Hoe bewust zijn? Door Tomaso Agricola In Science een artikel over slaap, maar beslist niet saai. Massimini en collegas uit het laboratorium van Giulio Tononi in Madison, Wisconsin, stimuleerden hersenen van proefpersonen met magnetische pulsen
http://blog.seniorennet.be/jules/archief.php?ID=2116
Van Rijn en co hadden onderzocht of er uit het electroencephalogram van een dier valt op te maken hoelang het dier nog bij bewustzijn is nadat de kop van de romp verwijderd is (decapitatie). Een onderzoek dat niet onbelangrijk is aangezien decapitatie over de hele wereld in vele laboratoria wordt toegepast om aan dierlijk weefsel te komen voor onderzoek.
Men gaat er vanuit dat het een snelle methode is waarbij het dier weinig tot geen leed wordt aangedaan, omdat het idee is dat binnen een fractie van een seconde het dier het bewustzijn verliest. Ondanks de metingen van EEG van ratten die eerst verdoofd werden en daarna gedecapiteerd en ratten die gewoon gedecapiteerd werden was het antwoord nog niet zo simpel. Na een aantal seconden verdwijnt het EEG vrijwel volledig (het wordt isoelectrisch), maar op welk punt verliest het dier nou het bewustzijn? Uiteindelijk concluderen de auteurs..
The results presented here warrant the conclusion that decapitation leads to a rapid loss of consciousness, so it seems safe to assume that in 34 seconds after decapitation the animal is unconscious, unable to perceive stress and pain.
En deze getallen komen mooi overeen met eerdere resultaten, want uiteraard is dit niet de eerste keer dat dit soort onderzoek werd gedaan.
Dit is een snelle dood. Sneller en betrouwbaarder dan bijvoorbeeld het vergassen met CO2, wat ook heel veel gebeurt. Het gekke is dat de auteurs niet onverdeeld positief tegenover deze methode staan.
It might be concluded that decapitation is not an inhumane method for euthanizing small animals. This conclusion, however, does not imply that decapitation is recommended in all situations. It is an offensive method which has an esthetical disadvantage: performing and observing this technique is displeasing. Moreover, achieving decapitation requires experienced and skilled personnel.
Dat ervaring nodig is snap ik, maar dat is met elke methode zo. De andere argumenten offensive, esthetical disadvantage, displeasing gaat vooral uit van de onderzoeker/experimentator die het moet uitvoeren. Dat is het verkeerde uitgangspunt. Hetzelfde argument heb ik ook al eens gehoord over de methode van strekken bij muizen (zie hier). Als het beter voor het dier is om een methode te gebruiken die voor de onderzoeker (of de kijker) onplezierig is, dan is het voor mij duidelijk dat we voor het welzijn van het dier gaan (al zijn het zijn laatste seconden). We doen dit tenslotte niet alleen voor ons eigen lol.
Maar, wanneer dit eigenlijk al bekend was, waarom is dit onderzoek toch een publicatie waard?
Het bijzondere aan dit artikel is wat de auteurs nog meer zagen, nadat ze wat langer gewacht hadden. Ongeveer 40 tot 50 seconden (bij wakkere dieren) en 70-90 seconden (bij verdoofde dieren) na decapitatie zagen de onderzoekers een grote trage golf in het EEG (zie plaatje hieronder waar de EEGs van alle dieren in staan). Dit is de zgn. wave of death uit de titel. De auteurs konden ook laten zien dat het EEG voor deze golf er een beetje anders uit zag dan na deze golf (ondanks dat beide stukjes als isoelectrisch zouden worden geklassficeerd).

It is speculated here that, due to lack of energy to maintain this potential, neurons lose their membrane potential at this time. The wave thus might reflect a massive opening of ion channels: a depolarization wave. The still functioning of these ion channels in the period before the wave might be responsible for the observed difference in the pre-wave and post-wave power of the EEG. Hence, it is thought that the wave represents the synchronous death of brain neurons, expressed in a wave of death
Op dit punt zouden dus de hersencellen, die tot dat moment eventueel nog functioneren, massaal hun membraanpotentiaal verliezen en dit zou dan definitief het punt zijn waarop de patient is overleden. Ook bij mensen schijnt dit fenomeen eventueel zijn waargenomen. Dit zou een extra punt zijn in het bepalen of een patient werkelijk hersendood is ja of nee en officieel overleden mag worden verklaard.
