Nieuw onderzoek manipuleert de diepe slaapfase en onderzoekt de effecten ervan op het leren van nieuwe vaardigheden.

De meesten van ons weten dat een goede nachtrust belangrijk is voor geluk en productiviteit, en dat omgekeerd kan een nacht met slechte slaap negatieve effecten hebben op onze prestaties tijdens de dag. Maar een nieuwe studie slaagt erin om precies de hersenruimte te vinden die verantwoordelijk is voor het leren van nieuwe vaardigheden en laat zien hoe het kan worden beïnvloed door slechte slaapkwaliteit.

Een team van onderzoekers van de Universiteit van Zürich (UZH) en het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie (ETH) in Zürich, beide in Zwitserland, stelden het effect van een verstoorde diep slaapfase op het vermogen van de hersenen om nieuwe dingen te leren te onderzoeken.

Meer specifiek, de nieuwe studie - gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Communicatie - kijkt naar het vermogen van de hersenen om te veranderen en aan te passen in reactie op de stimulansen die het ontvangt van het milieu, of neuroplasticiteit, in de motorcortex en hoe het wordt beïnvloed door diepe slaap.

De motorcortex is de hersenzone die verantwoordelijk is voor het ontwikkelen en controleren van motorische vaardigheden, en de diepe slaapfase - ook wel slow wave-slaap genoemd - is de sleutel voor geheugenvorming en verwerking, evenals om de hersenen te helpen zich te herstellen na een dag van activiteit.

Manipuleren van de motorcortex tijdens diepe slaap

De studie betrof zes vrouwen en zeven mannen die werden gevraagd om motorische taken te verrichten tijdens de dag na een nacht van onverstoorde slaap, en na een nacht waarin hun diepe slaap was gestoord.

De taken die betrokken zijn bij het leren van een reeks vingerbewegingen, en de onderzoekers waren in staat om precies de hersenruimte te vinden die verantwoordelijk was voor het leren van beweging.

Met behulp van een elektroencefalogram deed de onderzoekers de hersenactiviteit van de deelnemers tijdens hun slaap.

Op de eerste dag van het experiment - na de eerste sessie van de eerste beweging - waren de deelnemers in staat om te slapen zonder storing.

Op de tweede nacht manipuleerden de onderzoekers de slaapkwaliteit van de deelnemers. Ze waren in staat om zich op de motorcortex te concentreren en hun diepe slaap te verstoren, waardoor de impact die slechte slaap heeft op de neuroplasticiteit die betrokken zijn bij het beoefenen van nieuwe bewegingen, wordt onderzocht.

De deelnemers wisten niet dat hun diepe slaapfase was gepeuterd. Voor hen was de kwaliteit van hun slaap in beide gevallen ongeveer hetzelfde.

Slechte slaap houdt synapses opgewonden, blokkeert het vermogen van de hersenen om te leren

Vervolgens beoordeeld de onderzoekers het vermogen van de deelnemers om nieuwe bewegingen te leren. 'S morgens was de leerprestatie van de vakken op zijn hoogste, zoals verwacht.

Maar toen de dag vorderde, bleven ze steeds meer fouten maken. Nogmaals, dit was verwacht.

Na een nacht van herstellende slaap werd de leer-efficiëntie van de deelnemers opnieuw gespot. Maar na hun nacht van gemanipuleerde slaap was hun leer-efficiëntie niet zo significant verbeterd. In feite, de ochtend na een nacht van gemanipuleerde slaap, was de prestatie van de deelnemers zo laag als op de avond van de vorige dag.

De reden waarom dit gebeurt, is volgens de onderzoekers dat tijdens de gemanipuleerde diepe slaap, de synaptes van de neuronen niet "rusten" zoals zij normaal gesproken tijdens herstellende slaap zouden hebben.

Tijdens de dag worden onze synapses opgewonden als reactie op de stimulansen die ons omringen. Tijdens de slaap herstellen echter deze synaptes zichzelf en hun activiteit normaliseert. Zonder deze herstellende periode blijven de synaptes te lang opgewonden. Zo'n staat remt neuroplasticiteit, wat betekent dat het leren van nieuwe dingen niet meer mogelijk is.

"In het sterk opgewonden gebied van de hersenen was de leer efficiëntie verzadigd en kon het niet meer veranderd worden, wat het leren van motorische vaardigheden belemmerde", verklaart co-lead auteur Nicole Wenderoth, hoogleraar in de afdeling gezondheidswetenschappen en technologie aan de ETH Zürich.

Om ervoor te zorgen dat ze het juiste hersengebied bevonden die verantwoordelijk zijn voor diepe slaap, herhaalden de onderzoekers het experiment door dezelfde taak toe te wijzen maar een ander gebied van de hersenen te manipuleren.

Dit resulteerde niet in veranderingen in de prestaties van de deelnemers.

Dit is de eerste keer dat een studie de oorzakelijk verband tussen diepe slaap en leer efficiëntie heeft aangetoond.

Reto Huber, professor aan het Kinderziekenhuis Zürich en kinder- en adolescentpsychiatrie bij UZH, commentaar op de betekenis van de studie:

We hebben een methode ontwikkeld waarmee we de slaapdiepte in een bepaald deel van de hersenen kunnen verminderen en daarom het oorzakelijk verband tussen diepe slaap en leer efficiëntie kunnen aantonen [...] Veel ziekten manifesteren ook in slaap, zoals epilepsie. Met behulp van de nieuwe methode hopen we de specifieke hersengebieden die direct verbonden zijn aan de ziekte te kunnen manipuleren. '

Leer hoe eenzaamheid de slaapkwaliteit voor jonge volwassenen kan schaden.

The benefits of a good night's sleep - Shai Marcu (Video Medische En Professionele 2024).