Het nachtelijk leerproces

Van alle bedgeheimen is de slaap het meest mysterieus. Een derde van ons bestaan gaat eraan op, terwijl de noodzaak ervan allerminst duidelijk is. Tijd om de slaap te evalueren. Vandaag aflevering 5: iets leren en dan slapen, voor een beter prestatie.

Verhuisd en voortdurend de weg kwijt in uw nieuwe woonplaats? Dan moet u er vaker op uit, 's nachts in bed. Ga virtueel uit wandelen, in navolging van ratten die in hun slaap nog eens de gangen verkennen van het doolhof waarin ze overdag vertoefden.

Terwijl de rat ligt te suffen, werkt zijn brein het stratenplan bij en kerft het dieper in het geheugen. De volgende dag rent het dier, voorzien van verbeterd kompas, met groter gemak door het gangenstelsel.

Zo slapen wij ons helder van boven. Hoewel neurologen dat pas afgelopen decennium in de gaten kregen, weten mensen het al millennia. Marcus Quintilianus, Romeins redenaar, merkte ooit op dat de dingen zich 's avonds verbergen, waar ze de volgende morgen zomaar komen binnenvallen. Gebeurde er iets 's nachts? Ja: “Juist de tijd waarin we geacht worden alles te vergeten, scherpt het geheugen.“

Goed gezien van Quintilianus, maar vanwaar het nachtelijke overwerk in het geheugen? Dat het brein stiekem onderhoud pleegt, is ergens logisch. In de hectiek van de dag worden de hersenen alsmaar bestookt door nieuwe prikkels en moeten ze volstaan met de aanleg van fragiele geheugensporen. Vele ervan worden gewist, andere blijven sluimeren.

In de loze slaapuren is het zaak de cerebrale boel aan kant te maken. Daarbij neemt het brein niets nieuws tot zich. Een cursus Russisch op tape, onder het kussen? Zelfs onder zeil zijn we niet doof voor prikkels, anders schrokken we niet wakker van een donderklap. Maar een rustend brein is geen leergierige scholier, het noteert niks.

Toch gebiedt het cliché dat we een nachtje over iets slapen. Peinst het brein in stilte? Nee, vermoedde de bioloog Bernard Davis tientallen jaren geleden al, het brein frist zich op.

Hoe bewijs je dat, als je dat opfrissen nooit bewust meemaakt? Daartoe bevragen we de rat: als hij iets leert en dan mag slapen, presteert hij dan beter dan als hij wakker wordt gehouden? En slaapt hij misschien langer als hij zich kort daarvoor door een lastig doolhof moest wurmen? Zeker, zijn droomslaap neemt toe. En vooral langslapers tonen zich daarna snuggerder als rat, althans als gids in dat doolhof.

En de mens? Leer ons morsecode vlak voor we naar bed gaan, en we liggen langer te slapen. Dat deden Britten ook, na een cursus Frans, en gymnasten die rare capriolen op de trampoline moesten oefenen.

Vanwaar dit nachtelijk naleerproces? Dat is een vraag voor morgen, maar slapen moet, en wel binnen een bepaald tijdsraam. Ratten hoeven niet direct uit het doolhof naar bed maar wel binnen enkele uren, om het geleerde in het geheugen te griffen. Alleen dan krijgt het brein de zaak op orde.

Hoe? Als geheugenarchivaris heeft het brein iets van de voormaag van een koe: het herkauwt in de slaap. Clusters neuronen die bij ratten actief zijn bij de rondgang door een doolhof, lichten in de slaap weer op.

Tijd voor neurologisch visserslatijn. Ratjes leerden een traject af te rennen, waarbij ze op specifieke plaatsen een lekkernij kregen. Bij hun rondgang vuurden talloze hersencellen, en dat deden ze in de slapende rat weer. De overeenkomst in het vuurpatroon was zo groot, beweren de neurologen, dat zij konden zien wáár de rat zich op het traject bevond, of hij rende, stilstond, of zijn buik zat rond te eten.

