Een setje neuronen blijkt ervoor te zorgen dat we in een diepe slaap komen.

Dat is te lezen in het blad Nature Communications. Het paper draait om hersencellen in een deel van de hypothalamus dat ook wel de nucleus praeopticus ventrolateralis wordt genoemd. Twee decennia geleden spraken onderzoekers al het vermoeden uit dat neuronen in dit deel van het brein van cruciaal belang zijn voor ons slaapgedrag. Ze zouden het brein in feite ‘uitschakelen’ – oftewel prikkels onderdrukken – waardoor we in staat zijn om te rusten. En nu zijn er voor het eerst experimenten uitgevoerd die deze theorie onderschrijven. “Ons paper is het eerste experiment dat onthult wat er gebeurt wanneer je de VLPO-cellen (neuronen in de nucleus praeopticus ventrolateralis, red.) activeert,” vertelt onderzoeker Clifford Saper. “De resultaten onderschrijven onze originele observatie dat de VLPO-cellen essentieel zijn voor een normale slaap.”

Muizen
De onderzoekers maakten tijdens hun experimenten gebruik van genetisch gemodificeerde muizen. Bij een aantal muizen werden de VLPO-neuronen geactiveerd met behulp van laserlicht. Bij de rest gebeurde dat met behulp van chemische stofjes die alleen van invloed waren op de VLPO-neuronen. In beide gevallen werden de VLPO-neuronen succesvol geactiveerd en raakten de muizen in een diepe slaap.

Tegenstrijdige studie
De resultaten zijn in lijn met eerdere experimenten die aantoonden dat de neuronen actief zijn als we slapen. En dat beschadigingen aan deze neuronen leiden tot slapeloosheid. Hoewel al deze studies een vrij eenduidig beeld geven van de rol van deze neuronen, kwam de hele kwestie in 2017 weer op losse schroeven te staan toen onderzoekers de neuronen activeerden en zagen dat dat er juist tot leidde dat proefdieren wakker werden. Die tegenstrijdigheid denken Saper en collega’s met dit nieuwe onderzoek direct opgelost te hebben. “We ontdekten dat wanneer we de VLPO-cellen één tot vier keer per seconde stimuleerden, ze elke keer als ze gestimuleerd werden, een signaal afgaven, wat resulteerde in slaap. Maar als je ze sneller stimuleert, stoppen ze met het afgeven van signalen.” En dat laatste gebeurde tijdens de experimenten die vorig jaar werden georganiseerd: de neuronen werden toen tien keer per seconde gestimuleerd. “En daardoor vielen ze in feite uit.”

Wat het nieuwe onderzoek verder laat zien, is dat het activeren van de VLPO-cellen ervoor zorgt dat de lichaamstemperatuur daalt. Eerdere studies hebben al aangetoond dat hogere temperaturen de VLPO-cellen activeren en dat de lichaamstemperatuur iets afneemt als we slapen (en de VLPO-neuronen actief zijn). “Wij dachten dat dat de reden was dat mensen onder een deken gaan liggen tijdens het slapen,” stelt Saper. Experimenten wijzen nu uit dat wanneer de VLPO-cellen continu gestimuleerd worden, de lichaamstemperatuur van muizen flink afneemt: tot wel vijf of zes graden Celsius. De onderzoekers vermoeden dan ook dat een sterke activiteit van deze zelfde neuronen ten grondslag ligt aan de bekende winterslaap die sommige dieren erop nahouden en waarbij ze langdurig slapen en hun lichaamstemperatuur langdurig verlaagd is.