Mensenbrein oefent taakjes ’s nachts ‘offline’

Geheugensporen Verlamde patiënten die met een breinbestuurde cursor een geheugenspel speelden, herhaalden dat spelletje tijdens hun slaap.

Het geheugenspelletje ‘Simon’
Het geheugenspelletje ‘Simon’ Foto Shritwod

Voor het eerst is direct in een mensenbrein gezien dat hersencellen tijdens de slaap activatiepatronen herhalen die precies hetzelfde zijn als bij een eerder aangeleerde taak. De betrokken hersendelen oefenen als het ware dat taakje ‘offline’. Dit fenomeen houdt zeer waarschijnlijk verband met het vastleggen van nieuwe herinneringen in het langetermijngeheugen. Bij ratten en muizen is dit al twintig jaar geleden gemeten en net als bij deze knaagdieren wordt nu ook bij mensen gezien dat de snelheid van afspelen varieert: soms ligt die tien keer zo hoog als de daadwerkelijke activiteit, maar soms ook twee keer zo laag. Dit schrijft een team van Amerikaanse neurologen onder leiding van Jean-Baptiste Eichenlaub (Harvard Medical School) en Beata Jarosiewicz (Brown University) deze week in Cell Reports.

De vastlegging van herinneringen in het brein wordt daarmee steeds verder ontrafeld. Twee maanden geleden bracht een ander team al zo’n precieze activatie van een netwerk van hersencellen in beeld bij het bewust oproepen van goede antwoorden in een woordassociatiespelletje, bij epilepsiepatiënten die tijdelijk meetappratuur in het brein hadden. Nu is dus in een heel ander experiment het vastleggen van zo’n herinnering door herhaling van de activatiepatronen tijdens de slaap aangetoond. Dergelijke experimenten kunnen vooralsnog alleen onder bijzondere omstandigheden plaatsvinden. Het slaapexperiment is verricht bij twee verlamde patiënten die dankzij een breinimplantaat wél een cursor op een scherm konden bedienen. Hun leertaak was gebaseerd op het geheugenspelletje ‘Simon’, waarbij de speler telkens een steeds langer wordende willekeurige reeks van vier kleuren met bijbehorende klanken moet nadoen. De verlamde patiënten speelden dat op een computerscherm en hun hersencel-activaties konden daarbij goed gevolgd worden dankzij het breinimplantaat. Ze oefenden allerlei verschillende kleurvolgordes, maar ook één telkens dezelfde volgorde. Tijdens een kort dutje dat de proefpersonen tussendoor deden werd de zenuwactivatie gemeten. De activatie die hoorde bij de geleerde volgorde werd vervolgens veel vaker gemeten dan zenuwactivaties die hoorden bij de niet-herhaalde kleurvolgordes. Dat opnieuw afspelen werd overigens ook gemeten buiten de slaap om, maar niet in de verschillende versnellingen en vertragingen die tijdens de slaap voorkomen.