Slaap en vetzucht Slaap en vetzucht 4 vrijdag 21 oktober 2005 9:58 door tomaso_agricola Het klinkt totaal contra-intuitief en U zult het misschien niet geloven, maar de laatste jaren krijgen slaaponderzoekers steeds meer aanwijzingen dat te weinig slapen dik maakt. Om dik worden te vermijden wordt aangeraden om gezond en gevarieerd te eten, meer bewegen, etc. etc. Rusten of slapen staat absoluut niet op het programma. Nu men wat beter in staat is om allerlei hormonen te meten en de invloed van slaap deprivatie op die hormonen in kaart te brengen wordt het beeld de laatste jaren totaal anders. In mensen die een slaapbeperking ondergaan vinden veranderingen plaats in glucose en insuline in der richting van Type 2 diabetes. Karine Spiegel uit Brussel en Eve van Cauter uit Chicago hebben laten zien dat wanneer mensen twee nachten maar 4 uur mogen slapen er veranderingen plaatsvinden in de hoeveelheid grehlin en leptine, twee hormonen die voedselopname reguleren. Bovendien, wanneer je de proefpersonen vraagt naar hongergevoel en waar ze trek in hebben blijkt dat na de twee nachten deze mensen extreme honger hebben en dan vooral zin hebben in ongezonde dingen met veel suiker en vet. Er zijn zelfs aanwijzingen dat een half uurtje minder slapen dan je eigenlijk zou moeten je al in de gevarenzone brengt. En het is eigenaardig dat we daar niet eerder achter zijn gekomen. Toen de resultaten vorig jaar op een congres werden samengevat bleek dat het al langer bekend was dat mensen die experimenteel een nacht wakker moeten blijven in het laboratorium dat alleen kunnen/willen doen wanneer ze s nachts een extra maaltijd krijgen. Het aantal calorieën dat ze daarbij naar binnen schuiven is veel groter dan het aantal dat ze extra verstoken omdat ze wakker zijn i.p.v. kunnen slapen. En op een meer persoonlijk niveau, wanneer ik een nacht wakker moet blijven vanwege mijn experimenten dek ik mij ook in met een grote zak chips, chocoladerepen en een 1.5 literfles cola. In de slaapwereld heeft dat tot nieuwe gezichtspunten geleid. Een van de grootste slaapproblemen is slaapapneu. Hierbij valt tijdens de slaap de ademhalingsweg dicht en krijgt de patiënt geen lucht meer en wordt daardoor wakker. Dit proces kan zich tijdens een nacht elke minuut herhalen. Opmerkelijk is dat de patiënt vaak niet door heeft wat er s nachts gebeurd, hij (het zijn meestal mannen) voelt zich alleen overdag wel hondsmoe. Het is vaak de partner van de patiënt die kan vertellen dat de ademhaling niet goed loopt (bij slaapapneu hebben vaak twee mensen een slaapprobleem). Deze patiënten worden geholpen met een apparaat met gezichtsmasker dat wat overdruk op de ademhalingsweg zet, zodat hij tijdens de slaap niet meer dichtvalt. Nu wil het geval dat de grote overeenkomst tussen verschillende slaapapneu patiënten is dat ze vrijwel allemaal te dik zijn (uitzonderingen daargelaten). Ik, en vele slaaponderzoekers met mij, hebben dan ook lang gedacht dat het geen slaapprobleem was, maar een gewichtsprobleem. Maar wat nu, wanneer het slaapprobleem er eerst was en het gewichtsprobleem het, eventueel, verergerde? Denken we op een wat grotere schaal. Obesity is een groot probleem in de VS, en ook in Europa is het in opmars. Uit enquêtes is gebleken dat wij korter slapen dan mensen 20-30 jaar geleden. Is dit dan de reden van de opmars van de vetzucht? Als dat waar is zou het mogelijk moeten zijn gewichtsproblemen in te dammen door wat langer te slapen.
