Ondanks ons brede begrip van de verschillende hersenregio’s die worden geactiveerd tijdens slaap met snelle oogbewegingen, is er weinig bekend over waar deze activiteit voor dient. Onderzoekers van de Universiteit van Bern en het Inselspital hebben nu ontdekt dat de activering van neuronen in de hypothalamus tijdens de REM-slaap het eetgedrag reguleert: het onderdrukken van deze activiteit bij muizen vermindert de eetlust.
Terwijl we slapen, schakelen we over tussen verschillende slaapfasen, die elk op een andere manier kunnen bijdragen aan een uitgerust gevoel. Tijdens de (snelle oogbeweging) REM-slaap, een eigenaardig slaapstadium, ook wel paradoxale slaap genoemd, waarin de meeste dromen plaatsvinden, vertonen specifieke hersencircuits een zeer hoge elektrische activiteit, maar de functie van deze slaapspecifieke activiteit blijft onduidelijk. Onder de hersengebieden die een sterke activering vertonen tijdens de REM-slaap, zijn er bijvoorbeeld gebieden die geheugenfuncties of emoties reguleren.
De laterale hypothalamus, een kleine, evolutionair goed geconserveerde hersenstructuur bij alle zoogdieren, vertoont ook een hoge activiteit tijdens de REM-slaap. Bij de wakkere dieren zorgen neuronen uit dit hersengebied voor de eetlust en de consumptie van voedsel en ze zijn betrokken bij de regulering van gemotiveerd gedrag en verslaving. In een nieuwe studie gingen onderzoekers onder leiding van prof. Dr. Antoine Adamantidis van de Universiteit van Bern op zoek naar de functie van de activiteit van hypothalamische neuronen bij muizen tijdens de REM-slaap. Ze waren gericht op een beter begrip van hoe neurale activering tijdens de REM-slaap ons dagelijks gedrag beïnvloedt.
Ze ontdekten dat het onderdrukken van de activiteit van deze neuronen de hoeveelheid voedsel die de muizen consumeren, vermindert. “Dit suggereert dat REM-slaap nodig is om de voedselinname te stabiliseren”, zegt Adamantidis. De resultaten van deze studie zijn gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Langdurig effect op neuronale activiteit en voedingsgedrag
De onderzoeker ontdekte dat specifieke activiteitspatronen van neuronen in de laterale hypothalamus die normaal gesproken het eten bij de wakkere muis signaleren, ook aanwezig zijn wanneer de dieren zich in de REM-slaapfase bevonden. Om het belang van deze activiteitspatronen tijdens REM-slaap te beoordelen, gebruikte de onderzoeksgroep een techniek genaamd optogenetica, waarmee ze lichtpulsen gebruikten om de activiteit van hypothalamische neuronen tijdens REM-slaap nauwkeurig af te sluiten. Als resultaat ontdekten de onderzoekers dat de activiteitenpatronen voor eten werden aangepast en dat de dieren minder voedsel consumeerden.
“We waren verrast hoe sterk en aanhoudend onze interventie de neurale activiteit in de laterale hypothalamus en het gedrag van de muizen beïnvloedde” “, zegt Lukas Oesch, de eerste auteur van de studie. Hij voegt eraan toe: “De wijziging in de activiteitenpatronen was nog steeds meetbaar na vier dagen regelmatig slapen.” Deze bevindingen suggereren dat elektrische activiteit in hypothalamische circuits tijdens REM-slaap zeer plastisch is en essentieel om een stabiel voedingsgedrag bij zoogdieren te behouden.
Het is een kwestie van kwaliteit
Deze bevindingen wijzen erop dat de hoeveelheid slaap alleen niet alleen nodig is voor ons welzijn, maar dat de kwaliteit van de slaap vooral een grote rol speelt bij het behouden van passend eetgedrag. “Dit is van bijzonder belang in onze samenleving waar niet alleen de hoeveelheid slaap afneemt, maar waar de slaapkwaliteit dramatisch wordt beïnvloed door ploegenarbeid, blootstelling aan het late scherm of sociale jetlag bij adolescenten”, legt Adamantidis uit.
Het ontdekte verband tussen de activiteit van de neuronen tijdens REM-slaap en eetgedrag kan helpen bij het ontwikkelen van nieuwe therapeutische benaderingen om eetstoornissen te behandelen. Het kan ook relevant zijn voor motivatie en verslaving. “Deze relatie kan echter afhangen van het precieze circuit, het slaapstadium en andere nog te ontdekken factoren”, voegt Adamantidis toe.