Slapen is leren

Francesco Battaglia van het Swammerdam Institute for Life Sciences aan de UvA en wetenschappers van het CNRS – Collège de France tonen in nieuw onderzoek aan dat de cerebrale cortex en de hippocampus tijdens de slaap met elkaar communiceren en samen informatie van eerdere gebeurtenissen opnieuw afspelen. Hun resultaten suggereren dat niet alle geheugensporen op dezelfde manier worden geconsolideerd maar dat vooral relevante informatie versterkt wordt opgeslagen. De onderzoekers maken hiermee een behoorlijke vooruitgang in onze kennis over geheugenprocessen en informatiecodering in het brein. Deze kennis is nodig om nieuwe behandelingen voor ernstige ziektes die geheugenformatie en consolidatie verstoren, als de ziekte van Alzheimer, te ontwikkelen.

Hersenactiviteit tijdens slaap

Als we slapen zijn onze hersenen niet inactief. Terwijl ons lichaam relatief stil en rustig ligt, zijn de neuronen in onze hersenen ononderbroken bezig. Het niveau van neurale activiteit is zelfs vergelijkbaar met onze wakkere toestand. Deze activiteit is belangrijk omdat we tijdens onze nachtrust onbewust herinneringen verwerken om ze op een betrouwbare manier in ons geheugen op te slaan. Het proces is enigszins vergelijkbaar met de werking van een computer: wanneer we iets typen wordt de tekst eerst in het geheugen gezet, maar daar kan het niet voor altijd blijven want zodra we de computer uitzetten is die informatie weg. Daarom schrijven we af en toe informatie uit het geheugen naar de harde schijf voor permanente opslag door op ‘opslaan’ te klikken.

In de hersenen heeft de hippocampus de rol van het ‘tijdelijke’ geheugen, als eerste structuur waar een nieuwe ervaring wordt opgeslagen. Na verloop van tijd worden deze ervaringen verplaatst naar de cerebrale cortex voor lange-termijnopslag,door een proces dat geheugen-consolidatie wordt genoemd. Dit gebeurt tijdens periodes van lichamelijke inactiviteit, bijvoorbeeld tijdens slaap.

Meetresultaten

De onderzoekers hebben de elektrische activiteit van grote groepen neuronen in de hersenen van enkele ratten gemeten. Zij deden deze metingen tijdens een gedragstaak waarbij de rat een beloning kon zoeken en tijdens periodes waarbij het dier sliep. Tijdens de slaap bleek dat dezelfde ensembles van neuronen opnieuw actief werden, wat aangeeft dat informatie opnieuw afgespeeld wordt en dat er actieve communicatie tussen de twee hersengebieden is. Opmerkelijk was dat niet elk element van de gedragstaak op dezelfde manier werd gereactiveerd.