P@u! +ox 15-06-2006 10:28 Dat maakt het probleem van overgewicht nóg een stuk complexer dan het al was... Kees 29-12-2006 04:07 Hm, ik slaap regelmatig een nacht totaal niet (zoals vannacht weer het geval is, ben simpelweg niet moe dus trek iks gewoon 36 uur in één keer door), en slaap vaak maar enkele uren per nacht. Maar om me nou dik te noemen? Neuh. En zoals vannacht, ik eet nu niks hoor en ook geen last van mijn maag. Vind een nachtje doorhalen nou niet echt bijzonder.
Wakker worden Wakker worden 1 vrijdag 28 oktober 2005 11:03 door tomaso_agricola In Nature deze week een serie review artikelen over slaap. De artikelen zijn geschreven door de groten der aarde van het slaap onderzoek. Of eigenlijk de groten van Noord Amerika, want om de 1 of andere reden is alleen gekozen voor Noord Amerikaanse onderzoekers in dit selecte gezelschap, alsof er in andere delen van de wereld geen top onderzoek wordt gedaan op dit gebied. Dit neemt niet weg dat de serie een redelijk overzicht geeft van wat er op dit moment leeft in het slaaponderzoek en wat de stand van zaken is op het gebied van slaapregulatie, slaapstoornissen en de eventuele functie van slaap. De editorial die de stukken aankondigt wijst op de kloof die er is tussen de vooruitgang die is geboekt op wetenschappelijk gebied en het idee bij het grote publiek dat slaap niet belangrijk zou zijn (we slapen bijvoorbeeld 20% minder dan de generatie voor ons, terwijl er geen aanwijzing is dat we ook met minder toe kunnen!). Ik weet niet of we slaap niet belangrijk vinden, maar wat wel duidelijk is is dat we ons niet altijd bewust zijn van de risico's die we nemen zodra we proberen te functioneren met te weinig slaap. In bepaalde beroepsgroepen (ziekenhuisartsen/chirurgen worden met name genoemd) is blijkbaar het functioneren met slaapgebrek eerder regel dan uitzondering. En de meesten schijnen daar trots op te zijn, zich niet realiserend dat ze op deze manier een bedreiging vormen voor de gezondheid en/of veiligheid van zichzelf en de mensen waarvoor ze verantwoordelijk zijn. De nieuwste inzichten op het gebied van slaap regulatie suggereren dat hersengebieden zo zijn geschakeld dat wij snel kunnen switchen tussen waken en slapen. En de ervaring leert dat de meeste mensen inderdaad in staat zijn om vrij snel in slaap te vallen, zo snel dat men zich niet bewust is van het moment van in slaap vallen. Dat betekend echter ook dat wanneer iemand slaperig is hij/zij absoluut geen machines mag besturen of auto mag rijden want het waakstadium is dan zeer instabiel en kan zomaar overgaan in slaap. En de kwaliteit van het waken dat geproduceerd wordt is vaak vergelijkbaar met iemand die minstens drie glazen alcohol heeft gedronken. Veel ongelukken gebeuren op momenten dat de verantwoordelijke mensen eigenlijk in bed hadden moeten liggen, met de Exxon Valdez en Tsjernobyl als beroemde voorbeelden. Ik denk dat de meeste mensen dit uiteindelijk ook wel weten, maar het is net als roken. We weten dat het ongezond is maar we doen het toch.
