik onder andere de productie en invloed op lichaamsritmes beschrijven.
Figuur 5: Structuurformule melatonine
6.1 Productie
De productie van het hormoon melatonine vindt plaats in de pijnappelklier in de epifyse in onze hersenen. Melatonine wordt geproduceerd uit serotonine en heeft receptoren in het centrale zenuwstelsel, cellen van het afweersysteem, maag- darmstelsel, hart- en vaatstelsel en de suprachiasmatische kern of nucleus (SCN).
Zenuwcellen die verbonden zijn met de SCN maken weer verbindingen met zenuwcellen in de paraventriculaire nucleus in de hypothalamus. De uitlopers van deze zenuwcellen lopen door het hele ruggenmerg. Ze vormen in het ruggenmerg synapsen (verbindingen tussen twee zenuwcellen) met zenuwcellen van het autonome zenuwstelsel. Het autonome zenuwstelsel zorgt ervoor dat alle automatische functies zoals ademhaling en hartslag, goed functioneren. Deze zenuwcellen in het autonome zenuwstelsel hebben weer aftakkingen in de epifyse en houden de afscheiding van melatonine aan het bloedplasma en het hersenvocht in de gaten.
De epifyse scheidt melatonine af, maar alleen op momenten wanneer het donker is. Deze hoeveelheid afgescheiden melatonine kan bepaald worden. Dit gebeurt door middel van speeksel met een RIA (radio immuno assay).
Uit het aminozuur tryptofaan wordt melatonine gemaakt. Dit gaat via de synthese van serotonine, door het enzym 5-hydroxyindole-O-methyltransferase (zie figuur 5).
Figuur 6: Productie melatonine in structuurformules
Zoals in figuur 6 te zien is, lijken de structuurformules van melatonine en serotonine erg veel op elkaar. Het aminozuur tryptofaan is noodzakelijk voor het functioneren van het menselijk lichaam. Zonder tryptofaan zou er ook geen melatonine kunnen ontstaan. Dit heeft dan weer verdere consequenties wat betreft de vermoeidheid van de mens. Het lichaam kan dit aminozuur tryptofaan echter niet zelf produceren en is dus een zg. essentieel aminozuur. Een aminozuur is essentieel als het niet aangemaakt kan worden door het lichaam. Essentiële aminozuren bevinden zich daarom in voldoende mate in voeding.
Melatonine heeft dus invloed op de biologische klok en het slaap-waakritme. Het beïnvloedt ook een aantal andere ritmen in het lichaam, maar ik ga mij hier alleen richten op de biologische klok en het slaap-waakritme.
Als er dus storingen ontstaan in de afgifte van melatonine kan dat ernstige slaapproblemen veroorzaken.
6.2 Invloed van licht
Zoals ik al eerder beschreef, ontvangt de SCN signalen van de ganglioncellen die het lichtgevoelige pigment melanopsine bevatten (zie figuur 7).
Figuur 7: Betrokken organen bij productie van melatonine
De afgifte van melatonine wordt door de epifyse gestimuleerd in donkere perioden. Dat betekent dus automatisch ook dat de afgifte van melatonine wordt geremd in perioden van licht. Dit hormoon wordt dus vooral ’s nachts afgegeven. De hoeveelheid van dit hormoon dat afgegeven wordt hangt af van de intensiteit van het licht, moment van de dag en ook van de golflengte van het licht. Dit licht wordt dan, zoals eerder vermeld, opgevangen door de ganglioncellen in de ogen.
Dat de afgifte van melatonine ook afhangt van de golflengte van het licht is door middel van een onderzoek aangetoond. Tijdens dit onderzoek moest een groep proefpersonen ’s nachts met blauw licht wakker blijven. De andere groep proefpersonen moest ’s nachts met rood licht wakker blijven. Hieruit is toen gebleken dat de groep die onder blauw licht wakker moest blijven veel minder moe werd en dat bij hen dus de melatonine afgifte werd onderdrukt. Dat had te maken met melanopsine, het pigment dat ik in paragraaf 2 beschreven heb. Uit het onderzoek bleek dat de ganglioncellen gevoeliger zijn voor licht met een golflengte van 480 nm (blauw).
Licht is het meest krachtige signaal op de afgifte of remming van melatonine.
6.3 Invloed op lichaamsritmen
Niet alleen het licht en het hormoon melatonine beïnvloeden het menselijk slaap-waakritme, maar ook het hormoon cortisol speelt hierbij een rol.
Door afgifte van melatonine worden mensen duf en slaperig. Cortisol, een stresshormoon dat aangemaakt wordt in de bijnieren, maakt de mens juist actief en wakker. Dit “stresshormoon” wordt ’s ochtends afgegeven en geactiveerd om het lichaam klaar te maken en energie te geven voor de rest van de dag. Dat gebeurt mede door de adrenaline afgifte te stimuleren. Adrenaline geeft namelijk energie aan het lichaam en onttrekt bloed aan de huid ten gunste van de spieren. Ook verhoogt cortisol de bloedsuikerspiegel, waardoor het lichaam zwaardere presaties kan leveren.
Het is echter niet zo dat cortisol onbeperkt kan worden afgegeven. Als de afgifte een lange tijd hoog blijft, raakt het systeem uitgeput en behoudt het zijn optimale werking niet. Het cortisolniveau valt daarom ’s nachts terug naar een minimum.
Op deze manier hebben cortisol en melatonine dus invloed op de lichaamsritmen van de mens. De melatonine afgifte wordt geremd zodra het ochtend wordt waardoor je minder slaperig wordt. Op dat moment wordt de cortisol afgifte juist gestimuleerd en maakt het lichaam zich klaar voor de dag waarop men actief hoort te zijn. Als het vervolgens weer donker wordt, wordt de melatonine afgifte weer gestimuleerd waardoor je slaperig wordt. Op dat moment wordt de cortisol afgifte weer geremd en maakt het lichaam zich klaar voor de nacht waarin men hoort te slapen (zie figuur 8). Dit ritme wordt circadiaan genoemd. Deze heb ik al beschreven in paragraaf 4.3.
Figuur 8: Aanduiding cortisolniveau, melatonineniveau, alertheid en lichaamstemperatuur op verschillende tijdstippen.
6.4 Melatonine als medicijn
In sommige gevallen is het nodig om melatonine als medicijn te gebruiken. Dit kan het geval zijn bij mensen die een chronische inslaapstoornis hebben. Voor mensen die hieraan lijden is het onmogelijk om op een normale tijd ’s avonds in slaap te vallen. Extra toediening van melatonine kan hiervoor een oplossing zijn. Melatonine beïnvloedt de slaap op twee manieren.
Het kan zo zijn, dat na inname van een melatonine-tablet de slaperigheid al binnen een half uur tot een uur toeneemt. Dit is een direct effect. Meestal is dit effect dan maar voor korte duur. Het werkt geen uren na inname, maar dit is voor mensen met een chronisch inslaapprobleem juist een oplossing.
Ten tweede wordt melatonine ook gebruikt als medicijn bij een verschuiving van het slaap-waakritme door jetlag en ploegenarbeid. Door het innemen van melatonine kan de biologische klok verzet worden. Als bijvoorbeeld iemand met een jetlag, 6 uur voordat de melatonineproductie op gang hoort te komen, een pilletje neemt, dan verschuift het ritme naar voren. Je kunt dan natuurlijk het ritme ook naar achteren verschuiven door bijvoorbeeld iemand met een jetlag, 11 uur nadat de melatonineproductie op gang is gekomen, een pilletje te laten nemen. Op deze manier kan de biologische klok bijgesteld worden op zijn normale ritme.
Er bestaan echter nog grote onduidelijkheden wat betreft de veiligheid en bijkomende effecten van het gebruik als medicijn. Hier wordt tegenwoordig veel onderzoek naar gedaan.
§7. Ochtendmens of avondmens
Er bestaan ontzettend veel nachtdieren, zoals uilen en vleermuizen. Deze dieren zijn actief als het donker is en slapen overdag. Dagdieren, zoals de mens, functioneren over het algemeen omgekeerd. Er zijn bij de mens echter wel verschillen te ontdekken. Er zijn bijvoorbeeld mensen die ’s ochtends de grootste moeite hebben om uit bed te komen, pas een aantal uren later actief worden, ’s avonds het best presteren en heel laat weer gaan slapen. Mensen van het tweede type worden ’s ochtends uit zichzelf erg vroeg wakker rond half 6, zijn vanaf een uur of 6 actief, worden rond 8 uur ’s avonds al moe en willen het liefst ongeveer half 10 alweer naar bed. Deze twee typen zijn de extremen van de ochtend- en avondmens (zie figuur 9).
Volgens professor dr. Kerkhof bestaat er geen scherpe grens tussen ochtend- en avondmensen. Het begrip is relatief, met natuurlijk wel uitersten, maar ook een groot grijs gebied ertussen in. Uit onderzoek is gebleken dat ongeveer 50% in dat grote grijze gebied zit. Dat wil dus zeggen dat ongeveer 50% geen ochtendmens, maar ook geen avondmens is.
Figuur 9: Gemiddeld schema ochtendmens (rechts) en avondmens (links)
Ook heeft professor dr. Kerkhof aangetoond dat het voor 50% genetisch bepaald is of iemand een ochtend- of een avondmens is. De andere 50% wordt bepaald door omgevingsfactoren. Zulke omgevingsfactoren zouden opvoeding, aanwezigheid van kleine kinderen of werken in ploegendienst kunnen zijn. Wel is het zo dat een avondmens nooit een uitgesproken ochtendmens zal worden en omgekeerd, hoe groot de omgevingsfactoren ook zullen zijn.
Uit onderzoek van de Rijksuniversiteit Groningen is aangetoond dat het voor avondmensen theoretisch gunstiger zou zijn als één dag langer dan 24 uur zou duren. De lichaamsklokken van avondmensen lopen namelijk langzamer dan die van ochtendmensen. Dit scheelt ongeveer een half uur. Avondmensen zijn ’s avonds veel langer actief dan ochtendmensen, waardoor zij aan het eind van de dag nog niet “klaar zijn”. Hierdoor gaan avondmensen achterlopen op schema. Als we het op deze manier bekijken, lopen ochtendmensen juist voor op schema. Ze worden te vroeg wakker en worden ’s avonds al vroeg moe.
