Redenen Waarom Je Moet Zorgen Dat Je Goed Slaapt

De hersenen verbruiken een kwart van de energievoorraad van het lichaam, terwijl ze maar twee procent van het lichaamsgewicht uitmaken. Hoe ontvangt dit unieke orgaan onmisbare voedingsstoffen en, misschien wel belangrijker, hoe raakt het ze kwijt? Nieuw onderzoek laat zien dat het met slaap te maken heeft.

"Slapen. Dat doen we ongeveer een derde van ons leven, maar begrijpen we eigenlijk wel waar het allemaal om draait?

Tweeduizend jaar geleden zei Galen, een van de meest vooraanstaande klassieke medische onderzoekers, dat wanneer we wakker zijn de motor van ons brein, zijn sap, naar andere delen van het lichaam stroomt en die plekken verlevendigt, terwijl de hersenen uitgedroogd achterblijven. Hij dacht dat wanneer we slapen, al dit vocht dat de rest van het lichaam vult, terug zou komen snellen, het brein zou hydrateren en de geest zou verversen. Dat klinkt tegenwoordig natuurlijk belachelijk, maar Galen probeerde iets uit te leggen over slaap waar we elke dag mee te maken hebben. Gebaseerd op onze eigen ervaring weten we dat je in je slaap je hoofd leegmaakt en als je niet slaapt dat je hoofd troebel wordt. Ook al weten we tegenwoordig veel meer over slaap dan toen Galen rondliep, hebben we nog steeds niet begrepen waarom slaap, van al onze activiteiten, deze ongelooflijke herstellende werking heeft op de geest.

Vandaag wil ik vertellen over recent onderzoek dat deze vraag opnieuw belicht. We leerden dat slaap eigenlijk wellicht een soort van elegant ontworpen oplossing is op enkele basisbehoeften van de hersens, een unieke manier waarop het brein de hoge eisen vervult en nauwe marges benut, waardoor het zich onderscheidt van alle andere organen in het lichaam.

Vrijwel alle biologie die we observeren kan gezien worden als een reeks problemen en hun bijbehorende oplossingen en het eerste probleem dat elk orgaan moet oplossen is de voortdurende toevoer van voedingsstoffen om de cellen van het lichaam te voeden. In de hersenen is dat extra essentieel; haar intense elektrische activiteit verbruikt een kwart van de energievoorraad van het lichaam, hoewel de hersenen maar twee procent van het lichaamsgewicht bevatten. Dus het bloedvatenstelsel lost het voedingsstoffenprobleem op door via bloedvaten voedingsstoffen en zuurstof naar elke hoek van ons lichaam te brengen.

Je kunt het in deze video zien. Hier beelden we bloedvaten uit in de hersenen van een levende muis. De bloedvaten vormen een ingewikkeld stelsel dat de gehele hersenen vult. Het begint bovenin de hersenen en gaat daarna dieper het weefsel in en terwijl ze zich verspreiden, leveren ze voeding en zuurstof aan iedere cel in de hersenen.

Net zoals iedere cel behoefte heeft aan voedingsstoffen als brandstof, produceert elke cel ook afval als bijproduct en het opruimen daarvan is het tweede basisprobleem dat elk orgaan moet oplossen. Dit diagram laat het lymfestelsel zien, dat is geëvolueerd om deze behoefte te vervullen. Het is een parallel tweede stelsel van vaten dat het lichaam doordringt. Het neemt eiwitten en ander afval uit de ruimtes tussen de cellen, verzamelt het, en dumpt het in het bloed waardoor het verwijderd kan worden.

Maar als je heel goed hier naar kijkt zul je iets zien dat niet erg logisch lijkt. Als we zouden inzoomen op het hoofd van deze man is een van de dingen die je ziet dat er geen lymfevaten in de hersenen bestaan. Maar dat is toch helemaal niet logisch, of wel? Ik bedoel, de hersenen zijn een extreem actief orgaan dat een daaraan evenredige hoeveelheid afval produceert die efficiënt verwijderd moet worden. Toch heeft het geen lymfevaten, dus de aanpak van de rest van het lichaam om afval te verwijderen werkt niet bij de hersenen.

