Zo kun je slapend slim worden
Chinees leren tijdens de slaap? Sciencefiction of binnen handbereik? Onderzoekers van het Slaaplab denken het laatste.
Iedere eindexamenkandidaat droomt ervan: leren in je slaap. Een beetje slimmer worden terwijl je ligt te snurken. In het UvA Slaap- en Geheugenlab lijkt het te kunnen. In onderzoek met zestig proefpersonen is aangetoond dat slapende mensen 's nachts kunnen leren.
Een paar woordjes Deens, maar toch. Geheugenimplantatie klinkt als sciencefiction, maar hier op de campus van het Roeterseiland geloven de onderzoekers er hartgrondig in dat het kan.
Lucia Talamini, hoofd van het onderzoek en het lab, denkt dat het slapende brein veel informatie kan absorberen. Bedenk dan eens wat voor mogelijkheden dat in de toekomst biedt. Swahili leren in je slaap? De wereldsteden kunnen opdreunen? Alle ministers tot 1950 kunnen noemen, mét hun portefeuilles?
Talamini staat in het lab, naast een kapstok, waar geen jassen hangen, maar badmutsen met draden. Op de grond ligt vloerbedekking, er staan planten, en in de hoek een eenpersoonsbed - het lijkt in veel op een gewone slaapkamer, als je tenminste de camera's wegdenkt.
Het 'appartement' kan pikkedonker worden gemaakt. Ook is het geluidsdicht, dus proefpersonen zouden hier prima overdag kunnen slapen, als de biologische klok dat zou toelaten. Maar dat doet die niet.
Smørrebrød
Slaaponderzoek gebeurt dus vooral 's nachts, zegt promovenda Christa van der Heijden van VUmc. "De ironie is dat slaaponderzoek ten koste gaat van de slaap van de onderzoeker."
In de 'cockpit' van het slaaplab staat een rij monitoren, waar de magie zich afspeelt. Talamini legt uit dat wanneer de proefpersoon ligt te slapen, de hersenactiviteit wordt gemeten door de elektroden. Die wordt op de monitor vertaald in pieken en dalen; daaraan kunnen de hersenonderzoekers zien in welk slaapstadium de proefpersoon zit.
Uit andere onderzoeken is gebleken dat ons slapende brein herinneringen en opgeslagen informatie herhaalt. Wat, dacht Talamini, als we die herinneringen versterken, door ze 's nachts nog een keer aan te bieden? Blijven ze dan beter hangen?
Om daarachter te komen liet ze de proefpersonen Deense woordjes leren. Voor het slapen namen ze een lijst met 120 Deense woorden door met de Nederlandse vertaling erbij. 's Nachts werd de helft van de woordenlijst afgespeeld door twee boxen aan het hoofdeind.
"Heel zachtjes: 'Smørrebrød.'" De volgende dag kregen de kandidaten weer een test. Wat bleek: ze scoorden tien procent beter op de lijst met woordjes die 's nachts waren herhaald.
Toch heeft het geen zin om te gaan slapen met een repeterende cursus Deens uit de speaker, zegt Talamini. "Het moment waarop de informatie wordt aangeboden luistert enorm nauw."
Het onderzoek loopt al jaren en heel veel tijd is gaan zitten in het precies bepalen van de juiste milliseconde waarop de Deense woordjes worden afgespeeld. Als we slapen beleven we, buiten de remslaap, kortdurende oplevingen van hersenactiviteit. Ze duren één seconde. Precies dán moet het gebeuren.
Omdat het tijd kost om een EEG te analyseren én het woordje bij het oor te krijgen, moet het juiste moment worden voorspeld. Na jaren sleutelen is de techniek daar ook toe in staat: de computer berekent aan de hand van het slaappatroon wanneer het woordje naar de slaper moet en zendt het precies op tijd uit.
Talamini is niet alleen enthousiast over de resultaten, maar ook over de bijvangst. "We zien dat de proefpersonen die de woordjes 's nachts krijgen aangeboden, dieper slapen." Dat lijkt onwaarschijnlijk, omdat geluid doorgaans de nachtrust verstoort, maar hier niet, benadrukt Talamini.
"Alsof je de schommel precies op het juiste moment een duw geeft. Ze gaan dieper slapen. Dertig procent van de mensen slaapt slecht, met allerlei gezondheidsgevolgen. Als we daar iets aan kunnen dan, is dat geweldig."
Herinneringen afzwakken
Slimmer worden tijdens de slaap en een betere nachtrust op de koop toe. De eerste resultaten vragen natuurlijk om veel aanvullend onderzoek, maar Talamini voorziet veel, heel veel mogelijkheden.
Binnenkort begint in het slaaplab ook een onderzoek naar mensen met een posttraumatische stressstoornis. Want als je 's nachts herinneringen kunt versterken, kun je ze misschien ook wel afzwakken?
Ze heeft patent laten leggen op deze vorm van geheugenimplantatie en praat al met partijen om dit op de markt te krijgen. "We denken zelfs al na over het design. Het moet natuurlijk wel een slaapvriendelijk mutsje worden. Geen helm dus."
Er moet worden toegeslagen in kortdurende oplevingen van de hersenactiviteit; die duren één seconde
Brein gemanipuleerd
Het is vooralsnog meer iets uit de film, maar hersenonderzoekers doen ook in het echt serieus onderzoek naar het manipuleren van herinneringen en zelfs 'gedachtelezen'.
Een oud maar veel aangehaald onderzoek is dat van de onderzoekers Steven Laureys en Adrian Owen. Zij vroegen comapatiënten bij wie zij enig bewustzijn vermoeden, vragen te beantwoorden. Dat gebeurde terwijl de comapatiënt in de fMRI-scanner lag. Met dat apparaat wordt een 3D-afbeelding van de hersenactiviteit gemaakt.
"Bij het antwoord ja moest de patiënt denken aan hoe hij door zijn huis liep. Bij nee moest hij zich voorstellen dat hij tennis speelde. Die gedachten activeren verschillende gebieden in het brein," zegt promovenda Christa van der Heijden van VUmc. "Op die manier hebben ze toch met de patiënten kunnen communiceren."
Bij een ander onderzoek slaagden Israëlische wetenschappers erin mensen nieuwe reflexen te leren tijdens de slaap. De onderzoekers speelden geluiden af en verspreiden daarbij een vieze lucht. Toen de proefpersonen de volgende dag dezelfde geluiden kregen voorgeschoteld, begonnen ze onbewust te snuiven, op zoek naar die specifieke geur.
En neurowetenschapper Eelco van Dongen van het UMC St Radboud liet proefpersonen voor de slaap plaatjes bestuderen. De kandidaat moest onthouden in welke opstelling de plaatjes waren gerangschikt.
Bij de plaatjes, bijvoorbeeld een fluitketel, werden bijbehorende geluiden afgespeeld. Later, tijdens de slaap in de hersenscanner, werd het geluid herhaald. Wat bleek: hoe actiever de hersengebieden die belangrijk zijn voor het geheugen, hoe beter de proefpersoon later de locatie van het plaatje kon aanwijzen.