Dit verschil tussen ochtend- en avondmensen heeft geen grote impact op ons dagelijks leven. Het onderzoek op de Rijksuniversiteit Groningen verliep als volgt:
In 2004 en 2005 brachten negen ochtendmensen en negen avondmensen driemaal een week door in een tijdvrije ruimte van de Rijksuniversiteit Groningen. In zo’n ruimte zijn geen klokken, geen radio of tv en geen daglicht. Het licht is verder zo gedempt dat het geen invloed heeft op de biologische klok. Onderzoekster Marijke Gordijn ontdekte op die manier dat ochtendmensen dagen maken die ongeveer een half uur korter duren dan die van avondmensen.
Oostenrijkse en Zwitserse chronobiologen vonden in 2008 eveneens verschillen in kloklengte op moleculair niveau tussen ochtend- en avondmensen. Onder verdoving werd een huidbiopt afgenomen bij 28 extreme ochtend- en avondmensen. Vervolgens werd met behulp van een virus een gen van de vuurvlieg aan de huidcellen toegevoegd. Het vuurvlieggen codeert voor een lichtgevend eiwit en werd zodanig ingebouwd dat het tegelijkertijd wordt aangemaakt met het oscillerende klokgen Bml1. De celkweek werd vervolgens vijf dagen in een compleet verduisterde ruimte gezet, waarin een lichtgevoelige camera automatisch elk uur een foto maakte. Doordat de cellen licht geven in het ritme van de biologische klok, kon zo de kloklengte worden gemeten. De helft van de mensen had een afwijkende kloklengte die overeenkwam met hun levenspatroon: een kortere klok voor de ochtendmensen en een langere voor de avondmensen. Bij de andere helft werd echter geen verschil in kloklengte gevonden. Bij deze mensen bleken de concentraties in klokgenen wel sterker- of juist veel minder sterk- te variëren dan bij mensen met een normaal leefpatroon. De aanwijzingen stapelen zich dus op dat het ochtend- en avondgedrag nauw samenhangt met de biologische klok. Toch is dit nog niet wetenschappelijk overtuigend bewezen. Ook processen die niet gekoppeld zijn aan de biologische klok, zoals de snelheid waarmee de slaapbehoefte overdag wordt opgebouwd en ’s nachts wordt ingelost, kunnen zorgen voor ochtend- en avondmensen.
Leuk om te weten is dat men in Australië een onderzoek heeft gedaan bij het overtuigen van je eigen mening. Hierbij gingen de onderzoekers te werk met een grote groep ochtend- en avondmensen. Deze mensen kregen om half negen in de ochtend en om zeven uur ’s avonds een lijst met argumenten vóór euthanasie. Hieruit bleek dat avondmensen het in de avond sneller eens konden worden met de argumenten op de lijst. Voor de ochtendmensen gold dat zij het juist ’s ochtends eerder eens konden worden dan ’s avonds, met dezelfde argumenten.
Literatuur
De bronnen die ik bij het maken van dit werkstuk heb gebruikt zijn:
http://dissertations.ub.rug.nl/FILES/faculties/science/1996/w.j.drijfhout/samenvat.pdf
http://www.glimmerveen.nl/loes/biologische_klok.html
http://www.smi-std.nl/beheer/documenten/pdf/bioritme.pdf
http://www.teleac.nl/beterslapen/index.jsp?nr=574728
http://www.gezondheidsnet.nl/beter-aan-het-werk/artikelen/522/ochtendof-avondmens
http://www.burotester.nl/java/html/nl/dots.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Chronobiology
http://www.gezondbeterworden.nl/digitaal-tijdschrift/de-biologische-klok.html
http://medischcontact.artsennet.nl/blad/Tijdschriftartikel/De-biologische-klok.htm
http://www.kimbols.be/artikels/medisch/slapen.php#1.2_Nucleus_suprachiasmaticus
Boek: De biologische klok bij mens, dier en plan – Pieter van Dooren
Praktijkverslag
Concentratie en alertheid bij ochtend- en avondmensen
Samenvatting
Voor mijn praktijkonderzoek besloot ik om de concentratie en alertheid bij ochtend- en avondtypes te onderzoeken. Ik wilde nagaan of de concentratie van ochtendmensen in de ochtend ook daadwerkelijk beter was en bij avondmensen omgekeerd. Na veel twijfel besloot ik om vier concentratietestjes op te zetten en één alertheidtest. De doelgroep die ik heb onderzocht, is 6 vwo. Ik heb geen onderscheid gemaakt in geslacht of andere kenmerken.
Eerst was het mijn plan om via een vragenlijst vier ochtend- en vier avondtypes te kunnen onderscheiden. Al snel bleek dat dit eigenlijk onhaalbaar was. Daarom stelde ik mijn plan bij en ben verder gegaan met onderzoeken met slechts twee ochtend- en twee avondtypes.
Vervolgens begon ik met het uitvoeren van de concentratietests. Dit deed ik gedurende vijf dagen, twee maal per dag. Namelijk één keer in de vroege ochtend en één keer laat in de middag. De proefpersonen kregen op testdag 1 ’s ochtends de “Zoek-de-reeks” test en laat in de middag de “Gelijk-verschillend” test voorgelegd. Op testdag 2 kregen zij ’s ochtends de “Letter-number-sequencing” test en laat in de middag de “Dots concentratietest” voorgelegd. Op testdag 3 kregen zij ’s ochtends de “Gelijk-verschillend” test en laat in de middag de “Zoek-de-reeks” test voorgelegd. Op testdag 4 kregen zij ‘s ochtends de “Dots concentratietest” en laat in de middag de “Letter-number-sequencing” test voorgelegd. Op de laatste testdag kregen zij ’s ochtends de “Letter-number-sequencing” test en laat in de middag de “Zoek-de-reeks” test voorgelegd.
In de week erna ben ik begonnen met het afnemen van de alertheidtest. Dit deed ik gedurende drie dagen, twee maal per dag, namelijk ’s ochtends en laat in de middag. Hiervoor gebruikte ik dezelfde proefpersonen als bij de concentratietests. Deze alertheidtest deed ik met behulp van twee gekoppelde systeemborden. De proefpersoon had een drukschakelaar op zijn eigen systeembord en ik, de proefleider, had twee drukschakelaars op een eigen systeembord. Eén drukschakelaar was de activeer-knop en de andere knop was om de boel te resetten. Zodra ik op een willekeurig moment op de activeer-knop drukte begon er een zoemer te zoemen. Het was dan de taak van de proefpersoon om deze zo snel mogelijk uit te drukken. De tijd tussen het activeren en reageren van de proefpersoon op de zoemer werd bijgehouden op een teller op het systeembord. Op deze manier zou ik dan uiteindelijk een conclusie kunnen trekken over de alertheid van ochtend- en avondtypes uit mijn doelgroep.
De resultaten van de testjes zijn niet allemaal even nauwkeurig geweest. Uit drie van de vier concentratietestjes heb ik wel degelijk een conclusie kunnen trekken, maar vooral bij de alertheidtest kwamen wat onnauwkeurigheden kijken, waardoor ik geen goede conclusie heb kunnen vinden.
Inleiding
De biologische klok, een inwendige klok in de hypofyse, die er als een dirigent voor zorgt dat er een goed samenwerkend geheel ontstaat tussen verscheidene lichamelijke ritmen. Dat dit kleine stuk weefsel in onze hersenen zo’n onmisbare functie heeft, is al een lange tijd bekend bij onderzoekers. Dit wil echter niet zeggen dat men alles tot in de puntjes heeft onderzocht en kennis heeft van elk detail van de biologische klok. Er wordt namelijk nu nog enorm veel onderzoek naar gedaan en er zijn ook tal van dingen die nog niet onderzocht zijn. Om deze reden was het voor mij erg moeilijk om een praktisch onderzoek te bedenken voor dit profielwerkstuk. Veel onderzoeken op dit vlak zijn namelijk te ingewikkeld of onhaalbaar voor een 6 vwo’er. Ondanks dat, heb ik uiteindelijk een makkelijker uitvoerbaar onderzoek kunnen opzetten.
Het onderwerp van mijn onderzoek is “Concentratie en alertheid bij ochtendmensen en avondmensen”. Tijdens het uitwerken en zoeken naar informatie over de paragraaf over ochtend- en avondmensen in mijn theoriedeel, betrapte ik mijzelf er een aantal keer op dat ik mij afvroeg of het verschil in ochtend- en avondmensen daadwerkelijk is aan te tonen. Dit was voor mij reden genoeg om te besluiten dat ik dit met eigen ogen wilde onderzoeken. Toen was het de vraag op welke verschillen tussen ochtend- en avondmensen ik mij wilde gaan richten. Het was voor mij wel meteen duidelijk dat ik het onderzoek wilde uitvoeren met proefpersonen afkomstig uit 6 vwo, leeftijdsgenoten dus. Omdat wij als 6 vwo leerlingen vaak te maken hebben met concentratieverlies in de les, leek het mij interessant om het verschil in concentratie en alertheid tussen een ochtend- en een avondmens te onderzoeken.
Mijn hypothese is dat de concentratie en alertheid van de ochtendmens ’s ochtends beter is dan later op de dag en dat de concentratie en alertheid van de avondmens later op de dag beter is dan ’s ochtends. Uitgaande van mijn hypothese voorspelde ik dat de ochtendmens, bij de testen die in de ochtend afgenomen worden, hoger scoort. De avondmens scoort hoger bij de testen die later op de dag afgenomen worden. Mijn voorspelling en hypothese zijn gebaseerd op het feit dat ochtendmensen in de ochtend, kort na het opstaan, meer opgewekt en meer actief zijn dan avondmensen. Het omgekeerde geldt voor avondmensen. Met deze kennis was ik ervan overtuigd dat mijn voorspelling en hypothese zouden kloppen, maar het is altijd fijn om het zelf te onderzoeken en om tot eigen conclusies te komen.
Op de volgende bladzijde staat het eerste werkplan van het praktische onderzoek. Op de bladzijde daarna volgt het tweede, aangepaste (uiteindelijke) werkplan. Met rood zijn de aanpassingen tussen het eerste en tweede werkplan aangegeven.
Werkplan 1 praktisch onderzoek
Algemene gegevens
Onderwerp van onderzoek: Concentratie en alertheid bij ochtendmensen en avondmensen
Startdatum: week 2 van 2010
Einddatum: eind januari 2010
Doel
Het doel van deze proef is om te onderzoeken of de concentratie en alertheid bij een ochtend- en avondmens op een ander tijdstip optimaal zijn.
Hypothese
De concentratie van ochtendmensen is ’s ochtends aanzienlijk beter dan later op de dag en hetzelfde geldt voor de alertheid van de proefpersonen. De concentratie van avondmensen is later op de dag aanzienlijk beter dan ’s ochtends en hetzelfde geldt voor de alertheid van de proefpersonen.
Werkwijze
1. De proefleider, ikzelf in dit geval, legt net zoveel proefpersonen de “ochtend- of avondmens” test voor totdat met deze test 4 ochtend- en 4 avondmensen zijn gevonden.
2. Met in totaal deze 8 proefpersonen (4 ochtend- en 4 avondmensen) wordt het experiment voortgezet.
3. Aan ieder van deze 8 proefpersonen leg ik in totaal 2 keer een concentratietest voor, zij krijgen de mogelijkheid om deze in uiterste concentratie en stilte te maken. De eerste concentratietest maken de proefpersonen ’s ochtends, de tweede concentratietest maken de proefpersonen laat in de middag.
4. Op een andere dag maken dezelfde 8 proefpersonen ’s ochtends een alertheidtest en deze test doen ze laat in de middag opnieuw.
Benodigdheden
- Een redelijk grote groep proefpersonen die de “ochtend- of avondmens” test maken, waaruit ik vervolgens 4 specifieke ochtend- en 4 specifieke avondmensen haal, waarmee ik verder ga met het experiment.
- Deze groep personen selecteer ik uit 6 vwo, dat wil zeggen dat ze de leeftijd van 17 of 18 jaar hebben. Met het geslacht wordt geen rekening gehouden, wel probeer ik het enigszins te verdelen, zodat er bijvoorbeeld niet geëxperimenteerd wordt met een groepje van alleen meisjes of alleen jongens.
- Twee concentratietests
- Een alertheidtest
- Een beschikbare plek op school
- Stopwatch
Tijdsplanning
In week 2 van 2010: proefpersonen uit 6 VWO de “ochtend- of avondmens” test laten maken. Dit hoeft niet perse op een bepaalde dag of bepaald tijdstip te gebeuren. Het doel is om aan het eind van week 2, 4 specifieke ochtendmensen en 4 specifieke avondmensen te hebben gevonden.
Dinsdag 19 januari 2010: wil ik beginnen met het afnemen van de concentratietests. Mits de proefpersonen beschikbaar zijn.
Dinsdag 26 januari 2010: wil ik beginnen met het afnemen van de alertheidtest. Mits de proefpersonen beschikbaar zijn.
Deze planning betekent dus dat het onderzoek eind januari is afgerond.
Werkplan 2 praktisch onderzoek
Algemene gegevens
Onderwerp van onderzoek: Concentratie en alertheid bij ochtendmensen en avondmensen
Startdatum: week 2 van 2010
Einddatum: eind januari 2010
Werkelijke einddatum: begin februari 2010
Doel
Het doel van deze proef is om te onderzoeken of de concentratie en alertheid bij een ochtend- en avondmens op een ander tijdstip optimaal zijn.
Hypothese
De concentratie van ochtendmensen is ’s ochtends aanzienlijk beter dan later op de dag en hetzelfde geldt voor de alertheid van de proefpersonen. De concentratie van avondmensen is later op de dag aanzienlijk beter dan ’s ochtends en hetzelfde geldt voor de alertheid van de proefpersonen.
Werkwijze
1. De proefleider, ikzelf in dit geval, legt net zoveel proefpersonen de “ochtend- of avondmens” test voor totdat met deze test 2 ochtend- en 2 avondmensen zijn gevonden.
2. Met in totaal deze 4 proefpersonen (2 ochtend- en 2 avondmensen) wordt het experiment voortgezet.
3. Aan ieder van deze 4 proefpersonen leg ik per dag 2 keer een concentratietest voor, zij krijgen de mogelijkheid om deze in uiterste concentratie en stilte te maken. De eerste concentratietest maken de proefpersonen ’s ochtends, de tweede concentratietest maken de proefpersonen laat in de middag. Ik leg de proefpersonen gedurende een week verschillende concentratietestjes voor.
4. De week daarna maken dezelfde 4 proefpersonen ’s ochtends een alertheidtest en deze test doen ze laat in de middag opnieuw. Dit herhaal ik in diezelfde week 3 keer.
Benodigdheden
- Een redelijk grote groep proefpersonen die de “ochtend- of avondmens” test maken, waaruit ik vervolgens 2 specifieke ochtend- en 2 specifieke avondmensen haal, waarmee ik verder ga met het experiment.
- Deze groep personen selecteer ik uit 6 vwo, dat wil zeggen dat ze de leeftijd van 17 of 18 jaar hebben. Met het geslacht wordt geen rekening gehouden, wel probeer ik het enigszins te verdelen, zodat er bijvoorbeeld niet geëxperimenteerd wordt met een groepje van alleen meisjes of alleen jongens.
- Vier concentratietests
- Een alertheidtest
- Een beschikbare plek op school
- Stopwatch
Tijdsplanning
In week 2 van 2010: proefpersonen uit 6 VWO de “ochtend- of avondmens” test laten maken. Dit hoeft niet perse op een bepaalde dag of bepaald tijdstip te gebeuren. Het doel is om aan het eind van week 2, 2 specifieke ochtendmensen en 2 specifieke avondmensen te hebben gevonden.
Dinsdag 19 januari 2010: wil ik beginnen met het afnemen van de concentratietests. Mits de proefpersonen beschikbaar zijn.
Dinsdag 26 januari 2010: wil ik beginnen met het afnemen van de alertheidtest. Mits de proefpersonen beschikbaar zijn.
Deze planning betekent dus dat het onderzoek eind januari is afgerond.
Methode van onderzoek
Proefpopulatie
Zoals eerder vermeld heb ik besloten mij te richten op de doelgroep “6 vwo”. Deze doelgroep staat het dichtst bij mijzelf en daarom sprak het mij het meeste aan om deze te onderzoeken. Onder deze doelgroep maak ik verder geen onderscheid in geslacht. Zoals in het eerste werkplan te zien is, was het mijn bedoeling om door middel van een vragenlijst 4 ochtend- en 4 avondtypes te onderscheiden. Toen ik uiteindelijk begon met het voorleggen van de vragenlijst aan de proefpersonen, bleek al snel dat het erg moeilijk was om 4 duidelijke ochtendmensen te vinden. Uit de vragenlijst kwam namelijk veel vaker naar voren dat mensen uit 6 vwo avondtypes zijn. Om deze reden heb ik toen mijn plan bijgesteld en heb ik ervoor gekozen om het onderzoek voort te zetten met 2 duidelijke ochtendtypes en 2 duidelijke avondtypes. Wel realiseerde ik mij dat de uitkomst van het onderzoek hieronder zou gaan lijden. Het is namelijk risicovol en niet erg nauwkeurig om een conclusie van een onderzoek op een kleine groep personen te baseren. Ik zag echter geen andere oplossing voor dit probleem en ben toen toch op deze manier verder gaan onderzoeken.
Materialen
- In de eerste plaats is een vragenlijst nodig waaruit opgemaakt kan worden of een bepaald persoon een ochtend- of een avondtype is. Deze vragenlijst is te zien in “Bijlagen” op bladzijde 46 en 47.
- Verder heb ik zelfgemaakte concentratietests gemaakt. Een aantal zogenaamde “Letter-number-sequencing” tests, een aantal “Gelijk-verschillend” tests, een aantal “Zoek-de-reeks” tests en “Dots concentratietest” (niet zelf gemaakt). De tests zijn te zien in “Bijlagen” van bladzijde 48 t/m 52.
- Voor het bepalen van de alertheid ben ik te werk gegaan met een opstelling van twee gekoppelde systeemborden. Hierbij heb ik mijn natuurkunde lessen in de praktijk kunnen brengen. Bij deze test zijn nodig: twee systeemborden, een verlengsnoer, genoeg verbindingsdraden om stroomkring te maken. Opstelling van de systeemborden is te zien op bladzijde 52.
- Pen/potlood en papier om waarnemingen ter plekke te noteren.
- Nauwkeurige stopwatch om de tijd te meten bij het maken van de tests.
Methode
Ik ben begonnen met verschillende personen uit de doelgroep, 6 vwo, de vragenlijst voor ochtend- of avondtype voor te leggen. Toen ik na een aantal malen twee duidelijke avondtypes en twee duidelijke ochtendtypes gevonden had, ben ik met deze vier personen verder gegaan met het onderzoek.
Vervolgens heb ik deze vier proefpersonen een week lang, iedere schooldag (5 dagen), in de ochtend en aan het eind van de middag een concentratietestje laten maken.
Het begrip “in de ochtend” wil zeggen, aan het begin van het eerste lesuur op school. De proefpersonen zijn dan nog niet erg lang wakker.
Het begrip “laat in de middag” wil zeggen, aan het eind van de schooldag, op vier van de vijf dagen was dit om 4 uur in de middag. Op één dag was dit om 3 uur in de middag.
DAG 1 (18-1-’10): Ik begon op dag één, in de ochtend, met het afnemen van een “Zoek-de-reeks” test. Ik begon willekeurig met de ochtendtypes, nam met een stopwatch op hoelang de personen erover deden en deed hetzelfde voor de avondtypes. De proefpersonen maken ieder afzonderlijk de test, om beïnvloeding van de andere personen te voorkomen. Zij maken de tests wel alle vier op dezelfde plek in de school, om er zeker van te zijn dat alle proefpersonen een even grote kans hebben om zich te concentreren. Op dezelfde dag, aan het eind van de middag, heb ik de proefpersonen op dezelfde manier de “Gelijk-verschillend” test voorgelegd. Ook hierbij heb ik de tijd bijgehouden met een stopwatch en de waarnemingen genoteerd.