Leert de rat op zo'n moment iets bij of zit hij na te genieten? Dat is een vraag aan jonge zebravinken. Die zingen in hun droom het vinkendeuntje na dat ze die dag hebben gehoord. Daarbij lichten dezelfde hersenpatronen weer op. De volgende dag ontwaakt een meer bedreven zanger, die het basislied heeft gepolijst met minuscule, unieke variaties, in klankkleur en tempi.

Toegegeven, het is pretentieus om aan oplichtende neuronen te kunnen aflezen dat een slapende zebravink zit te 'droogzingen'. Maar dat het brein 's nachts schaaft aan het geheugen, staat voor slaaponderzoeker Robert Stickgold van Harvard Medical School buiten kijf. Wilt u morgen profijt hebben van al uw geblok: slaap! Of knap na zware hersengymnastiek een uiltje, want ook dan bent u een goed rentmeester van uw hersenen. Die maken boven gelijk wat zaken in orde.

Stickgold illustreerde dat onlangs in het tijdschrift Nature met enkele experimenten. Mensen moesten op een monitor de richting van een pijl inschatten tegen een streepjesachtergrond. Dat is lastig. Oefen je er 's morgens op, dan krijg je er handigheid in maar er zit een grens aan het observatievermogen. Die kun je verleggen: slaap goed of las na de ochtendsessie een siësta in.

Andere proefpersonen werd gevraagd een cijfervolgorde op een monitor zo snel mogelijk in te tikken. Ook hier gold dat een goeie nacht slaap of een middagdut de vingers vlotter maakte. Slapen scherpt de motoriek. Mogelijk zijn mensen met chronische slaapproblemen, zoals lijders aan schizofrenie, daardoor minder behendig.

Duidelijk? Nee! Moeder natuur zoekt het zelden in eenvoud. De magazijnwerkzaamheden van het brein variëren door de nacht heen. Sommige zaken worden tijdens de droomslaap opgeborgen, andere juist tijdens de diepe niet-droomslaap, in het begin van de nacht. Zo werkt het brein weetjes, zoals de hoofdsteden van Europa, in de voornacht bij, maar leert het je fietsen in de nanacht.

Dat is een halfbakken voorstelling van zaken: om eerlijk te zijn tuurt de neurologie over het nachtrooster nog in het duister. Zeker is dat het slapende brein doorratelt. En nog creatief ook. Zo zou Dmitri Mendeljev's brein slapend het periodiek systeem hebben uitgedokterd en Friedrich Kekulé de structuur van benzeen.

Twee jaar terug lieten Duitse neurologen in Nature zien hoever de creativiteit van de geest in ruste reikt. U krijgt een getal van acht cijfers -11449494-, opgebouwd uit drie cijfers (1, 4 en 9), en moet dat terugbrengen naar één slotcijfer. Vervang daartoe steeds de eerste twee cijfers door één cijfer en houd daarbij twee spelregels in acht: zijn de eerste twee cijfers hetzelfde (in dit geval twee keer een 1), vul dan voor die twee hetzelfde cijfer (1) in; zijn beide verschillend (bijvoorbeeld 1 en 9), zet er dan het derde cijfer (4) voor in de plaats.

Zo gaan we wegstrepen in 11449494: 1 en 1 maakt 1; die maakt met de 4 daarna een 9; die 9 met de volgende 4 maakt weer 1. En zo kom je na zeven stappen op 9 uit.

Nog nacijferend gingen de proefpersonen naar bed, en hun brein begon te malen: “Er was iets met die reeksen, maar wat? Ik dacht het de hele dag al. Bij die 11449494 kwam ik na drie stappen op 9 uit, en aan het eind op 9. Bij die andere reeksen ook! Verrek, stap 3 geeft de oplossing.“

De slaap onthulde de verborgen regel, en twee derde van de proefpersonen kwam de volgende morgen sneller bij het juiste antwoord. Maar op het gezicht van proefpersonen die die nacht wakker waren gehouden stond een groot vraagteken. Het inzicht brak alleen door als het licht boven uit was.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden