Hoewel we weten welke hersengebieden worden geactiveerd tijdens de REM-slaap, is er nog weinig bekend over het doel van deze activiteit. Onderzoekers van de Universiteit van Bern en het Insel Hospital hebben ontdekt dat de activering van neuronen in de hypothalamus tijdens de REM-slaap het eetgedrag regelt: wanneer deze activiteit bij muizen wordt onderdrukt, neemt de eetlust af.
Hoe REM-slaap de voedselinname beïnvloedt
Terwijl we slapen, bewegen we tussen verschillende slaapstadia, die er elk op een andere manier toe bijdragen dat we ons uitgerust voelen. Tijdens de REM-slaap (rapid eye movement), een speciale slaapfase die ook bekend staat als de paradoxale slaap wanneer de meeste dromen ontstaan, vertonen bepaalde hersencircuits een zeer hoge elektrische activiteit, hoewel de functie van deze slaapgerelateerde activiteit nog onduidelijk is. De REM-slaap is een unieke slaapfase bij zoogdieren die nauw geassocieerd wordt met dromen en gekenmerkt wordt door willekeurige oogbewegingen en een bijna volledige verlamming van het lichaam.
De hersengebieden die een sterke activatie vertonen tijdens de REM-slaap zijn bijvoorbeeld gebieden die geheugenfuncties of emoties reguleren. De laterale hypothalamus, een kleine, evolutionair goed bewaarde hersenstructuur bij alle zoogdieren, vertoont ook een hoge activiteit tijdens de REM-slaap. Bij wakkere dieren coördineren neuronen uit dit hersengebied de eetlust en voedselconsumptie en zijn ze betrokken bij de regulatie van gemotiveerd gedrag en verslaving.
In een studie onderzochten onderzoekers onder leiding van Prof. Dr. Antoine Adamantidis van de Universiteit van Bern de functie van hypothalamusneuronen bij muizen tijdens de REM-slaap. Ze wilden beter begrijpen hoe neuronale activatie 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. Volgens de onderzoekers suggereert dit dat de REM-slaap nodig is om de voedselinname te stabiliseren. De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Langdurig effect op neuronale activiteit en eetgedrag
De onderzoekers ontdekten dat bepaalde activiteitspatronen in laterale hypothalamusneuronen, die normaal gesproken voeding signaleren bij de wakkere muis, ook aanwezig zijn wanneer de dieren in REM-slaap zijn. Om de betekenis van deze activiteitspatronen tijdens de REM-slaap te onderzoeken, gebruikte de onderzoeksgroep een techniek die optogenetica wordt genoemd, waarbij ze lichtpulsen gebruikten om de activiteit van hypothalamusneuronen tijdens de REM-slaap precies uit te schakelen. Het resultaat was dat de onderzoekers ontdekten dat de activiteitspatronen voor voedselinname veranderden en dat de dieren minder voedsel aten.
Ze waren verrast door de kracht en de hardnekkigheid van onze interventie op de neuronale activiteit in de laterale hypothalamus en het gedrag van de muizen. De verandering in activiteitspatronen was nog steeds meetbaar na vier dagen regelmatig slapen. Deze resultaten suggereren dat de elektrische activiteit in hypothalamuscircuits tijdens de REM-slaap zeer plastisch is en essentieel voor het behoud van stabiel eetgedrag bij zoogdieren.
De resultaten maken duidelijk dat niet alleen de hoeveelheid slaap nodig is voor ons welzijn, maar dat de kwaliteit van de slaap een belangrijke rol speelt, vooral bij het handhaven van geschikt eetgedrag. Dit is vooral belangrijk in onze samenleving, waar niet alleen de hoeveelheid slaap afneemt, maar ook de slaapkwaliteit dramatisch wordt beïnvloed door ploegendienst, nachtelijk beeldschermgebruik of een sociale jetlag bij adolescenten. Het ontdekte verband tussen de activiteit van neuronen tijdens de REM-slaap en eetgedrag zou kunnen helpen bij de ontwikkeling van nieuwe therapeutische benaderingen om eetstoornissen te behandelen. Het zou ook relevant kunnen zijn voor motivatie en verslaving.
Hoe REM-slaapverlies snakken naar zoetigheid bevordert
Het is niet goed bekend hoe slaapgebrek gebieden in de hersenen beïnvloedt die het verlangen naar ongezond voedsel controleren. Een artikel gepubliceerd in het tijdschrift eLifeontdekte dat REM-slaapverlies leidde tot een verhoogde consumptie van ongezond voedsel, met name sucrose en vet. Onderzoekers van het International Institute for Integrative Sleep Medicine (IIIS) van de Universiteit van Tsukuba gebruikten een methode om REM-slaapverlies bij muizen te induceren, evenals een chemisch-genetische techniek om neuronen in de prefrontale cortex en het gedrag dat ze mediëren te blokkeren. Als resultaat ontdekten de IIIS-onderzoekers dat het remmen van deze neuronen het effect van REM-slaapverlies op sucroseconsumptie omkeerde, terwijl het geen effect had op vetconsumptie.
De prefrontale cortex speelt een rol bij het evalueren van de smakelijkheid van voedsel op basis van smaak, geur en textuur. Bovendien hebben zwaarlijvige mensen een verhoogde activiteit van de prefrontale cortex bij het consumeren van calorierijk voedsel. De resultaten suggereren dat de mediale prefrontale cortex een directe rol kan spelen bij het beheersen van ons verlangen naar voedingsmiddelen met veel sucrose als we niet genoeg slaap hebben gehad.