Dag 2 (19-1-’10): Op dag 2 ben ik op dezelfde manier te werk gegaan als op dag 1. Het enige verschil was dat ik alle vier de proefpersonen andere tests heb laten maken. Ik begon in de ochtend opnieuw met de twee ochtendtypes en legde hen de “Letter-number-sequencing” test voor. Dit deden zij niet tegelijk, maar direct na elkaar. Ook heb ik er weer voor gezorgd, dat als de proefpersonen een test aflegden, er niemand anders, behalve ik, in dezelfde ruimte was. Het kan namelijk afleidend werken als er mensen in de buurt zijn, waardoor de resultaten minder nauwkeurig zouden kunnen worden. Ook de twee avondtypes hebben deze test zo kort mogelijk daarna afgelegd, op exact dezelfde manier. Bij alle vier de personen heb ik de tijd bijgehouden met een stopwatch en de waarnemingen genoteerd. Aan het eind van de middag heb ik op dezelfde werkwijze de vier proefpersonen een andere test voorgelegd. Dit was de “Dots concentratietest”. Ook hiervan heb ik de tijd bijgehouden en scores genoteerd.
Dag 3 (20-1-’10): Op dag 3 ben ik op dezelfde manier te werk gegaan als op dag 1. Op dag 1 had ik de proefpersonen in de ochtend de “Zoek-de-reeks” test voorgelegd. Aan het eind van de middag had ik de proefpersonen de “Gelijk-verschillend” test voorgelegd. Op deze dag (dag 3) heb ik die volgorde omgedraaid. Ik begon dus in de ochtend opnieuw met één van de twee ochtendtypes. Deze persoon legde de “Gelijk-verschillend” test af. Direct daarna deed het tweede ochtendtype hetzelfde. Vervolgens deden de avondtypes ook hetzelfde.
Aan het eind van de middag, heb ik de vier proefpersonen de “Zoek-de-reeks” test voorgelegd. Net als op de voorgaande dagen waren de proefpersonen alleen in mijn aanwezigheid tijdens het maken van de tests. Ook van deze tests heb ik de tijd en scores bijgehouden en genoteerd.
Dag 4 (21-1-’10): Op dag 4 ben ik op dezelfde manier te werk gegaan als op dag 2. Op dag 2 had ik de proefpersonen in de ochtend de “Letter-number-sequencing” test voorgelegd. Aan het eind van de middag had ik de proefpersonen de “Dots concentratietest” voorgelegd. Op deze dag (dag 4) heb ik die volgorde omgedraaid. Ik begon dus in de ochtend opnieuw met één van de twee ochtendtypes. Deze persoon legde de “Dots concentratietest” af. Direct daarna deed het tweede ochtendtype hetzelfde. Vervolgens deden de avondtypes ook hetzelfde.
Aan het eind van de middag, heb ik de vier proefpersonen de “Letter-number-sequencing” test voorgelegd. Net als op de voorgaande dagen waren de proefpersonen alleen in mijn aanwezigheid tijdens het maken van de test. Ook van deze tests heb ik de tijd en scores bijgehouden en genoteerd.
Dag 5 (22-1-’10): Deze laatste dag ben ik weer begonnen met de ochtendtypes waarna de avondtypes dezelfde test aflegden. In de ochtend heb ik de vier proefpersonen de “Letter-number-sequencing” test laten maken. Aan het eind van de middag maakten zij de “Zoek-de-reeks” test. Mijn manier van werken was hetzelfde als op de voorgaande dagen. Uiteraard waren de proefpersonen alleen in mijn aanwezigheid tijdens het maken van de tests en hadden zij wederom de mogelijkheid zich goed te concentreren. Ook van deze tests heb ik de tijd en scores bijgehouden en genoteerd.
De week hierna, op 26-1-’10, ben ik begonnen met de alertheidtest. De proefopstelling met systeemborden had ik al eerder klaar gezet dus ik kon op 26-1-’10 meteen beginnen met het uitvoeren van de test.
Ik begon die ochtend met de ochtendtypes. Het eerste ochtendtype nam ik mee naar een lokaal op school dat leeg was. Op de tafels had ik de twee systeemborden geplaatst. Eén systeembord was bedoeld voor de proefpersoon en het andere systeembord was bedoeld voor mij. Deze twee systeemborden waren met elkaar verbonden door middel van verbindingsdraden. Op deze manier ontstond er een stroomkring. Tussen de twee systeemborden had ik een bak geplaatst omdat het niet de bedoeling was dat de proefpersoon mijn handelingen op mijn systeembord zou zien. De verbindingsdraden waren op zo’n manier aangesloten dat als ik op de activeer-schakelaar op mijn systeembord zou drukken, er een hard piepgeluid startte. Het was de bedoeling dat de proefpersoon dan zo snel mogelijk op zijn systeembord op de stop-knop zou drukken. De proefpersonen wisten dus niet wanneer ik op de schakelaar zou drukken en er een piepgeluid zou starten. De tijd die de proefpersoon erover deed om het geluid te stoppen, kon ik dan aflezen op mijn systeembord. De tijd werd gegeven in tienden van seconden.
De test ging als volgt:
Zodra de proefpersoon er klaar voor was, begon de proef. Ik drukte op een willekeurig moment op de schakelaar en het harde piepgeluid begon. De proefpersoon hoorde dit en drukte zo snel mogelijk op de stop-knop. De tijd, gegeven in tienden van seconden, las ik af op het schermpje op mijn systeembord. Ik noteerde deze tijd en herhaalde deze handelingen vijf maal (per proefpersoon). Zoals ik al eerder zei, begon ik willekeurig met de ochtendtypes. Dus het eerste ochtendtype kreeg vijf maal het piepgeluid te horen en moest deze zo snel mogelijk stopzetten. Daarna kreeg het tweede ochtendtype dezelfde opdracht en de avondtypes deden exact hetzelfde. Deze test heb ik drie dagen lang, in de ochtend en aan het eind van de middag uitgevoerd. In totaal heeft iedere proefpersoon dus 2x per dag (in de ochtend en aan het eind van de middag) 3 dagen lang = 6 keer de test uitgevoerd.
Resultaten
Ik heb de vragenlijst voor ochtend- of avondtype door een grote groep mensen uit 6 vwo laten maken, maar hieronder vermeld ik enkel de resultaten van de vier proefpersonen waarmee ik verder ben gegaan met het onderzoek.
Proefpersoon 1: De rode markering geeft aan welk antwoord deze proefpersoon heeft gegeven op de gestelde vragen.
vraag 1 vraag 2 vraag 3 vraag 4 vraag 5 vraag 6 vraag 7
A 4 punten 1 punt 4 punten 1 punt 5 punten 5 punten 5 punten
B 3 punten 2 punten 3 punten 2 punten 4 punten 4 punten 4 punten
C 2 punten 3 punten 2 punten 3 punten 3 punten 3 punten 3 punten
D 1 punt 4 punten 1 punt 4 punten 2 punten 2 punten 2 punten
E - - - - 1 punt 1 punt 1 punt
Puntentotaal = 3 + 3 + 3+ 3+ 3 + 3 + 4 = 22 punten
Proefpersoon 2: De rode markering geeft aan welk antwoord deze proefpersoon heeft gegeven op de gestelde vragen.
vraag 1 vraag 2 vraag 3 vraag 4 vraag 5 vraag 6 vraag 7
A 4 punten 1 punt 4 punten 1 punt 5 punten 5 punten 5 punten
B 3 punten 2 punten 3 punten 2 punten 4 punten 4 punten 4 punten
C 2 punten 3 punten 2 punten 3 punten 3 punten 3 punten 3 punten
D 1 punt 4 punten 1 punt 4 punten 2 punten 2 punten 2 punten
E - - - - 1 punt 1 punt 1 punt
Puntentotaal = 4 + 4 + 3 + 4 + 4 + 4 + 5 = 26 punten
Proefpersoon 3: De rode markering geeft aan welk antwoord deze proefpersoon heeft gegeven op de gestelde vragen.
vraag 1 vraag 2 vraag 3 vraag 4 vraag 5 vraag 6 vraag 7
A 4 punten 1 punt 4 punten 1 punt 5 punten 5 punten 5 punten
B 3 punten 2 punten 3 punten 2 punten 4 punten 4 punten 4 punten
C 2 punten 3 punten 2 punten 3 punten 3 punten 3 punten 3 punten
D 1 punt 4 punten 1 punt 4 punten 2 punten 2 punten 2 punten
E - - - - 1 punt 1 punt 1 punt
Puntentotaal = 1 + 1 + 1 + 2 + 2 + 2 + 3 = 12 punten
Proefpersoon 4: De rode markering geeft aan welk antwoord deze proefpersoon heeft gegeven op de gestelde vragen.
vraag 1 vraag 2 vraag 3 vraag 4 vraag 5 vraag 6 vraag 7
A 4 punten 1 punt 4 punten 1 punt 5 punten 5 punten 5 punten
B 3 punten 2 punten 3 punten 2 punten 4 punten 4 punten 4 punten
C 2 punten 3 punten 2 punten 3 punten 3 punten 3 punten 3 punten
D 1 punt 4 punten 1 punt 4 punten 2 punten 2 punten 2 punten
E - - - - 1 punt 1 punt 1 punt
Puntentotaal = 1 + 1 + 1 + 2 + 1 + 1 + 2 = 9 punten
De volgende resultaten horen bij de concentratietests.
De getallen stellen de tijd voor hoe lang de proefpersoon erover deed om de test uit te voeren.
