Je hebt vast weleens mensen horen zeggen dat ze graag rennen omdat het hen uitschakelt. Misschien voel je dat zelf ook. Goed recent onderzoek bij muizen suggereert dat er mogelijk een wetenschappelijke basis voor is, omdat hersenactiviteit echt afneemt wanneer je een eenvoudige, repetitieve actie uitvoert. Bovendien kan tijdens het hardlopen je lichaam worden vermoeit, maar door dergelijke oefeningen kan de slaapbehoefte van je hersenen verminderen.

Wakker zijn en in slaap vallen zijn geen twee elkaar uitsluitende, uniforme toestanden. Soms kan dat zo zijn dieper in slaap of meer klaarwakker dan anderen, en de grens tussen de twee kan wazig zijn. Je normale gedrag, zoals het vermogen om snel te reageren op onverwachte gebeurtenissen, verslechtert als je wakker blijft na je normale bedtijd. We weten niet precies waarom dit is, maar het kan zijn dat delen van je hersenen ga slapen zelfs als je technisch wakker bent. Maar met de juiste motivatie kunnen we onszelf ook dwingen om wakker te blijven en zelfs onze prestaties tijdelijk te herstellen.

Hoe lang we moeten slapen of wakker kunnen blijven hangt in zekere mate af op onze genen, Maar bewijs suggereert ze worden ook beïnvloed door welke activiteiten we doen terwijl we wakker zijn. Verrassend genoeg weten we nog steeds niet wat het is om wakker te zijn dat ons lichaam onder druk zet, maar wetenschappers verwijzen hier vaak naar "Proces S". Net als een zandloper geven de niveaus van Process S aan hoe lang we wakker of in slaap zijn geweest en hoe waarschijnlijk het is dat we op elk moment in slaap vallen of wakker worden.

Recent bewijs suggereert die slaap wordt niet door de hersenen als geheel geïnitieerd, maar door lokale netwerken van neuronen die meer werden gebruikt terwijl ze wakker waren. Mijn collega's en ik vroegen ons af of delen van de hersenen die verantwoordelijk zijn voor bepaald gedrag, meer van invloed zijn op ons vermogen om wakker te blijven dan anderen.

De hele nacht wakker met de muizen

Om deze theorie te testen, hebben we gebruik gemaakt van een bekende neiging van muizen om spontaan op een wiel lopen, soms om elke nacht vele kilometers te overbruggen. Wanneer muizen zo lopen, besteden ze aanzienlijk meer tijd wakker, alsof hun behoefte om te slapen zich in een langzamer tempo ophoopte, of dat er iets doorheen ging. Om dit mysterieuze proces te belichten, onderzochten we precies wat er gebeurt in de hersenen van spontaan stromende muizen.

In onze studie, we registreerden de elektrische activiteit van individuele zenuwcellen in de neocortex van elke muis - de buitenste laag van de hersenen - terwijl ze op een wiel liepen. Typisch, wanneer een muis (of een mens) wakker en actief is, schieten neuronen met een hoge snelheid af. Dit komt omdat de hersenen de omgeving moeten controleren, bewegingen coördineren en onmiddellijk beslissingen moeten nemen. Deze constante hersenactiviteit vereist veel energie - een geschatte 20% van alle energie gebruikt door het lichaam.

Verrassend genoeg ontdekten we dat toen de muizen op hoge snelheid renden, sommige van hun neuronen stopten met schieten. En de algehele hersenactiviteit in de motorische en sensorische gebieden van de neocortex nam gemiddeld met ten minste 30% af. Paradoxaal genoeg suggereert dit dat algemeen actief lichamelijk gedrag en intense beweging niet noodzakelijk een actiever brein vereisen.

We merkten ook op dat wanneer de dieren zich met veel verschillend gedrag bezighouden, hun neuronen op verschillende manieren zouden kunnen pieken, van langzame tot snelle ontlading. Maar tijdens het monotone loopproces werden de neurale spikes veel consistenter. Dit suggereert dat hardlopen niet alleen geassocieerd is met minder activiteit in het algemeen, maar ook met een opkomst van een meer stabiele, uniforme hersentoestand.

Onze volgende vraag was of dit een verschil zou maken voor de algehele hersenactiviteit in de loop van langdurige waakperioden. Vorige studies suggereerde dat hoe langer je wakker blijft, hoe prikkelbaarer je hersenen worden (hoe groter de kans dat je neuronen gaan vuren). We ontdekten dat de neuronen van onze muizen gemiddeld meer pieken produceerden voordat ze gingen slapen dan in de periode kort na het ontwaken, een paar uur eerder. Maar als de muizen veel tijd spendeerden aan het hardlopen, is deze toename in spiking niet gebeurd. Dit suggereert dat als de neuronen niet worden gebruikt, ze niet prikkelbaar worden.

Running state of mind

Op basis van deze waarnemingen concludeerden we dat als de dag van een muis werd gedomineerd door taken die repetitieve of ritmische bewegingen vereisen (zoals hardlopen), de hersenen zich in een fundamenteel andere staat tot normaal zouden bevinden. Deze toestand kan zelfs het brein toestaan ​​te rusten zonder diep in slaap te vallen en enkele van dezelfde voordelen te bieden. Recent bewijs stelt consequent voor dat korte oefenperioden gunstig kunnen zijn voor cognitieve functies in een vergelijkbare manier om te slapen.

Andere voorbeelden uit de natuur ondersteunen dit idee. Bijvoorbeeld, vogels slapen veel minder wanneer ze non-stop vliegen vele dagen of migreren. Er is zelfs enig bewijs voor een vergelijkbaar effect bij mensen, zoals een verband tussen meditatie en a verminderde behoefte aan slaap. We weten niet zeker waarom dit gebeurt, maar het kan zijn dat meditatie wordt geassocieerd met een hersenstaat waarbij de tijd effectief langzamer loopt. En het zou hetzelfde kunnen zijn voor de muizen aan het stuur.

Er zijn nog veel vragen te beantwoorden over waarom we moeten slapen en hoe het onze hersenen beïnvloedt. Maar wat steeds duidelijker wordt, is dat we het mysterie van de slaap niet kunnen begrijpen zonder te begrijpen wat er gebeurt als we wakker zijn.

Over de auteur

Vladyslav Vyazovskiy, universitair hoofddocent neurowetenschappen, Universiteit van Oxford

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Related Books:

at InnerSelf Market en Amazon