Hoe lossen de hersenen dan het afvalverwerkingsprobleem op? Die quasi-alledaagse vraag is waar onze groep in dit verhaal sprong en wat we vonden toen we steeds dieper het brein indoken, tussen de neuronen en de bloedvaten, was dat de oplossing van de hersenen op het afvalverwerkingsprobleem nogal onverwacht was. Het was vernuftig, maar ook schitterend. Ik zal vertellen wat we aantroffen.

Het brein heeft een grote poel met schone, heldere vloeistof die cerebrospinale vloeistof heet. We noemen het de CSV. De CSV vult de ruimte rondom de hersenen en het afval binnenin de hersenen vindt een weg naar buiten richting de CSV, die dan, samen met het afval, gedumpt wordt in het bloed. Zo klinkt het net als het lymfestelsel, nietwaar? Interessant is dat de vloeistof en het afval zich vanuit de hersenen niet willekeurig wegfiltert richting deze CVS-poelen. In plaats daarvan is er een gespecialiseerd netwerk dat het proces organiseert en faciliteert. Dit is te zien in deze video's.

Hier kijken we opnieuw in de hersenen van levende muizen. Het scherm links toont wat er gebeurt aan de hersenoppervlakte en het scherm rechts toont wat er onder het oppervlak gebeurt in het weefsel zelf. De bloedvaten zijn rood gemaakt en de CSV rondom de hersenen zal groen zijn. Het verbaasde ons dat de vloeistof buiten de hersenen niet aan de buitenkant bleef. In plaats daarvan werd de CSV teruggepompt in en door de hersenen langs de zijkanten van de bloedvaten en terwijl het de hersenen instroomde via de zijkanten van de vaten, hielp het bij het wegwerken, het verwijderen van het afval uit de ruimtes tussen de hersencellen in.

Als je er over nadenkt is het gebruiken van de zijkanten van de bloedvaten op deze manier een geniaal ontworpen oplossing, omdat het brein is ingekapseld binnen een onbuigzame schedel en het vol zit met cellen, waardoor er geen extra ruimte is voor een tweede set vaten zoals het lymfestelsel. Maar die bloedvaten strekken van het hersenoppervlak tot aan iedere cel in het brein, wat betekent dat vloeistof die via de zijkanten van deze bloedvaten verplaatst wordt makkelijk toegang kan krijgen tot de complete inhoud van de hersenen.

Het is dus een heel slimme manier om een stel vaten, de bloedvaten, een nieuwe doelstelling te geven: het overnemen en vervangen van de functie van een tweede set vaten, de lymfevaten, zodat je die niet nodig hebt. Het is prachtig dat geen ander orgaan kiest voor deze bepaalde aanpak om afval tussen zijn cellen te verwijderen. Dit is een oplossing die alleen plaatsvindt in de hersenen.

Maar onze meest verrassende bevinding was dat al dit samen, alles wat ik jullie net heb verteld, met al deze vloeistof die door het brein stroomt, dat het alleen plaatsvindt in het slapende brein. De video hier links laat zien hoeveel van de CSV beweegt in het brein van een wakkere, levende muis. Het is vrijwel niets. Maar in datzelfde dier, als we even wachten tot het in slaap is gevallen, kunnen zien we dat de CSV door de hersenen heen stroomt en we kwamen erachter dat op het moment wanneer het brein gaat slapen de hersencellen zelf lijken te krimpen en zo tussenliggende ruimtes creëren waardoor vloeistof erdoorheen kan stromen en afvalstoffen verwijderd kunnen worden.