Letter-number-sequencing:
Ochtend 1 Eind middag Ochtend 2
Ochtendtype 1 1:26:15 1:29:07 1:27:02
Ochtendtype 2 1:26:22 1:30:24 1:25:05
Avondtype 1 1:30:37 1:29:12 1:30:55
Avondtype 2 1:32:45 1:32:01 1:33:43
Zoek-de-reeks:
Ochtend Eind middag 1 Eind middag 2
Ochtendtype 1 1:24:47 1:26:13 1:25:56
Ochtendtype 2 1:22:88 1:22:19 1:21:57
Avondtype 1 1:41:13 1:40:33 1:38:59
Avondtype 2 1:35:23 1:34:26 1:31:78
Gelijk-verschillend:
Ochtend Eind middag
Ochtendtype 1 0:22:25 0:26:04
Ochtendtype 2 0:24:17 0:25:39
Avondtype 1 0:41:45 0:40:03
Avondtype 2 0:50:20 0:48:02
Dots concentratietest:
Ochtend Eind middag
Ochtendtype 1 2:40:66 2:19:98
Ochtendtype 2 2:59:51 2:55:76
Avondtype 1 2:21:80 2:56:32
Avondtype 2 2:46:65 2:12:01
De volgende resultaten horen bij de alertheidtest.
De getallen stellen het aantal seconden voor hoe lang de proefpersoon erover deed om de zoemer te stoppen. Met pulsenteller op het systeembord kun je de tijd niet zo nauwkeurig meten als met een stopwatch. Zoals ik al eerder vermeld heb, telt de pulsenteller in tienden van seconden, dus als de teller een 3 aangeeft betekent dit 0,3 seconde. Toch vond ik het leuk om een onderdeel uit de natuurkunde bij dit profielwerkstuk te betrekken, namelijk het werken met systeemborden, daarom ben ik gaan meten met de pulsenteller op het systeembord en niet met een stopwatch.
Ochtendtype 1 Ochtendtype 2 Avondtype 1 Avondtype 2
Ochtend dag 1 0,24 sec 0,22 sec 0,30 sec 0,28 sec
Eind middag dag 1 0,24 sec 0,30 sec 0,28 sec 0,26 sec
Ochtend dag 2 0,30 sec 0,24 sec 0,28 sec 0,24 sec
Eind middag dag 2 0,30 sec 0,22 sec 0,20 sec 0,30 sec
Ochtend dag 3 0,22 sec 0,30 sec 0,26 sec 0,28 sec
Eind middag dag 3 0,30 sec 0,24 sec 0,30 sec 0,30 sec
Conclusie, discussie
Voordat ik met mijn werkelijke plan van het onderzoek kon beginnen, heb ik eerst twee ochtend- en twee avondtypes moeten selecteren. Met deze vier proefpersonen zou ik vervolgens verder gaan met de daadwerkelijke testjes. Deze proefpersonen zijn, zoals vermeld, geselecteerd op basis van een vragenlijst. De resultaten van de vragenlijst, die deze proefpersonen hebben gemaakt, zijn te zien op bladzijde 35 en 36. De vragenlijst zelf is te zien onder het kopje “Bijlagen” op bladzijde 46 en 47.
Uitgaande van de resultaten van de vragenlijst is bij proefpersoon 1 te zien dat hij op een puntentotaal van 22 punten uitkomt (3 + 3 + 3+ 3+ 3 + 3 + 4). Volgens het schema van puntentotaal (zie kader hieronder) kan worden geconcludeerd dat deze persoon met 22 punten “enigszins een ochtendtype” is. Daarom heb ik proefpersoon 1 gebruikt als “ochtendtype 1”. Als ik in dit onderzoek sprak van “ochtendtype 1”, was dat proefpersoon 1.
Uitgaande van de resultaten van de vragenlijst is bij proefpersoon 2 te zien dat hij op een puntentotaal van 26 punten uitkomt (4 + 4 + 3 + 4 + 4 + 4 + 5). Volgens het schema van puntentotaal (zie kader hieronder) kan worden geconcludeerd dat deze persoon met 26 punten een “uitgesproken ochtendtype” is. Daarom heb ik proefpersoon 2 gebruikt als “ochtendtype 2”. Als ik in dit onderzoek sprak van “ochtendtype 2”, was dat proefpersoon 2.
Uitgaande van de resultaten van de vragenlijst is bij proefpersoon 3 te zien dat hij op een puntentotaal van 12 punten uitkomt (1 + 1 + 1 + 2 + 2 + 2 + 3). Volgens het schema van puntentotaal (zie kader hieronder) kan worden geconcludeerd dat deze persoon met 12 punten een “enigszins avondtype” is. Daarom heb ik proefpersoon 3 gebruikt als “avondtype 1”. Als ik in dit onderzoek sprak van “avondtype 1”, was dat proefpersoon 3.
Uitgaande van de resultaten van de vragenlijst is bij proefpersoon 4 te zien dat hij op een puntentotaal van 9 punten uitkomt (1 + 1 + 1 + 2 + 1 + 1 + 2). Volgens het schema van puntentotaal (zie kader hieronder) kan worden geconcludeerd dat deze persoon met 9 punten een “uitgesproken avondtype” is. Daarom heb ik proefpersoon 4 gebruikt als “avondtype 2”. Als ik in dit onderzoek sprak van “avondtype 2”, was dat proefpersoon 4.
Bij een puntentotaal van:
7 – 10 komt de persoon het dichtst bij een uitgesproken avondtype.
11 – 14 is het mogelijk dat iemand enigszins een avondtype is.
15 – 21 is het niet echt duidelijk één van de twee types, de persoon hangt ertussen in.
22 – 25 is het mogelijk dat iemand enigszins een ochtendtype is.
26 – 31 komt de persoon het dichtst bij een uitgesproken ochtendtype.
Concentratietests
Vervolgens kon ik verder gaan met deze vier proefpersonen. Zij hebben gedurende vijf dagen ieder dezelfde tests gemaakt. De resultaten hiervan staan op bladzijde 36. De tests zelf zijn te zien vanaf bladzijde 43.
Volgens de theorie van ochtend- en avondmensen, die ik in paragraaf 7 heb uitgewerkt, kunnen avondtypes zich vroeg in de ochtend niet goed concentreren. Zij kunnen zich theoretisch beter concentreren naarmate de dag vordert. We hebben kunnen zien dat voor de ochtendtypes het omgekeerde geldt, in theorie. Ochtendtypes zijn juist vroeg in de ochtend alert en beter geconcentreerd dan later op de dag. Op basis van deze theoretische gegevens zou het zo moeten zijn dat mijn twee ochtendtypes bij de tests die zij vroeg in de ochtend maakten, beter scoren dan de tests die zij laat in de middag maakten. Voor de avondtypes in mijn onderzoek zou moeten gelden dat zij beter scoren op de tests die zij laat in de middag maakten, dan op de tests die zij vroeg in de ochtend maakten. Of ik met mijn onderzoek ook op deze conclusie uitkom, zal ik hieronder uitwerken.
Ik begin met de “Letter-number-sequencing” test. Deze test hebben de proefpersonen op testdag 2 in de ochtend, op testdag 4 aan het eind van de middag en op testdag 5 opnieuw vroeg in de ochtend gemaakt. Volgens de theorie zouden de ochtendtypes in de ochtend minder tijd nodig hebben om deze test uit te voeren dan aan het eind van de middag. Bij ochtendtype 1 klopt dit. Deze persoon had er in de ochtend een tijd van 1:26:15 en 1:27:02 voor nodig. Aan het eind van de middag had dit ochtendtype 1 er een tijd van 1:29:07 voor nodig.
Bij ochtendtype 2 komt de theorie ook overeen met mijn resultaten. Deze persoon had er in de ochtend een tijd van 1:26:22 en 1:25:05 voor nodig om de test te maken. Aan het eind van de middag had dit ochtendtype 2 er langer voor nodig, namelijk 1:30:24.
Bij de avondtypes zou het theoretisch zo moeten zijn dat zij aan het eind van de middag minder tijd nodig hebben om deze test uit te voeren dan vroeg in de ochtend.
Bij avondtype 1 klopt dit ook. Deze persoon had er in de ochtend een tijd van 1:30:37 en 1:30:55 voor nodig. Aan het eind van de middag had dit avondtype 1 er een tijd van 1:29:12 voor nodig.
Bij avondtype 2 komt de theorie ook overeen met mijn resultaten. Deze persoon had op testdag 2 in de ochtend, 1:32:45 voor nodig. Op testdag 4 aan het eind van de middag had hij er 1:32:01 voor nodig en op testdag 5 in de ochtend 1:33:43. Dit avondtype 2 presteerde dus het best aan het eind van de middag.
Bij alle vier de proefpersonen komen mijn resultaten overeen met de theorie. Tot op dit punt kan ik concluderen dat mijn hypothese en voorspelling kloppen.
Dan ga ik verder met de “Zoek-de-reeks” test. Deze test hebben de proefpersonen op testdag 1 in de ochtend, op testdag 3 aan het eind van de middag en op testdag 5 ook aan het eind van de middag gemaakt. Volgens de theorie zouden de ochtendtypes in de ochtend minder tijd nodig hebben om deze test uit te voeren dan aan het eind van de middag. Bij ochtendtype 1 klopt dit. Deze persoon had er in de ochtend een tijd van 1:24:47 voor nodig. Aan het eind van de middag deed deze persoon er langer over, namelijk 1:26:13 en 1:25:56.
Bij ochtendtype 2 komt de theorie niet overeen met mijn resultaten. De proefpersoon deed er in de ochtend namelijk langer over (1:22:88) om de reeksen te vinden dan aan het eind van de middag (1:22:19 en 1:21:57). Het scheelt echter heel weinig in tijd.
Bij avondtype 1 komt de theorie wel weer overeen met mijn resultaten. Deze persoon had namelijk maar 1:40:33 en 1:38:59 nodig om de test aan het eind van de middag te maken. In de ochtend had de proefpersoon er langer voor nodig, namelijk 1:41:13.
Bij avondtype 2 klopt het ook. Deze proefpersoon had aan het eind van de middag 1:34:26 en 1:31:78 nodig, terwijl hij er in de ochtend langer over deed, namelijk 1:35:23.
Bij drie van de vier proefpersonen komen mijn resultaten bij deze test overeen met de theorie. Er is een kleine afwijking bij ochtendtype 2 waardoor mijn hypothese en voorspelling niet helemaal meer kloppen.
