De mysteries van de slaap

Slapen is een van mijn fijnste hobby’s. Niets lekkerder dan na een vermoeiende dag in mijn zachte, warme bed te kruipen. Liefst onder een krakend schoon dekbed. Kleren uit, gordijnen dicht, en dan langzaam wegdoezelen. Terwijl ik me op de redactie inlees voor dit artikel en minstens vijf keer per minuut het woord ‘slaap’ tegenkom, zit ik luid gapend achter mijn bureau alweer hevig te verlangen naar dat fijne bed.

Elke avond gaan we naar bed, elke ochtend staan we weer op. We dutten maar liefst eenderde van ons leven, en vinden dat volkomen logisch. Maar eigenlijk is het nogal vreemd. Als Marsmannetjes de aarde zouden bestuderen, zouden ze waarschijnlijk hoogst verbaasd zijn dat bijna alle levende wezens – mensen, katten, vogels, vissen en zelfs fruitvliegjes – regelmatig in een geheimzinnige toestand verkeren die lijkt op de dood. Een toestand waarin we kwetsbaar zijn voor vijanden en wilde dieren, en het niet merken als ons huis in brand vliegt. Uren waarin we heel veel leuke of nuttige dingen hadden kunnen doen als we wakker waren gebleven. Roerloos liggen we daar, ons niet of nauwelijks bewust van wat zich om ons heen afspeelt.

Waarom doen we dat? Zonder slaap voelen we ons niet fijn, zoveel is duidelijk. Na een slechte nacht gapen we aanhoudend, hebben we wallen onder de ogen en draaien we met een hoofd vol watten onze verplichtingen af. Reden genoeg om op tijd naar bed te gaan. Bovendien hebben we weinig te kiezen: ons ­lichaam dwingt ons te slapen. Als we niet slapen of chronisch slaap tekortkomen, merken we hoe sterk die drang kan zijn. Op elk onbewaakt ogenblik kunnen we dan zomaar in slaap sukkelen, tijdens een voorstelling, een vergadering, of zelfs onder het autorijden. Israëlische militairen die een tachtig uur durende oefening deden, vielen tegen het einde daarvan zelfs staand en lopend in slaap.

Maar daarmee is de reden dat we slapen nog niet gegeven. Eten doen we ook niet alleen omdat we anders honger hebben: de onderliggende functie is dat we voedingsstoffen nodig hebben. Op die manier moet slaap ook een functie hebben.

Maar ondanks bijna een eeuw aan onderzoek in die richting, is het gek genoeg nog steeds niet duidelijk wat slaap nu precies met ons doet. Sterker nog: het is een van de grootste onbe­antwoorde vragen in de psychologie. Wel heeft slaap­onder­zoek een aantal interessante inzichten gegeven die een voorlopige verklaring kunnen bieden.

Haveloze rattenvachtjes

Een manier om meer te weten te komen over de functie van slapen, is te kijken wat er precies misgaat als we het niet doen. Zo hebben onderzoekers proefdieren kunstmatig wakker gehouden: elke keer als ze in slaap dreigden te vallen, werden ze wakker gepord, of vielen ze bijvoorbeeld in een bak water waar ze weer uit moesten klauteren. Een nadeel van dit soort experimenten is wel dat de rol van stress niet weg te denken is (hoe zou u zich voelen als u elke keer dat u in slaap sukkelde in een bak water viel?).

Hoe dan ook, ratten die wakker werden gehouden, vielen na twee à drie weken dood neer: eerder dan ze waren gestorven wanneer ze in plaats van geen slaap geen eten hadden gekregen. Tijdens het experiment deden zich aparte verschijnselen voor. Naarmate de beestjes het langer zonder slaap moesten stellen, ging hun vacht er doffer en havelozer uitzien en verschenen er vreemde korstjes op hun poten. Ze vermagerden drastisch, hoewel ze excessief aten. En terwijl ze actief waren, daalde hun lichaamstemperatuur dramatisch.

Gerard Kerkhof, hoogleraar psychofysiologie aan de Universiteit van Amsterdam: ‘Normaal genomen worden er in ons brein allerlei regelmechanismen in stand gehouden, maar zonder slaap ­komen er al snel kinken in de kabel. De fijnste mechanismen gaan het eerst achteruit. Zo raakten bij de ratten de stofwisseling, de lichaamstemperatuur en het immuunsysteem ontregeld. Ook bij mensen gaan de meest gevoelige functies het eerst achteruit. Bij ons zijn dat met name onze cognitieve functies, zoals geheugen en concentratie.’