1reacties Josje Klein 09-06-2006 00:48 De maatschappij is ingesteld op ochtendmensen. Een deel van de mensen is echter een uitgesproken avond/nachtmens. Mijn ervaring als nachtmens is dat op bevel slapen geen enkele zin heeft. je krijgt dan alleen maar het gevoel een slaapprobleem te hebben. Maar een nachtmens heeft geen slaapprobleem maar een ritme wat niet overeen komt met de maatschappij. Dat slaapgebrek zal dan wellicht het meest voorkomen bij nachtmensen. Misschien zou de maatschappij flexibeler moeten worden en de mogelijkheid bieden tot andere meer aan het ritme aangepaste wserktijden. Maar dat vergt nogal wat want ook de schooltijden van kinderen zijn afgestemd op ochtendmensen. En wat als je ene kind een ochtendmens en je andere een nachtmens is? Of je kind een ander ritme dan jij? Toch denk ik dat flexibeler werktijden al een heel stuk van het slaaptekort kan opheffen. Bijkomend voordeel is ook nog eens een oplossing voor het fileprobleem. ;)
Slaap en koffie
 Het plaatje is 1 van de oudste afbeeldingen van de koffieboom door O. Dapper uit 1680.
maandag 31 oktober 2005 12:10 door tomaso_agricola
In de Proceedings of the national academy of sciences of the united states of america, kortweg PNAS, vorige week (uitgave van 25 oktober) een artikel van mijn collega Hanspeter Landolt uit Zurich, Zwitserland. PNAS is een zeer presigieus tijdschrift, dus dit is een mooie opsteker voor hem. Landolt doet al een aantal jaren onderzoek naar de relatie tussen slaap en koffie. Het is algemeen bekend dat koffie kan helpen om wakker te blijven, maar het was eigenlijk niet precies bekend waarom.
Begin jaren 90 kwam een groep in Stanford met een nieuwe hypothese over slaap regulatie, en adenosine speelde daarin een belangrijke rol. Adenosine is onderdeel van de energiedrager ATP (Adenosine tri fosfaat). Adenosine zou in de loop van de dag via de energetische kringlopen in de hersencellen in verhoogde mate worden vrijgegeven naar de extracellulaire ruimte en daar op adenosine-receptoren gaan zitten en zo slaperigheid verhogen en uiteindelijk slaap induceren.
Interessant hierbij was dat cafeïne ook op die adenosine receptoren kan gaan zitten en zo de werking van adenosine blokkeren. Op die manier zou koffie helpen tegen slaperigheid.
Landolt heeft o.a. naar aanleiding van deze hypothese een aantal experimenten met proefpersonen gedaan waarbij hij keek naar de uitwerking van cafeïne op de slaap in de nacht. Het verbazingwekkende daarbij was dat zelfs 1 kopje koffie in de ochtend nog steeds duidelijk aanwijsbare werking had op de slaap in de volgende nacht. En 1 kopje koffie is echt niet veel.
Om te weten te komen hoeveel cafeïne mensen normaal ongeveer bij zich hebben gedurende een dag heeft hij in die tijd nog een soort veldstudie uitgevoerd. Daarvoor moesten alle personen in de onderzoeksgroep elke twee uur eventjes op een watje kauwen en die in een potje doen. De hoeveelheid cafeïne werd in het speeksel gemeten, net als in het experiment. Ik kan mij nog herinneren dat onze hoeveelheden ver boven die van de proefpersonen uitstegen. Hoe wij nog konden slapen lijkt dan misschien wat raadselachtig, maar in het experiment mochten de proefpersonen twee weken lang geen cafeïne gebruiken (koffie, thee, cola, chocolade). In het normale leven zal er uiteindelijk toch wat gewenning optreden. Nu was er door experimenten in muizen bekend geworden dat een er een gedeelte van een chromosoom met het enzym adenosine deaminase belangrijk was bij het opbouwen van slaapdruk. Adenosine deaminase verandert adenosine in inosine. Hoe beter adenosine deaminase werkt hoe minder adenosine overblijft.
