Wat gebeurt er met de hersenen?
Vroeger dacht men dat de hersenen tijdens de slaap in rust waren, maar dat is niet zo. De hersenen zijn net zo actief als overdag. Ze gebruiken evenveel energie. De hersenactiviteit tijdens het slapen vertoont een golfpatroon. Dat zie je in de twee volgende afbeeldingen.
De activiteit is gemeten door middel van een elektro-encefalogram (EEG). Bij actief wakker zijn (‘awake with eyes open’ hiernaast) vertoont het EEG snelle, onregelmatige activiteit. De golffrequentie ligt boven 13 Hz. Passief wakker zijn (‘awake with eyes closed’) wordt gekenmerkt door grotere ritmische golven van 8 tot 13 Hz. Tijdens de eerste fase (‘stage 1’ hiernaast) vertoont het EEG een vlak patroon. In fase 2 en 3 is de EEG-activiteit langzamer. Tijdens fase 4 (diepe slaap), ook wel slow wave sleep genoemd, vertoont het EEG grote langzame golven met een frequentie van minder dan 2 Hz. In fase 5, de REM-slaap, hebben de EEG-golven een frequentie van meer dan 13 Hz, net als bij actief wakker zijn.Op het EEG lijkt het alsof tijdens fase 4 juist veel activiteit is, door de duidelijke pieken, maar deze golven zijn traag en log.
Steeds meer onderzoekers denken dat de REM-slaap en de bijbehorende dromen een zeer belangrijke rol spelen bij het opslaan van ervaringen en het verankeren van herinneringen in het langetermijngeheugen. Wanneer proefpersonen iets nieuws hebben geleerd en geen REM-slaap krijgen, onthouden ze namelijk minder dan mensen die wel REM-slaap krijgen. De eerste nacht nadat je iets hebt geleerd, blijkt cruciaal te zijn. De hoeveelheid REM-slaap neemt bovendien tijdelijk toe als je iets nieuws geleerd hebt, zo blijkt uit een onderzoek bij studenten in examentijd. De hersenen lijken zich aan te passen aan wat nodig is. Er zijn aanwijzingen dat de hersenactiviteit bij het leren overeenkomt met die tijdens de REM-slaap. Kunnen dieren dromen?
Slapen
Alle vogels en zoogdieren slapen. Ook bij vissen, reptielen en insecten zijn er perioden die op het slapen van de mens lijken. Zelfs dieren die bepaald geen complexe hersenen en gedrag hebben, slapen min of meer op dezelfde manier als de mens. Maar niet alle dieren dromen tijdens het slapen. Door het uitvoeren van REM-testen op dieren zijn onderzoekers erachter gekomen dat vogels en zoogdieren wel, reptielen misschien en vissen niet dromen.
Tijdens het slapen vertonen ongewervelde dieren, amfibieën en vissen afwisselend perioden van rust en activiteit. Bij rust nemen ze een bepaalde houding aan en zijn ze minder gevoelig voor prikkels (bijvoorbeeld geluid). EEG-metingen geven geen verschil aan tussen perioden van rust en perioden van activiteit. Reptielen vertonen ander gedrag dan ongewervelde dieren, amfibieën en vissen als ze slapen. Ze hebben geen ander EEG-patroon, maar de ogen bewegen wel. Bij vogels is REM-slaap geconstateerd, hoewel deze perioden erg kort zijn.