Hallucinaties

Het moge duidelijk zijn dat de extreme proeven zoals bij die arme ratjes, niet op mensen zijn uitgeprobeerd. Onderzoek bij mensen beperkt zich tot vrijwilligers, met een team van medici en psychologen achter zich. Proefpersonen die op die manier vijf dagen wakker bleven in een laboratorium, kregen last van milde verschijnselen als trillende handen, dubbelzien en een lagere pijndrempel. Op korte taken bleven ze even goed presteren, maar ze kregen steeds meer moeite met lange, saaie opdrachten en geheugentaken. Opvallend was ook dat ze meer honger kregen en meer zin in seks.

Langer dan vijf dagen zijn maar weinig mensen wakker gebleven, afgezien van een paar weddenschappen. Zo presenteerde de Amerikaanse deejay Peter Tripp in 1959 tweehonderd uur achter elkaar zijn radioprogramma, om geld in te zamelen voor een goed doel. Na een paar etmalen zonder slaap kon hij de letters van het alfabet niet meer uit elkaar houden. Later kreeg hij ook hallucinaties en werd hij paranoïde: vlekken op het tafelkleed zag hij aan voor beestjes, en toen de tweehonderd uur eindelijk om waren, ging hij door het lint omdat hij dacht dat de arts een begrafenisondernemer was die hem levend wilde begraven. Wereldrecordhouder niet-slapen is Randy Gardner, die in 1964 op zeventienjarige leeftijd 264 uur (elf dagen) wakker wist te blijven. Naarmate de tijd vorderde werd hij steeds humeu­riger, kon hij zich slechter concentreren en kreeg hij moeite met praten. Zijn lichaamstemperatuur daalde met één graad, zijn huidtemperatuur zelfs met tien.

Gardner sliep na zijn record veertien uur aan één stuk, Tripp dertien uur, en alle verschijnselen waren daarna verdwenen. Ook de proefpersonen die vijf dagen wakker bleven, functioneerden na twee nachten van acht uur slaap weer helemaal normaal. Het is dus blijkbaar niet nodig om alle verloren uren in te halen.

Inhalen

Goed, slaap doet dus ‘iets’ in onze hersenen, wat met name onze cognitieve functies ten goede komt. Maar wat? Moderne technieken zoals hersenscans en metingen van hersengolven hebben de laatste decennia meer inzicht gegeven wat er nu precies gebeurt tijdens al die uren dat we in bed liggen te dutten.

Slaap blijkt te bestaan uit fases van verschillende hersenactiviteit. In de eerste fase beginnen we te doezelen en maken we de overgang tussen wakker zijn en slapen. Onze hersengolven worden steeds trager. Onze ogen vallen dicht en rollen weg. Onze spieren ontspannen zich: daardoor gaan we bijvoorbeeld knikkebollen als we zittend in slaap vallen.

In fase 2 en 3 raken we vervolgens steeds dieper in slaap, tot we na 30 tot 45 minuten in de fase van de diepe slaap komen. Onze ademhaling en hartritme zijn dan op hun laagste punt. Er dringen nauwelijks nog prikkels van buitenaf tot ons door. We zijn in deze fase dan ook het moeilijkst te wekken. En als we toch gewekt worden, voelen we ons gedesoriënteerd.

Na een minuut of twintig diepe slaap gaan we weer terug naar fase 3 en 2, en komen daarna in een heel andere fase terecht: de remslaap.

Tijdens de remfase worden onze hersenen ineens behoorlijk actief, en onze ademhaling en hartslag onregelmatig. Onze ogen schieten heen en weer, vandaar ook de naam ‘rapid eye movement’ (rem). We zijn makkelijk te wekken. Dit is ook het stadium waarin onze dromen het meest levendig zijn, wat overigens niet wil zeggen dat remslaap hetzelfde is als dromen. Ook in andere soorten slaap rapporteren mensen dromen, of tenminste een soort gedachteproces.