Het lijkt dus alsof Galen in werkelijkheid op het goede pad zat toen hij schreef over vloeistof die door de hersenen heen stroomt wanneer je in slaap valt. Ons eigen onderzoek, nu 2.000 jaar later, laat zien dat het brein als het wakker is en het druk heeft, het verwijderen van afvalstoffen uit de ruimte tussen de cellen uitstelt tot later. En wanneer je gaat slapen en de hersenen het niet meer zo druk hebben, schakelen ze over op een soort schoonmaakmodus om de afvalstoffen te verwijderen uit ruimtes tussen de cellen, het opgehoopte afval van die dag. Het is eigenlijk een beetje zoals hoe jij of ik onze huishoudelijke taken tijdens de werkweek laten liggen als we geen tijd ervoor hebben en daarna alles moeten inhalen wanneer het weekend om de hoek komt kijken.

Nou heb ik net veel verteld over het verwijderen van afvalstoffen, maar was ik niet erg duidelijk over welke soorten afval de hersenen moeten verwijderen tijdens onze slaap, om gezond te kunnen blijven. Het afval waar recente studies de meeste nadruk op leggen is bèta-amyloïd, een eiwit dat door de hersenen constant wordt geproduceerd. Mijn hersenen maken nu bèta-amyloïd aan en die van jullie ook. Maar bij mensen met Alzheimer bouwt bèta-amyloïd zich op en voegt het zich samen in de ruimte tussen de hersencellen, in plaats van verwijderd te worden, zoals het hoort. Deze opbouw van bèta-amyloïd ziet men als een van de voornaamste stappen in de ontwikkeling van die verschrikkelijke ziekte. Dus hebben we gemeten hoe snel bèta-amyloïd wordt verwijderd uit een brein dat wakker is, vergeleken met wanneer het slaapt en we zagen dat de verwijdering van bèta-amyloïd inderdaad veel sneller plaatsvindt wanneer het brein slaapt.

Dus als slaap deel uitmaakt van de oplossing van het brein voor de verwerking van afvalstoffen, kan dit diepe invloed hebben op ons denken over het verband tussen slaap, bèta-amyloïd en Alzheimer. Een aantal recente klinische studies suggereert dat onder patiënten die nog geen Alzheimer hebben, kort en slecht slapen een link hebben met een toename van de opbouw van bèta-amyloïd in de hersenen. En al moet gezegd worden dat deze studies niet bewijzen dat gebrek aan slaap of slecht slapen Alzheimer veroorzaakt, laten ze wel zien dat onvermogen van de hersenen om zichzelf te verschonen door verwijdering van afvalstoffen als bèta-amyloïd, kan bijdragen aan de ontwikkeling van ziektes zoals Alzheimer.

Dit nieuwe onderzoek laat ons dus zien dat het enige dat jullie allemaal al wisten over slaap, wat zelfs Galen al begreep over slaap, dat het de hersenen verfrist en je hoofd leegmaakt, een groot deel kan uitmaken van wat slaap voor je betekent. Jij en ik slapen elke nacht weer opnieuw, maar onze hersenen rusten nooit. Terwijl ons lichaam stil ligt en onze gedachten ergens ver weg in dromenland zijn, is de sierlijke mechaniek van het brein hard aan het werk met het schoonmaken en het onderhoud van deze onvoorstelbaar gecompliceerde machine. Net als klusjes thuis is het vies en ondankbaar werk, maar is het ook belangrijk. Als jij thuis een maand lang de keuken niet poetst, wordt jouw huis al snel onbewoonbaar. Maar in het brein zijn de gevolgen van het achterop raken met poetsen misschien veel erger dan alleen de gêne van een smerig aanrecht hebben. Want als het gaat over het schoonmaken van het brein, staan de gezondheid en de functie van je lichaam en geest op het spel. Daarom is huidig begrip van deze elementaire huishoud- functies van de hersenen wellicht cruciaal voor de preventie en behandeling van de geestesziekten van morgen.

Dank je wel."

(Applaus)

 

Bron: TED.com