Wat gebeurt er met onze hersenen tijdens de slaap?

Om te meten wat er in je hersenen gebeurt tijdens het slapen wordt er gebruik gemaakt van een EEG om de hersengolven te registreren. Daarnaast wordt er gebruik gemaakt van een EOG die de oogbewegingen registreert. Uit deze metingen is gebleken dat er tijdens je slaap 4 verschillende fases zijn waarin je hersenen zich kunnen bevinden. Deze fases; N1, N2, N3 en REM heb elk hun kenmerkend patroon van hersengolven.

De N fases (Non-REM) kenmerken zich allemaal door de afwezigheid van dromen. N1 is te herkennen aan de zogenaamde alpha-golven met een frequentie tussen de 8 en 13Hz (op het moment dat je nog wakker bent), en de theta-golven met een frequentie tussen de 4 en 7Hz. In deze fase voel je jezelf weg suffen en sta je op het punt om in slaap te vallen. Daarnaast wordt je ademhaling langzamer en gaat je hart rustiger kloppen. En ondanks dat je weinig beweegt kun je wel kleine spiertrekjes voelen.

In N2 begint eigenlijk het echte slapen. Je wordt je steeds minder bewust van je omgeving en gaat steeds dieper slapen. Tijdens N2 zijn er zogenaamde ‘sleep spindles’ te zien op de EEG, die aantonen dat N2 is begonnen. Dit zijn kort durende uitspattinkjes van hersenactiviteit tussen de 12 en 14Hz die ongeveer een halve seconde duren. Ze zijn het gevolg van een interactie tussen de thalamus en de cortex. Sommige onderzoekers denken dat deze hersenactiviteit te maken heeft met het consolideren van herinneringen. Daarnaast zijn er K-complexen aanwezig die op de EEG te zien zijn als één grote positieve en negatieve uitwijking.

Tijdens N3 zijn er delta-golven aanwezig met een frequentie tussen de 0.5 en 2Hz. Dit is de fase waarin je het diepste slaapt. Dit is ook de fase waarin slaapstoornissen zoals bijvoorbeeld slaapwandelen plaatsvinden.

De REM (Rapid Eye Movement) slaap is de fase waarin je ogen snelle bewegingen maken en waarin je droomt. In deze fase komen de hersengolven overeen met die je ook hebt op het moment dat je wakker bent. Echter, omdat je spieren in deze fase zijn verlamd zul je het geen wat je in je droom meemaakt niet tijdens je slaap echt uitoefenen. Ongeveer 25% van je slaap bestaat uit REM slaap.

Deze fases wisselen elkaar op regelmatige wijze af. Het begint altijd met N1, N2, N3 en daarna weer terug naar N2 om vervolgens de REM slaap in te gaan. Deze cyclus herhaald zich een paar keer per nacht, maar aan het begin van de nacht is er meer N3 en aan het einde van de nacht en vlak voor ontwaken meer REM.

Slaap is de periode van inactiviteit en afwezigheid van wakend bewustzijn, waarbij het lichaam tot rust komt.

Aparte gebieden in de hersenstam controleren de toestand van waken en slapen. Tijdens de waaktoestand zijn vooral kernen in de hersenstam actief die de arousal reguleren. Drie belangrijke kernen zijn de locus coeruleus, de raphe kernen, en kernen gelegen in o.a. de pons. Deze produceren respectievelijk de neurotranmitters noradrenaline, serotonine en acetylcholine. Deze systemen houden onze hersenen als het ware wakker. Tijdens de waakstoestand neemt de concentratie van stoffen in de hersenen toe die de arousal afremmen en daardoor de slaaptoestand kunnen uitlokken. Een voorbeeld is de stof adenosine. Voor de slaaptoestand blijkt een gebiedje vlak vóór de hypothalamus van belang te zijn. Dit gebiedje, ventrolaterale preoptische area (VLPA) geheten, is vooral actief bij het in slaap vallen. De werking berust vermoedelijk op inhibitie (afremming) van de eerder genoemde kerngebieden die de arousal reguleren.[2][3] Vooral de slowwave sleep of diepe slaap blijkt van het VLPA-mechanisme afhankelijk. De remslaap wordt door een ander gebied in de pons geregeld, dat verbindingen heeft met de thalamus en occipitale cortex.

Bovenstaande citaten heb ik letterlijk overgenomen van Wikipedia. Er staat nog veel meer over slaap in, zie bron.

In aanvulling op de bovenstaande antwoorden die natuurlijk theoretisch van aard zijn kun je via het onderstaande filmpje zien wat er gebeurt met je hersenactiviteit op het moment dat je in slaap valt. Een proefpersoon is aangesloten op hersenscanapparatuur en naast een filmpje van de persoon zelf zie je de resultaten van de scan en de bijbehorende hersenactiviteit ook in beeld. Misschien interessant om er eens naast te houden.

Ook stel je: "waarom heeft de ene zoveel meer slaap nodig als de andere". Dat is niet helemaal waar. Gemiddeld hebben mensen 8 uur slaap nodig, afwijkingen van 7 tot 9 uur zijn ook vrij normaal. Maar iemand die structureel minder dan 7 uur slaapt of langer dan 9 uur dat zijn echte uitzonderingen.

Bij meer slapen dan gemiddeld is het vaak een kwestie van gewenning en dat kun je ook ontwennen. Bij minder slapen treden vaak op de lange termijn allerlei gezondheidseffecten op. 5 of 6 uur per nacht slapen is echt te weinig. Uit onderzoeken blijkt dat mensen die gemiddeld korter dan 7, maar ook mensen die langer dan 9 uur per nacht slapen, jonger overlijden dan mensen met een gemiddeld slaappatroon.

Het simpele antwoord is dat je geest tijdens je slaap alle informatie die je overdag hebt gekregen verwerkt.
Als je bijvoorbeeld veel heftige dingen hebt meegemaakt op een dag kun je nachtmerries krijgen.

Als je niet meer zou slapen, krijg je ook geen kans meer om juist nieuwe informatie op te slaan en te verwerken. Hierdoor kan niet alleen je lichaam uitgeput raken, maar ook je geest.

Tijdens je slaap verwerk je allerlei informatie die je in wakende toestand tot je hebt genomen.
Een voorbeeld is dat iemand die een examen moet leren een beter cijfer haalt als ie een goede nachtrust heeft gehad voor het maken van de test dan iemand die de nacht heeft doorgehaald en meer uren heeft zitten stampen dan de eerste persoon. Dat heeft niet alleen met fitheid te maken; het is bewezen dat de eerste persoon een week of een maand later de geleerde lesstof beter weet te reproduceren dan de tweede persoon.