Waarom bewegen we onze ogen snel in de paradoxale slaap – in die slaapfase, waarin de meeste dromen plaatsvinden? Het geheim is nog niet volledig ontrafeld, maar we zijn op de goede weg: een team aan de Universiteit van Bern in samenwerking met de Universiteit van Fribourg heeft de zenuwcellen geïdentificeerd achter dit merkwaardig fenomeen.
REM – Rapid Eye Movement – is niet alleen de naam van een succesvolle Amerikaanse rockband, maar ook en niet in de laatste plaats een karakteristieke oogbeweging tijdens de paradoxale slaap – in het stadium met hoge droomactiviteit. Deze slaapfase heeft een bijzonderheid: hoewel de spieren van de slapende persoon volledig ontspannen zijn bewegen de ogen plotseling heen en weer. De naam “paradoxale slaap” is goed gegeven.
Kenmerkend hiervoor zijn tekens van diepe slaap (spieratonie) samen met een hersenactiviteit, die erg lijken op die in wakende toestand en oogbewegingen. Deze slaapfase werd in de jaren 1950 ontdekt door Franse en Amerikaanse onderzoekers en REMslaap genoemd, d.w.z. slaap met snelle oogbewegingen. Waarvoor kan dit vreemd fenomeen nuttig zijn? Al 70 jaar dromen wetenschappers ervan dit mysterie te ontrafelen. Dankzij de productieve samenwerking tussen de universiteiten van Bern en Fribourg kon hun droom nu uitkomen.
Vlindervleugel neuronen.
Sinds enkele jaren bestudeert het team onder leiding van Franck Girard en Marco Celio aan de Universiteit van Freiburg neuronen onder de microscoop, die voorkomen in de hersenstam en een structuur vormen die doet denken aan vlindervleugels, daarom Nucleus papilio genoemd. “Deze neuronen worden geassocieerd met meerdere zenuwcentra, vooral deze die verantwoordelijk zijn voor oogbewegingen. “Daarom vroegen we ons het volgende af: kunnen de nucleus papilio-neuronen een rol spelen bij de controle van oogbewegingen tijdens de slaap? ”
Samen sterker.
Om deze hypothese te testen wendden de onderzoekers van Freiburg zich tot het onderzoek van de groep onder leiding van Dr. C. Gutiérrez Herrera en Prof. A. Adamantidis aan de Afdeling Neurologie aan het Inselspital, Universitair Ziekenhuis Bern, en de Afdeling voor BioMedisch Onderzoek van de Universiteit van Bern, die onderzoeken uitvoerden op de slaap bij muizen.
“Tot onze verbazing ontdekten we dat deze neuronen vooral actief zijn †îjdens de fase van de paradoxale slaap,” zegt Dr. Carolina Gutierrez. De onderzoekers uit Bern sloten de lus rond de kern papilio neuronen nog beter en waren in staat om met behulp van optogenetische methoden (optisch gecombineerd en genetische technieken) aan te tonen dat hun kunstmatige activering snelle oogbewegingen veroorzaakt, vooral tijdens deze slaapfase. Omgekeerd veroorzaakt de remming of eliminatie van dezelfde neuronen een blokkering van de beweging van de ogen.
Na het “hoe” het “waarom”!
Nu het duidelijk is dat de nucleus papilio-neuronen een belangrijke rol spelen in de oogbeweging tijdens REM-slaap, is het belangrijk om uit te zoeken welke functie dit fenomeen heeft. Is het een gevolg van de visuele ervaring van dromen? Is het belangrijk om herinneringen te bewaren?
“Nu we specifiek de nucleus papilio ‘on demand’ kunnen activeren bij muizen door optogenetische methoden, kunnen we misschien antwoorden op deze vragen vinden,” zegt Antoine Adamantidis. De volgende stap is echter om de activering van de nucleus papilio neuronen tijdens REM-slaap bij mensen te bevestigen. De onderzoekers hebben de sleutel tot hun dromen nog niet gevonden, maar ze zijn al een heel eind verder gekomen.
Een beter begrip van de neurale circuits betrokken bij de paradoxale slaap is daarom een voorwaarde om te begrijpen hoe bijvoorbeeld deze neuronen gevoelig zijn voor degeneratieve veranderingen bij ziekten zoals Parkinson.
Vertaling: Andre Teirlinck