Na de remfase worden we meestal kort wakker, om weer terug bij af te beginnen in fase 1. Zo’n vijf keer per nacht gaan we door zo’n cyclus van lichte slaap, diepe slaap en remslaap. Daarbij heeft in de eerste helft van de nacht de diepe slaap de overhand, in de tweede helft is dat juist de remslaap. Ook neemt de hoeveelheid lichte slaap toe aan het einde van de nacht.

Vooral de diepe slaap lijkt belangrijk. Als we slaap tekort zijn gekomen, wordt die namelijk als eerste ingehaald: in de daaropvolgende nacht hebben we een groter percentage diepe slaap.

Spaarstand

Terug bij de reden waarom we slapen. Omdat de remslaap zo anders is dan non-remslaap (de overige fases), gaan de meeste onderzoekers ervan uit dat ze verschillende functies hebben. De non-remslaap heeft waarschijnlijk een herstelfunctie en bespaart energie. Onze hersenactiviteit, lichaamstemperatuur en stofwisseling zijn dan namelijk een stuk lager dan overdag. Bovendien is deze fase van rust een prachtige kans voor ons brein om de schade te herstellen die overdag is ontstaan, onder meer door vrije radicalen, die vrijkomen bij de stofwisseling. Diepe slaap zou je kunnen zien als een soort staakt-het-vuren in de hersenen, waarin de dode en gewonde cellen van het slagveld kunnen worden gehaald en indien mogelijk weer worden opgelapt.

Inderdaad blijken wakker gehouden ratten meer beschadigde hersencellen te hebben. Ook zijn er aanwijzingen dat er tijdens de slaap zelfs nieuwe hersencellen worden aangemaakt. Althans, ratten die vier dagen lang wakker werden gehouden, hadden de helft minder nieuwe neuronen, en de neuronen die ze hadden zaten slecht in elkaar.

De remslaap heeft een andere functie. De hersencellen vuren dan weer in alle hevigheid hun boodschappen naar elkaar. Energie wordt er dus niet bespaard, en ook voor herstelwerkzaam­heden is het te druk in de hersenen. Maar uit onderzoek blijkt dat er tijdens deze drukke fase toch hersencellen zijn die compleet stil ­komen te liggen: de cellen die monoaminen aanmaken. Monoaminen zijn stoffen die een rol spelen bij het overbrengen van boodschappen van de ene cel naar de andere.

Na een dag vol boodschappen zijn de receptoren van de hersen­cellen minder gevoelig geworden. Een periode zonder deze monoaminen geeft de cellen de kans hun sensitiviteit weer terug te krijgen. Vergelijk het met een afwasteiltje: de eerste kopjes worden het schoonst, maar na een hele dag kopjes afwassen is het water te vies geworden om ze nog schoon te krijgen. Een periode zonder kopjes geeft je de kans het water te verschonen.

Samengevat is slaap volgens Kerkhof dus belangrijk voor de reorganisatie van het brein: ‘Het brein krijgt ’s nachts een update. De hersenen moeten alle indrukken van de dag zien te verwerken. Dat gebeurt vooral tijdens de slaap, wanneer de verbindingen tussen de hersencellen worden gevormd en versterkt. De diepe slaap levert de bouwstenen: het groeihormoon maakt dan nieuwe eiwitten aan. En op de diepe slaap volgt de remslaap, die de bouwstenen op zijn plaats zet.

Je kunt het vergelijken met een bibliotheek. Als de bibliothecaris een paar dagen afwezig is, stapelen de teruggebrachte en gebruikte boeken zich op bij de balie, komen er nieuwe boeken bij, en wordt het een zootje. De boeken worden moeilijker terug te vinden. Mensen hebben daarom na een kortdurend slaaptekort moeite met het oplepelen van recente indrukken. Het “puntje van de tong-effect” is een typisch resultaat van concentratieverlies, en de ontoegankelijkheid van opgeslagen informatie. Slaap geeft de nieuwe boeken een plaatsje en een code om ze terug te vinden.’

Snelle stofwisseling

Toch heeft niet iedereen evenveel slaap nodig. In het dierenrijk zijn grote verschillen: een vleer­muis slaapt maar liefst twintig uur per dag, terwijl een olifant het met drie à vier uur per dag af kan. Hier zit een systeem in. Herbivoren slapen minder dan omnivoren, die weer minder slapen dan carnivoren.

Dat kun je verklaren met hun leefwijze: grazende dieren zijn meestal kwetsbaar voor roofdieren, en kunnen het zich niet veroorloven om lange tijd niet waakzaam te zijn. Maar ook ­gewicht blijkt een rol te spelen: grotere dieren slapen over het algemeen minder uren dan kleine dieren. Waarschijnlijk zit dit verschil hem in de snelheid van de stofwisseling. Bij de stofwisseling komen vrije radicalen vrij, die schade aan cellen aanrichten. Kleinere dieren hebben een snellere stofwisseling, lijden dus meer schade door vrije radicalen, en hebben daardoor meer slaaptijd nodig voor herstelwerkzaam­heden.

Wij mensen hebben een gemiddelde slaapbehoefte van tussen de 6,5 en 8,5 uur. De extremen liggen bij 4,5 uur en 10,5 uur. Maar tussen mensen onderling bestaan grote verschillen in slaapbehoefte: 4,5 uur of 10,5 uur is niet uitzonderlijk (lees de interviews elders op deze pagina’s voor twee extreme slapers).

Om een verklaring te vinden voor deze verschillen, is een aantal onderzoekers hard op zoek gegaan naar extreme kortslapers. Zo zijn in 1968 twee kortslapers gevonden die maar 2,5 uur per nacht nodig hadden, zonder nare bijverschijnselen. En in 1973 werd een zeventigjarige gepensioneerde verpleegster gevonden, die naar eigen zeggen maar één uur per nacht sliep, zonder zich moe te voelen of overdag een dutje te doen. Ze hield zich bezig met schrijven en schilderen, en begreep niet waarom andere mensen zoveel tijd ‘verspilden’ met slapen. In de nachten dat ze in het slaaplaboratorium verbleef, sliep ze inderdaad gemiddeld maar 67 minuten.

Uit nader onderzoek werd duidelijk dat kortslapers veel minder doezelen en dommelen, en minder vaak wakker worden dan langslapers. Kerkhof: ‘Kortslapers slapen waarschijnlijk heel efficiënt. Ze hebben meestal evenveel diepe slaap als gemiddelde slapers, iets minder remslaap, maar vooral minder lichte slaap.’

Helaas, prima functioneren op een paar uur slaap per nacht is maar voor weinig mensen weggelegd. Maar hoeveel slaap hebben we dan nodig? Is er een ideale dosis die de natuur ons voorschrijft? Kerkhof: ‘In uren is het moeilijk te zeggen. Niet alleen de duur van de slaap, maar ook de kwaliteit is belangrijk.’ Oudere mensen slapen gemiddeld bijvoorbeeld meer uren per dag, terwijl de kwaliteit van hun slaap afneemt: ze worden sneller wakker en hebben minder diepe slaap.

De eerste vier à vijf uur van de slaap zijn in elk geval het belangrijkst, en horen tot de kernslaap: de hoeveelheid slaap die we nodig hebben om op de been te blijven. In deze uren hebben we bijna alle diepe slaap en een groot deel van de remslaap van die nacht ‘binnen’. De uren daarna horen tot de optionele slaap, ook ongeveer vier uur. Welke functie deze uren dan hebben, is nog onduidelijk, maar we lijken ze wel echt nodig te hebben om ons fit te voelen.

Kerkhof: ‘Een experiment heeft meer inzicht gegeven in onze slaapbehoefte, althans, op de korte termijn. Een groep mensen kreeg de instructie om een uur langer te slapen dan normaal, een tweede groep om een uur korter te slapen dan normaal, en een controlegroep hield zijn normale slaapduur aan. Het bleek dat bij zowel korter als langer slapen, het functioneren overdag minder werd. Kennelijk heeft dus iedereen zijn eigen ideale hoeveelheid slaap. Wat die ideale hoeveelheid is, merk je vooral aan je functio­neren overdag. Als je vermoeid bent en slaperig, heb je een tekort. Je kunt ook kijken of je overdag geneigd bent om in saaie situaties in slaap te vallen. Een zware lunch, een trage film en een lekker bed veroorzaken geen slaperigheid. Ze laten je alleen duidelijker voelen dat je slaperig bent.’