Nu verder met de “Gelijk-verschillend” test. Deze test hebben de proefpersonen op testdag 1 aan het eind van de middag en op testdag 3 in de ochtend gemaakt. Volgens de theorie zouden de ochtendtypes in de ochtend minder tijd nodig hebben om deze test uit te voeren dan aan het eind van de middag. Bij ochtendtype 1 is dit ook daadwerkelijk het geval. Deze persoon had in de ochtend minder lang de tijd nodig (0:22:25) dan aan het eind van de middag (0:26:04). Het scheelt ruim 4 seconden.
Bij ochtendtype 2 komt de theorie ook overeen met mijn resultaten. Deze persoon maakte de test in de ochtend in 0:24:17 en aan het eind van de middag in 0:25:39. In de ochtend had hij dus minder tijd nodig om dezelfde prestatie te leveren en scoort dus ’s ochtends beter.
Bij avondtype 1 en avondtype 2 komt de theorie ook overeen met mijn resultaten. Zij hebben in de ochtend meer moeite (doen er langer over) om de test te maken. Bij avondtype 1 scheelt het ruim 1 seconde en bij avondtype 2 scheelt het ruim 2 seconden.
Bij alle vier de proefpersonen komen bij deze test mijn resultaten overeen met de theorie en met mijn hypothese en voorspelling.
Bij de vierde test, “Dots concentratietest” zijn er om te beginnen, tussen de proefpersonen zelf, onderling grote tijdsverschillen. De tijden variëren van 2:12:01 tot 2:59:51. Dit is opvallend, omdat bij de vorige drie tests de tijden erg dicht bij elkaar lagen. Verder komen bij deze Dots concentratietest mijn resultaten ook helemaal niet overeen met de theorie. Ochtendtype 1 en 2 hebben juist in de ochtend veel meer tijd (2:40:66 en 2:59:51) nodig om de test te voltooien, dan aan het eind van de middag (2:19:98 en 2:55:76). Dit is tegenstrijdig met de theorie dat zij juist in de ochtend beter geconcentreerd zijn en dus beter zouden moeten presteren bij deze test.
Bij avondtype 1 klopt mijn resultaat ook niet met de theorie. Als avondtype zou deze persoon er aan het eind van de middag minder moeite mee hebben, dus sneller zijn dan in de ochtend, met het maken van de test. Maar in dit geval doet deze persoon er in de ochtend 2:21:80 over en aan het eind van de middag juist langer 2:56:32.
Bij avondtype 2 klopt mijn resultaat wel met de theorie. Deze persoon doet er namelijk aan het eind van de middag (2:12:01) korter over om de test af te leggen, dan ’s ochtends vroeg (2:46:65).
Bij deze test komen dus bij drie van de vier proefpersonen de resultaten niet overeen met de theorie. Hieruit kan ik concluderen dat mijn hypothese en voorspelling op basis van deze concentratietest niet kloppen.
Alertheidtest
Tot slot ga ik na of mijn resultaten bij de alertheidtest overeenkomen met de theorie. Theoretisch zou het zo moeten zijn, behandeld in paragraaf 7, dat de ochtendtypes meer alert zijn in de ochtend dan aan het eind van de middag. De avondtypes zouden juist meer alert zijn aan het eind van de middag dan in de ochtend. Met behulp van de resultaten van deze proef ga ik na of ik deze conclusie ook uit mijn onderzoek kan trekken. Hierbij maak ik echter gebruik van het schema met berekende gemiddelde resultaten van bladzijde 39.
Testdag 1:
Ochtendtype 1 doet er gemiddeld 0,24 seconde in de ochtend en 0,24 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Dit resultaat komt niet overeen met de theorie en met mijn hypothese en voorspelling.
Ochtendtype 2 doet er gemiddeld 0,22 seconde in de ochtend en 0,30 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Deze persoon reageerde sneller in de ochtend, dan aan het eind van de middag. Dit resultaat komt wel overeen met de theorie en met mijn hypothese en voorspelling.
Avondtype 1 doet er gemiddeld 0,30 seconde in de ochtend en 0,28 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Deze persoon reageerde sneller aan het eind van de middag. Dit resultaat is in overeenstemming met de theorie en mijn hypothese en voorspelling.
Avondtype 2 doet er gemiddeld 0,28 seconde in de ochtend en 0,26 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Deze persoon reageerde sneller aan het eind van de middag. Dit resultaat is dus ook in overeenstemming met de theorie en mijn hypothese en voorspelling.
Testdag 2:
Ochtendtype 1 doet er gemiddeld 0,30 seconde in de ochtend en 0,30 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Dit resultaat komt niet overeen met de theorie en met mijn hypothese en voorspelling.
Ochtendtype 2 doet er gemiddeld 0,24 seconde in de ochtend en 0,22 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Deze persoon reageerde sneller aan het eind van de middag. Dit resultaat komt niet overeen met de theorie en met mijn hypothese en voorspelling.
Avondtype 1 doet er gemiddeld 0,28 seconde in de ochtend en 0,20 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Deze persoon reageerde sneller aan het eind van de middag. Dit resultaat is wel in overeenstemming met de theorie en mijn hypothese en voorspelling.
Avondtype 2 doet er gemiddeld 0,24 seconde in de ochtend en 0,30 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Deze persoon reageerde sneller in de ochtend. Dit resultaat is niet in overeenstemming met de theorie en mijn hypothese en voorspelling.
Testdag 3:
Ochtendtype 1 doet er gemiddeld 0,22 seconde in de ochtend en 0,30 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Dit resultaat komt wel overeen met de theorie en met mijn hypothese en voorspelling.
Ochtendtype 2 doet er gemiddeld 0,30 seconde in de ochtend en 0,24 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Deze persoon reageerde sneller aan het eind van de middag. Dit resultaat komt niet overeen met de theorie en met mijn hypothese en voorspelling.
Avondtype 1 doet er gemiddeld 0,26 seconde in de ochtend en 0,30 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Deze persoon reageerde sneller in de ochtend. Dit resultaat is niet in overeenstemming met de theorie en mijn hypothese en voorspelling.
Avondtype 2 doet er gemiddeld 0,28 seconde in de ochtend en 0,30 seconde aan het eind van de middag over om te reageren op de zoemer in deze test. Deze persoon reageerde sneller in de ochtend. Dit resultaat is niet in overeenstemming met de theorie en mijn hypothese en voorspelling.
Om tot een eindconclusie te komen zal ik de conclusies van de afzonderlijke tests combineren. In het begin bij de concentratietests, “Letter-number-sequencing”, “Zoek-de-reeks” en “Gelijk-verschillend” kwamen de resultaten erg goed overeen met mijn hypothese en voorspelling. Er bleek uit deze tests dat de ochtendtypes inderdaad in de ochtend beter geconcentreerd waren dan aan het eind van de dag.
Bij de “Dots concentratietest” namen de resultaten een verrassende wending. Bij drie van de vier proefpersonen concludeerde ik dat bij deze test mijn hypothese en voorspelling niet klopten.
Uit de alertheidtest kan ik niet echt een duidelijke conclusie trekken. Van de twaalf resultaten zijn er namelijk vijf die wel overeenkomen en zeven die niet overeenkomen met mijn hypothese en voorspelling. Er is hier geen duidelijk verschil waarneembaar tussen de ochtend- en avondtypes.
Ik kan wel een aantal verklaringen bedenken die ertoe hebben geleid dat de resultaten niet elke keer overeenkwamen met wat ik zelf in gedachte had. Bij de “Dots concentratietest” moet je namelijk op twee dingen tegelijk letten. Je moet ervoor zorgen dat je alle 82 groepjes van vier stipjes vindt, je bent dus bewust of onbewust de groepjes aan het tellen om te weten of je ze alle 82 hebt gevonden. Door dat tellen kun je als proefpersoon in de war raken. Als je aan het eind niet alle 82 groepjes hebt gevonden, moet je weer opnieuw het hele veld door om alsnog de ontbrekende groepjes te vinden. Daarnaast moet je ook rekening houden met de tijd, het moet zo snel mogelijk gebeuren. Ik denk achteraf persoonlijk dat deze concentratietest daarom niet tot de verwachte resultaten heeft geleid. Ik had de proefpersonen misschien beter een aantal minuten kunnen geven, bijvoorbeeld 2 minuten en dat zij dan in die 2 minuten zoveel mogelijk groepjes van vier puntjes moesten vinden. Dan had ik het probleem van het tellen kunnen voorkomen en waren de resultaten nauwkeuriger.
Verder is de verklaring voor het minimale verschil tussen de ochtend- en avondtypes bij de alertheidtest simpel te geven. De teller op het systeembord telde alleen in tienden van seconden, waardoor je heel veel dezelfde getallen kreeg, namelijk 0,2 0,3 of 0,4 seconde. Hierdoor moest ik voor de duidelijkheid van het schema wel gaan werken met gemiddelde waarden, maar dit is natuurlijk erg onnauwkeurig. Bij nader inzien had ik beter een andere proef kunnen bedenken om de alertheid te testen. Dan had ik een veel nauwkeurigere tijdmeter kunnen gebruiken waardoor de resultaten ook nauwkeuriger waren geweest.
Natuurlijk realiseer ik mij ook wel dat het eigenlijk onmogelijk is om exact vast te stellen met een vragenlijst of iemand een ochtend- of avondmens is. Dat merkte ik eigenlijk meteen al doordat ik ervoer dat het bijna onmogelijk was om vier duidelijke ochtend- en vier duidelijke avondtypes te vinden door middel van de vragenlijst. Daarom besloot ik om verder te gaan met het onderzoek met slechts twee ochtend- en twee avondtypes. Hierdoor zullen mijn resultaten ook minder nauwkeurig zijn.
Al met al komen mijn resultaten wel aardig overeen met mijn hypothese en voorspelling. Tot slot kan ik wel concluderen dat de concentratie van ochtendmensen uit mijn doelgroep inderdaad beter is in de ochtend dan aan het eind van de middag. De concentratie van avondmensen uit mijn doelgroep is inderdaad beter aan het eind van de middag dan in de ochtend.
Jammer genoeg kan ik geen conclusie trekken uit de alertheidtest.
Eindevaluatie
Eerlijk gezegd, valt er een last van mijn schouders af nu ik dit profielwerkstuk eindelijk heb afgerond. Vaak heb ik er met tegenzin aan moeten werken. Vooral in het begin vond ik het erg moeilijk om het geheel vorm te geven. Ik vond het ook vreselijk frustrerend dat ik niet echt diepgaande informatie kon vinden op internet of in boeken over de biologische klok. Alles wat ik kon vinden was een beetje oppervlakkig, naar mijn mening. Maar achteraf was dit ook wel logisch, omdat ik erachter ben gekomen dat er nog een heleboel niet is onderzocht of waar men nog niets van weet. Dit maakte het voor mij lastig om een praktisch deel te bedenken. Je kwam al snel op onderzoeken terecht die ik als 6 vwo’er niet uit kan voeren, wat ik heel jammer vond. Ik houd er namelijk wel van om wat ingewikkelder onderzoek te doen. Verder had ik niet verwacht dat mijn huidige onderzoek zoveel tijd zou kosten. Het uitvoeren van de proefjes was geen grote klus, maar het uitwerken en vergelijken van de resultaten heeft mij echt enorm veel tijd gekost.
Ik heb ook veel geleerd van dit profielwerkstuk. Ik ben er bijvoorbeeld achter gekomen dat het heel veel voorbereiding en denkwerk kost om een nauwkeurig onderzoek op te stellen.
Tot slot wil ik nog wel vermelden dat ik het onderwerp, de biologische klok, nog steeds erg interessant vind en mezelf er in de toekomst zeker nog in ga verdiepen.
Bijlagen
Hieronder begin ik met de vragenlijst die ik verschillende personen uit 6 vwo heb voorgelegd om een idee te krijgen of een persoon een ochtend- of een avondtype is.
1. Hoeveel moeite zou je hebben om iedere dag om 01.00 uur ’s nachts naar bed te gaan?
A. Zeer veel, ik zou het bijna niet vol kunnen houden.
B. Tamelijk veel, ik zou mij allang slaperig voelen.
C. Niet zoveel, ik zou mij een beetje slaperig voelen.
D. Nauwelijks, geen probleem.
2. Hoeveel moeite zou je hebben om iedere dag om 06.00 uur ’s morgens op te staan?
A. Zeer veel, ik zou mij nog erg slaperig voelen.
B. Tamelijk veel, ik zou mij slaperig voelen.
C. Niet zoveel, een beetje onplezierig, maar geen groot probleem.
D. Nauwelijks, geen probleem.
3. Je hebt besloten om twee keer per week aan conditietraining te gaan doen. Dat kan echter alleen ’s morgens van 07.00 – 08.00 uur. Wat vind jij hiervan?
A. Deze tijd vind ik optimaal.
B. Het zal wel gaan.
C. Het zou mij zwaar vallen, liever wat later.
D. Ik zou het totaal niet kunnen opbrengen.
4. Je hebt besloten om twee keer per week aan conditietraining te gaan doen. Dat kan echter alleen ’s avonds van 23.00 – 24.00 uur. Wat vind jij hiervan?
A. Deze tijd vind ik optimaal.
B. Het zal wel gaan.
C. Het zou mij zwaar vallen, liever wat later.
D. Ik zou het totaal niet kunnen opbrengen.
5. In welke tijdsperiode ga je gewoonlijk naar bed?
A. 20.00 – 22.00 uur
B. 22.00 – 23.00 uur
C. 23.00 – 24.00 uur
D. 00.00 – 01.00 uur
E. Na 01.00 uur
6. In welke tijdsperiode sta je gewoonlijk op als je niet naar school hoeft?
A. 05.00 – 07.00 uur
B. 07.00 – 08.00 uur
C. 08.00 – 09.00 uur
D. 09.00 – 10.00 uur
E. Na 10.00 uur
7. Wanneer voel jij je het meest actief?
A. Vooral in de ochtend.
B. Matig in de ochtend.
C. Op de helft van de dag ongeveer.
D. Matig in de avond.
E. Vooral in de avond.
Met de antwoorden zijn punten te scoren. Het puntensysteem is als volgt opgebouwd:
vraag 1 vraag 2 vraag 3 vraag 4 vraag 5 vraag 6 vraag 7
A 4 punten 1 punt 4 punten 1 punt 5 punten 5 punten 5 punten
B 3 punten 2 punten 3 punten 2 punten 4 punten 4 punten 4 punten
C 2 punten 3 punten 2 punten 3 punten 3 punten 3 punten 3 punten
D 1 punt 4 punten 1 punt 4 punten 2 punten 2 punten 2 punten
E - - - - 1 punt 1 punt 1 punt
Bij een puntentotaal van:
7 – 10 komt de persoon het dichtst bij een uitgesproken avondtype.
11 – 14 is het mogelijk dat iemand enigszins een avondtype is.
15 – 21 is het niet echt duidelijk één van de twee types, de persoon hangt ertussen in.
22 – 25 is het mogelijk dat iemand enigszins een ochtendtype is.
26 – 31 komt de persoon het dichtst bij een uitgesproken ochtendtype.
“Zoek-de-reeks” test
Zoek zo snel mogelijk de volgende code in dit cijfer- en letterveld: Hv37y
Deze cijfer- en lettercombinatie zit 6 keer verborgen in het veld.
In dit geval zijn de reeksen blauw gemarkeerd. Toen de proefpersonen deze test voorgelegd kregen, ontbrak deze blauwe markering uiteraard en moesten zij zelf de reeksen vinden.
K D 8 7 B T 1 2 2 w J j o L 9 4 b P s H
Y d c 8 5 4 r M n b h H 9 0 1 D d c 3 B
7 2 S x q r B k 8 T U f t 3 3 8 O L w 0
0 1 D d c 3 B H v 3 7 y A 6 8 b 7 q 4 Z
U i 9 1 D g 3 v s 2 2 a r R L 8 P H F 8
B C z 0 1 d B c 8 7 3 L i K 2 c d R 7 B
6 8 L R r a 2 2 C c X 5 4 r M 5 4 r I n
V 3 H v 3 7 y 7 3 L i K 2 c d R 2 2 a J
c 8 5 4 r M n b h H 9 0 1 D d c j F 3 5
2 a r R L 8 P H F 8 7 h H v 3 7 y G b s
n b h H 9 0 1 D d c 2 a r R L 8 P H F 8
P 0 z A f R H v 7 y y h b 8 9 l q w 7 0
i t T H v 3 7 y n b h H 9 0 1 D d c 6 6
U e V c 8 5 4 r M n b h H 9 0 1 D d c s
c X 5 4 r M 5 4 r f U e V c 8 5 4 r L 8
e T n b h H 9 0 1 D d c c X 5 4 r M 5 4
P 0 z A f R H 2 a r R L 8 P H F 8 M q z
Y E e 7 3 V H v 3 7 y c X 5 4 r M 5 4 0
i h S 3 n b h H 9 0 1 D d c 5 7 O N q z
P H F 8 M q z 7 6 H v 3 7 y D d c 6 6 R
Datum:
Tijd:
Zoek zo snel mogelijk de volgende code in het cijfer- en letterveld: B38cd
Deze cijfer- en lettercombinatie zit 6 keer verborgen in het veld.
In dit geval zijn de reeksen blauw gemarkeerd. Toen de proefpersonen deze test voorgelegd kregen, ontbrak deze blauwe markering uiteraard en moesten zij zelf de reeksen vinden.
P b 4 9 L o j J w 2 2 1 F T B 3 8 c d K
B 3 c d D 1 0 9 H h b n M r 4 5 8 c d Y
7 2 S x q r B 3 8 c d d t T 3 3 8 O L W
Z v 5 h 1 1 P h M W s A 6 8 b 7 q 4 a Z
U i 9 1 D g 3 v s 2 2 a r R L 8 P H F 8
B 8 3 d c 2 K i L 7 3 8 c B d 1 0 z C P
3 8 r 4 5 M r 4 5 8 c C 2 2 a r R L 8 6
b 4 9 L o j J w 2 2 1 F T 5 3 8 D C c d
O 8 3 d c 2 K i L 7 3 8 c B d 1 0 z C 0
Z v 5 h 1 1 P h M W s A 6 8 b 7 q 4 a Z
P b 4 9 L o j J w 2 2 1 F T O 3 8 c d K
U i 9 1 D g 3 v s 2 2 a r R L 8 P H F 8
B 3 c d D 1 B 3 8 c d n M r 4 5 8 c C Y
0 F M r 4 5 8 c C 2 2 a r R L 8 d T 5 9
h b n M r 4 5 2 1 F T b 4 9 L o j J w 4
3 8 r 4 5 8 c C 2 U i 9 1 D g B 3 8 c d
W Q B 3 8 c d R c G 4 5 L B 3 8 c D f a
Z v 5 h 1 1 P h M W s A 6 8 b 7 q 4 a Z
P b 4 9 L o j J w 2 2 1 F T B 3 8 c d K
U i 9 1 D g 3 v s 2 2 a r R L 8 P H F 8
Datum:
Tijd:
“Gelijk-verschillend” test
Geef telkens aan of de reeksen in de twee kolommen gelijk of verschillend zijn.
Kolom 1 Kolom 2
KPuvxSZR KPuxvSZR Gelijk Verschillend
Ht//872tT Ht//872tT Gelijk Verschillend
R”0P]]gYv R”0P[[gYv Gelijk Verschillend
% ^^Un2aa % ^^Un2aa Gelijk Verschillend
Gelijk Verschillend
Gelijk Verschillend
*(9Km1(/ *(9mK1(/ Gelijk Verschillend
------------------------------------------------------------
H>+On39 H<+On39 Gelijk Verschillend
B::g63-P- B::g63-P- Gelijk Verschillend
# & ^w ) # & * w) Gelijk Verschillend
XVuvxZRS XVuvxZRS Gelijk Verschillend
QPO$MLK QPO$MLK Gelijk Verschillend
Th?0465Mm Th?0564Mm Gelijk Verschillend
36189:Uhn 36189;Uhn Gelijk Verschillend
----------------------------------------------------------
XVuvxZRS XVuvxZRS Gelijk Verschillend
Th?0465Mm Th?0564Mm Gelijk Verschillend
A // ; = * B A // ; = * B Gelijk Verschillend
# & ^ w ) //& ^ w ) Gelijk Verschillend
A□C□■^Bx A□□C■^Bx Gelijk Verschillend
> / + + % x > + + % x Gelijk Verschillend
☺ □ ☛ ◊ ө ♣ ☺ □ ☛ ◊ ө ♣ Gelijk Verschillend
---------------------------------------------------------
KLM*OPQ OPQ* KLM Gelijk Verschillend
Th?0465Mm Th?0465Mm Gelijk Verschillend
20114612 20114611 Gelijk Verschillend
XVuvxZRS XvuvxZRS Gelijk Verschillend
A□C□■^Bx A□C□■^Bx Gelijk Verschillend
□>□○<□○> □>□○>□○> Gelijk Verschillend
# & ^ w ) # & * w ) Gelijk Verschillend
“ Dots concentratietest”
Omcirkel zo snel mogelijk alle groepjes van 4 stipjes.
In totaal zijn er 82 groepjes van 4 stipjes.
Alertheidtest
Hier volgt een schematische tekening van hoe de verbindingsdraden op de teller op het systeembord moeten worden aangesloten.
Hier volgt een aantal stukjes van wat er in de contacturen is besproken.
Verslag contactuur 15-9-‘09:
Vandaag, 15-9-09, het zevende uur, heb ik met mijn profielwerkstuk begeleider, dhr. Brunekreef het volgende besproken:
- Ideeën opgedaan wat betreft het praktische gedeelte van mijn profielwerkstuk. Zo ben ik erachter gekomen dat het het proberen waard is om contact op te nemen met de universiteit in Amsterdam, omdat er daar veel onderzoek wordt gedaan naar processen die in de hersenen plaatsvinden. Het zou dus goed kunnen dat studenten op die universiteit al eens onderzoek hebben gedaan naar de biologische klok. Hier zou ik dan zelf ook het een en ander uit kunnen gebruiken.
- Het kan ook zijn dat er op dit moment mensen bezig zijn die dingen onderzoeken rondom mijn onderwerp. Dan zou ik dus bijvoorbeeld een dag mee kunnen lopen o.i.d.
- Ik heb nog wel mijn bedenkingen bij het aantal deelvragen, maar ik denk dat ik die in de loop van de tijd nog zal gaan uitbreiden of aanpassen. Zowel in de breedte, als in de diepte.
Verslag contactuur 1-12-‘09:
Dinsdag 1-12-‘09, het zevende uur, heb ik met mijn profielwerkstuk begeleider besproken dat het tijd wordt dat ik een planning ga maken voor het uitvoeren van de proeven en voor de rest van mijn profielwerkstuk. Dit zou erbij moeten helpen om de rode draad te vinden in de brei van informatie. Verder hebben we besproken dat ik de opstelling van het systeembord, voor het testen van de reactietijd, met één van de natuurkunde leraren moet bespreken. Ook moet ik mijn werkplan nog maken. Verder gaan we beiden nog op zoek naar een coördinatietest en ik zou bij dhr. Blangé (biologie) kunnen informeren.
Verslag contactuur 17-11-‘09:
Dinsdag 17-11-‘09, het zevende uur, heb ik met mijn profielwerkstuk begeleider besproken dat het belangrijk is om het logboek en de bronvermelding goed bij te houden. We hebben afgesproken dat ik het logboek zou mailen.
Ook is het belangrijk om altijd op de betrouwbaarheid van informatie op het internet te letten. Niet alle informatie is namelijk gebaseerd op goed onderzoek.
Verder hebben we besproken dat het nodig is dat ik alsnog een werkplan ga maken. Dit had ik in eerste instantie niet gedaan omdat ik niet wist dat dit onderdeel was van de beoordeling van het geheel.
Ook hebben we nagedacht over het testen van de reactietijd. Begeleider kwam met het idee om hierbij systeemborden te gebruiken.
Tot slot hebben we een nieuwe afspraak gemaakt voor dinsdag 24 november, het zevende uur.
Logboek
Datum Wat? Waar? Tijd
6-4-‘09 Introductielessen + sites bezocht die ideeën geven over mogelijke onderwerpen. Willem de Zwijger College 3 lesuren = 3 x 45 minuten = 2 uur en 15 minuten
4-5-‘09 Verzinnen van onderwerp m.b.v. internet. Zonder resultaat. Thuis ≈ 2 klokuren
8-5-‘09 Informatie opzoeken op internet over lactose-allergie en of het een interessant onderwerp kan zijn. Thuis ≈ 3 klokuren
12-5-‘09 Verdiepen in onderwerp “lactose-allergie” Thuis 2 lesuren = 2 x 45 minuten = 1,5 uur
23-5-‘09 Afgezien van onderwerp “lactose-allergie” - -
26-5-‘09 Nieuw onderwerp verzinnen m.b.v. internet. Thuis ≈ 2 uur
14-6-‘09 Onderwerp “biologische klok” gevonden. Thuis ≈ 1,5 uur
2-9-‘09 Besproken wie mijn profielwerkstuk begeleider wordt. Willem de Zwijger College -
4-9-’09 Verder verdiepen in onderwerp “biologische klok”. Vastgesteld dat ik hiermee verder wil gaan. Willem de Zwijger College 2 lesuren = 2 x 45 minuten = 1,5 uur
14-9-‘09 Zoeken naar ideeën voor praktisch deel. Thuis ≈ 2 uur
15-9-‘09 Eerste contactuur met begeleider. Willem de Zwijger College 1 lesuur = 45 minuten
30-9-‘09 Rijksuniversiteit Groningen gemaild met de vraag naar eventueel informatiepakket en ideeën over praktijk onderzoek. Thuis 15 minuten
4-10-‘09 Aantal bladzijdes met informatie uitgeprint en naar meer informatie gezocht over praktisch deel. Thuis ≈ 2 uur
6-10-‘09 Tweede contactuur met begeleider Willem de Zwijger College 1 lesuur = 45 minuten
17-10-‘09 Mail terug gehad (eindelijk) van Rijksuniversiteit Groningen met informatie over de biologische klok. - -
26-10-‘09 Één van de 3 Engelse artikelen van de Rijksuniversiteit Groningen doorgelezen. Ideeën opgedaan voor praktische deel. Thuis ≈ 2 uur
3-11-‘09 Bepaald op welke gebieden ik tests wil gaan uitvoeren voor het praktische deel. Thuis ≈ 2,5 uur
10-11-‘09 Test voor bepalen ochtend- of avondmens opgezet + concentratie test gemaakt. Thuis ≈ 3 uur
13-11-‘09 Informatie gezocht over testen van reactietijd. Zonder groot resultaat. Thuis ≈ 1 uur
17-11-‘09 Derde contactuur met begeleider. Willem de Zwijger College 1 lesuur = 45 minuten
19-11-‘09 Werkplan voor onderzoek gemaakt. Thuis ≈ 1,5 uur
20-11-‘09 Logboek gemaild naar begeleider. Thuis n.v.t.
28-11-‘09 Begonnen met werkstuk; paragrafen bedacht, voorblad, begin gemaakt met beantwoorden van paragraaf 1. Thuis ≈ 4 uur
30-11-‘09 Begin gemaakt met beantwoorden van paragraaf 2. Thuis ≈ 2 uur
1-12-‘09 Vierde contactuur met begeleider. Willem de Zwijger College 1 lesuur = 45 minuten
18-12-‘09 Paragrafen 1 en 2 aangevuld. Thuis ≈ 2 uur
22-12-‘09 Begonnen aan paragraaf 3. Thuis ≈ 1,5 uur
24-12-‘09 Begonnen aan paragraaf 5. Thuis ≈ 1,5 uur
29-12-‘09 Nog meer informatie verzameld en gesorteerd op paragraaf. Thuis ≈ 2 uur
2-1-‘10 Werkplan praktisch deel. Thuis ≈ 1 uur
12-1-‘10 Vijfde contactuur met begeleider Willem de Zwijger College ≈ 30 minuten
14-1-‘10 Paragraaf 2 aangevuld, paragraaf 8 begonnen, inleiding aangepast. Thuis ≈ 5 uur
16-1-‘10 Paragraaf 5 aangevuld en aangepast. Thuis ≈1,5 uur
17-1-‘10 Alles klaargemaakt en uitgeprint voor begin van onderzoek. Nog een extra concentratietestje gemaakt. Thuis ≈ 1 uur
18-1 t/m 22-1 Alle concentratietestjes uitgevoerd bij ochtendmens en avondmens. Willem de Zwijger College Dagelijks 2 x 5 minuten.
23-1-‘10 Resultaten van 1 week onderzoek op een rijtje gezet. Paragraaf 6 uitwerken. Thuis ≈ 4 uur
25-1-‘10 Systeembord opgezet voor testen van alertheid. Willem de Zwijger College ≈ 1 lesuur
26-10 t/m 28-1 Alertheid testen m.b.v. systeembord. Willem de Zwijger College Dagelijks 2 x 5 minuten.
22-2-‘10 Theoriedeel. Thuis ≈ 1 uur
23-2-‘10 Uitwerken praktijkdeel + stukken uit theoriedeel aangepast. Thuis ≈ 1,5 uur
26-2-‘10 Praktijkdeel Thuis ≈ 3 uur
27-2-‘10 Praktijkdeel Thuis ≈ 3 uur
28-2-‘10 Afronding praktijkdeel Thuis ≈ 6 uur
Biologische Klok
7.5
- Profielwerkstuk door een scholier
- 6e klas vwo | 16348 woorden
- 25 augustus 2010
7.5
99
keer beoordeeld
ADVERTENTIE
Waar zou jij over willen praten?
Bewaar of download dit verslag!
Om dit verslag toe te voegen aan je persoonlijke leeslijsten of te downloaden moet je geregisteerd zijn bij Scholieren.com.
35.357 scholieren gingen je al voor!
Ook lezen of kijken
Alles wat je moet weten over leraar worden
Nieuw seizoen van Studententijd de podcast begint op 24 april
Deze online docenten helpen jou met leren voor je examens
Hoe de examenbot jou helpt slagen voor je examen!
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden
R.
R.
Niet heel interresant,
helemaal uitlezen vond ik te veel werk...
5 jaar geleden
Antwoorden