Nu is bekend dat 10% van de blanke bevolking een afwijking heeft in het deaminase. Om die personen te vinden ging Landolt, in een populatie van 20.000 studenten, op zoek naar mensen (mannen en vrouwen in dit geval, ook uniek) die zeer gevoelig, of zeer ongevoelig waren voor koffie. Uiteindelijk bleven 119 studenten over die geen andere slaap- en gezondheidsproblemen hadden. Daarvan bepaalde hij of ze de genetische afwijking hadden of niet. Daaruit haalde hij voor elke groep 7 mensen die 2 nachten in het laboratorium sliepen. Het resultaat was, hoewel voorspeld door de hypothese, verbluffend duidelijk: de mensen met de afwijkende lagere enzym activiteit sliepen inderdaad dieper, en hadden een hoger amplitude in hun electroencephalogram. De studie lijkt inderdaad aan te tonen (en nog wel rechtstreeks in mensen!) dat het adenosinerge systeem inderdaad de diepte van de slaap beïnvloedt, en dat het dus een nieuw aangrijppunt kan zijn voor farmacologische verbetering van slaap bij slaapproblemen.
Aan de andere kant, voor wie wat langer op wil blijven en niet wil wachten op de wakker-pil is een extra kopje koffie misschien niet zon gek idee.
Slaap en geheugen
donderdag 3 november 2005 15:51 door tomaso_agricola
In het tijdschrift Sleep (ja, ja, een heel tijdschrift over slaap, komt maandelijks uit, en het is niet eens de enige gewijd aan slaap) vorige maand, nogmaals, de discussie of slaap belangrijk is bij geheugenprocessen.
Dit keer Stickgold and Walker pro en Siegel en Vertes con. Het is een debat dat al 10 jaar gaande is en men komt er niet echt uit. Niet iedereen is blijkbaar overtuigd dat slaap belangrijk is bij het consolideren van het geheugen en eerlijk gezegd ben ik het ook niet. Maar het is heel lastig dat sommige slaaponderzoekers, zoals Stickgold, het naar buiten brengen als een vaststaand feit. Hij kan reviews beginnen met zinnen als: The study of sleep-dependent memory consolidation has moved beyond the question of whether it exists to questions of its extend and of the mechanisms supporting it. Wanneer iemand zoiets schrijft ga je er vanuit dat het een vaststaand feit is. Tenminste, dat deed een aantal jaren terug iemand die mij had uitgenodigd om in een cursus voor vierdejaars studenten te praten over functies van slaap. Zelf hield B, laten we hem B noemen, zich bezig met stress en geheugenprocessen. Ik werd aan B voorgesteld als slaapexpert (wat je tweeledig kunt uitleggen) en het leek B een goed idee dat ik in de cursus wat kwam vertellen. Het leek mij een goede mogelijkheid om wat onderwijservaring op te doen. Het was een cursus over cognitieve neurowetenschappen (ook alweer zo'n hype) en B was er heilig van overtuigd, en liet mij dat van tevoren ook blijken, dat ik alleen maar over slaap en geheugenprocessen zou praten. Het werd nog erger. Tijdens onze gesprekken voorafgaand aan de cursus was ik blijkbaar niet enthousiast genoeg over de slaap-geheugen hypothese, dus kreeg ik in de weken voor de cursus een paar e-mailtjes toegestuurd met artikelen van o.a. bovengenoemde Stickgold. Nu zijn er op dit moment ongeveer 4 dominante hypotheses over de functie van slaap en die heb ik in twee uur ook alle 4 behandeld. B viel blijkbaar van de ene verbazing in de ander, want ik hoorde luid en duidelijk tijdens mijn verhaal nou daar heb ik nou nog nooit van gehoord. Wat het extra lastig maakte was dat er toen nog geen goede overzichtsartikelen waren die wat tegengas gaven aan de slaap-geheugen hypothese. In de volgende jaren kwamen die er wel (o.a. van Siegel) en kon ik B dus ook eens wat terugsturen. Inmiddels ben ik uit de cursus geknikkerd (gewoon niet meer uitgenodigd, niets meer van gehoord). Slaap heeft blijkbaar toch te weinig met cognitie te maken. Slaap nodig?
|
Hetzelfde valt op bij het lezen van de krant als het over onze relatie met de Derde Wereld gaat. Het gaat bijvoorbeeld om welke onplezierige consequenties voor ons kan hebben als we tirannen in het zadel helpen, maar niet over het feit dat het vanuit het gezichtspunt van de mensen in een dictatuur, onze handelingen een misdaad zijn.