Vrijwel alle zoogdieren dromen en vertonen een afwisseling van REM-slaap en rustige slaap. Niet alle dieren slapen even goed. De slechte slapers zijn meestal prooidieren die goed op hun hoede moeten zijn. De beste slapers zijn de grote roofdieren die weinig vijanden hebben. Katten bijvoorbeeld slapen gemiddeld 14 uur per dag en daarvan is ongeveer 20 – 25% REM-slaap. Er zijn dieren die heel weinig slapen, meestal zijn dat dieren die niet lang leven. Een veldmuis bijvoorbeeld slaapt 2 tot 3 uur per etmaal en leeft niet langer dan 3 jaar. De vleermuis daarentegen leeft ongeveer 20 jaar. Dit dier slaapt gemiddeld 18 uur per etmaal en houdt ook nog eens een winterslaap. Dromen In het verleden hebben veel mensen onderzoek gedaan naar wat dromen zouden moeten inhouden. In 1954 ontdekten twee wetenschappers dat er bij konijnen, terwijl ze kijken of er ergens gevaar dreigt, in hun hippocampus (zie de afbeelding hierboven) een wisselend stroompje loopt van 6 periodes per seconde. Dit stroompje wordt het theta ritme genoemd. Ook bij andere dieren blijkt het theta ritme voor te komen. Bij een kat komt het voor tijdens het jagen, bij een rat als hij bezig is zijn omgeving te verkennen. Dit wisselende stroompje is dus steeds aanwezig als een dier gedrag vertoont dat gericht is op overleven. Maar de ontdekking van dat stroompje op zich is niet het belangrijkst. Wat van belang is, is dat het theta ritme bij dieren ook altijd voorkomt als het betreffende beest aan het dromen is. De activiteit van de hippocampus van een dromend dier is dus gelijk aan de activiteit van de hippocampus van datzelfde dier als het iets aan het doen is dat van levensbelang voor hem is. Enkele voorbeelden zie je hier:
Het theta ritme bij dieren komt dus voor bij het vertonen van belangrijk gedrag. Daarnaast heeft het iets te maken met leren. Er bestaat een theorie die zegt dat dromen het geestelijk herhalen van voor het dier belangrijke informatie is. Deze belangrijke informatie wordt opgeslagen in de hersenen van het dier. Op deze manier bewaart een dier ervaringen voor later en weet hij beter wat hij moet doen als een bepaalde situatie zich weer voordoet. Het theta ritme komt bij bijna alle zoogdieren voor en bijna alle zoogdieren dromen dus ook. Er bestaat echter een bepaald soort mierenegel die niet droomt en dus ook geen theta ritme heeft. Deze mierenegel heeft zich anders ontwikkeld dan bijna alle andere zoogdieren. Nou blijkt dat bij deze mierenegel het hersengebied waarin belangrijke ervaringen worden opgeslagen relatief erg groot is, zelfs nog groter dan bij de mens. De reden daarvoor is, dat hij alle ervaringen meteen moet verwerken. De mierenegel doet dat zonder te dromen, terwijl de mens en vele andere dieren veel informatie ‘s nachts (door wel te dromen) verwerken. Mierenegel
Tijdens de REM-slaap, waarin gedroomd wordt, bewegen de ogen van een dier, net als bij de mens. Bij dieren zijn deze bewegingen van de ogen makkelijk te verklaren. Dieren dromen namelijk over ervaringen die hen helpen te overleven. Dat zijn vaak bewegingspatronen: hoe ontvlucht je als konijn een vos (vluchtgedrag) en hoe kun je als vos toch dat konijn vangen (jaaggedrag)? De ogen spelen een grote rol bij het zoeken van een vluchtweg of het volgen van een prooidier. Tijdens de droomslaap zijn om dezelfde reden bepaalde motorische neuronen verlamd. Anders zou het dromende dier de bewegingspatronen tijdens het slapen echt gaan uitvoeren. De Amerikaanse onderzoeker Howard Roffware bedacht in de jaren zestig een theorie waaruit blijkt dat REM-slaap van groot belang is voor de ontwikkeling van het centrale zenuwstelsel. Hij kwam op dit idee door het feit dat jonge dieren een langere REM-slaaap hebben dan volwassen dieren. Bovendien hebben dieren die geboren worden met een minder volgroeid brein, zoals katten en mensen, meer REM-slaap dan dieren die ter wereld komen met hersenen die zich niet veel verder ontwikkelen, zoals schapen en cavia’s. Nachtmerries
Het profielwerkstuk gaat verder na deze boodschap.
Verder lezen
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden
S.
S.
het kopje 'mierenegels' is verkeerd geplaatst, het staat onder de tekst waar het bij hoort.
12 jaar geleden
Antwoorden