REM-slaap is een fase van de slaap die wordt gekenmerkt door een lage spiertonus, snelle oogbewegingen en dromen. Deze fase komt bij alle zoogdieren voor en heeft unieke fysiologische eigenschappen die hem onderscheiden van de niet-REM-slaap.

Kernpunten over REM-slaap:

• Geassocieerd met dromen
• Snelle oogbewegingen
• Spieren zijn verlamd

Over REM-slaap

Deze fase van de slaap wordt ook wel ‘paradoxale slaap’ of ‘gedesynchroniseerde slaap’ genoemd, vanwege de fysiologische overeenkomsten met iemands waaktoestand; met inbegrip van lage voltage, snelle, gedesynchroniseerde hersengolven. Aangenomen wordt dat de chemische en elektrische activiteit die deze slaapfase regelt, zijn oorsprong vindt in de hersenstam, en deze wordt met name gekenmerkt door een combinatie van een overvloed aan acetylcholine (een neurotransmitter), en de bijna volledige afwezigheid van serotonine, histamine, en noradrenaline (monoamine neurotransmitters). (1)

De gepunteerde REM-slaap wordt onmiddellijk voorafgegaan door ponto-geniculo-occipitale (PGO) golven, dat zijn elektrische uitbarstingen van activiteit afkomstig van de hersenstam. Ongeveer om de zes seconden, tijdens de overgang van diepe naar paradoxale slaap, komen deze golven in clusters voor en duren ze tussen de één en twee minuten. Wanneer ze de visuele cortex binnengaan, vertonen ze hun hoogste amplitude, waardoor de snelle oogbewegingen in de paradoxale slaap worden veroorzaakt.

REM-slaap en hersenenergie

In de REM-slaap is de hersenenergie, gemeten aan de hand van het glucose- en zuurstofmetabolisme, gelijk aan of groter dan het energieverbruik in wakkere toestand. In vergelijking met de trage diepe slaap wordt bij zowel de paradoxale als de waakslaap meer acetylcholine (de neurotransmitter) gebruikt, wat de snellere hersengolven kan verklaren. Monoamine neurotransmitters serotonine, histamine, en noradrenaline zijn volledig onbeschikbaar. (2)

Men heeft ontdekt dat injecties met een acetylcholinesteraseremmer paradoxale slaap kunnen opwekken bij zowel mensen als andere dieren die reeds een trage-golfslaap hebben. Deze inhibitor verhoogt effectief de beschikbare acetylcholine. Carbachol heeft een soortgelijke invloed, door het effect van acetylcholine op neuronen na te bootsen. Dezelfde injecties bij wakkere mensen veroorzaken paradoxale slaap, maar alleen wanneer de monamine neurotransmitters al uitgeput zijn.

Gamma-Aminoboterzuur (GABA) en Orexine zijn twee andere neurotransmitters die wakkerheid lijken te bevorderen, afnemen tijdens diepe slaap, en paradoxale slaap voorkomen. De chemische veranderingen in de hersenen wijzen op voortdurende periodieke oscillatie, in tegenstelling tot de plotselinge veranderingen in elektrische patronen.

De rol van de hersenstam in REM-slaap

Tijdens de REM-slaap lijkt de neurale activiteit zijn oorsprong te vinden in de hersenstam, met name in de locus coeruleus en het pontine tegmentum.

Volgens de activeringssynthese-theorie die in 1975-1977 door Allan Hobson en Robert McCarley werd voorgesteld, zijn bij de controle van de REM-slaap REM-on en REM-off neuronenpaden in de hersenstam betrokken. REM-on neuronen zijn hoofdzakelijk cholinerge neuronen, hetgeen betekent dat zij acetylcholine betrekken; terwijl REM-off neuronen noradrenaline en serotonine activeren, die naast andere functies de REM-on neuronen overstemmen. Door Hobson en McCarley werd gesuggereerd dat de REM-on neuronen de REM-off neuronen stimuleren en zo het mechanisme vormen voor de cyclus die optreedt tussen REM- en niet-REM-slaap. Lotka-Volterra vergelijkingen werden gebruikt om deze cyclische inverse relatie te verklaren. (3)

In 1981 stelden Michael Jouvet en Kayuza Sakai een soortgelijk model voor. Het blijkt dat acetylcholine zich zowel tijdens waak als tijdens REM in gelijke mate in de cortex manifesteert; maar tijdens REM verschijnt het in hogere concentraties in de hersenstam.

Het onttrekken van GABA en Orexine kan de afwezigheid van de andere exciterende neurotransmitters verklaren. Positron emissie tomografie werd gebruikt bij onderzoek in de jaren 1990 en bevestigde de rol van de hersenstam. Dit onderzoek suggereerde ook dat de paralimbische en limbische systemen binnen de voorhersenen, die over het algemeen verbonden zijn met emotie, een grotere activatie vertoonden dan andere gebieden.

Waarom is REM-slaap belangrijk

REM-slaap, of Rapid Eye Movement Sleep is een van de stadia van de slaap. Het is het stadium van de slaap dat het meest wordt geassocieerd met dromen. Tijdens de REM-slaap gedragen de hersenen en het lichaam zich heel anders dan tijdens andere slaapfasen. Tijdens deze fase van de slaap doen de skeletspieren alsof ze verlamd zijn. In feite zijn alle willekeurige spieren, behalve de oogspieren, atonisch, of bewegingsloos. Dit had waarschijnlijk een evolutionair voordeel, omdat het ons en anderen beschermde tegen verwondingen, omdat we anders onze dromen zouden uitbeelden. (4)

Tijdens de REM-slaap zijn de hersenen actiever dan tijdens andere stadia van de slaap. Het EEG, of elektro-encefalogram, lijkt op de wakkere tijd. Natuurlijk vertonen de ogen op de slaapstudie een duidelijk patroon dat snelle oogbewegingen aantoont, vandaar de naam. De skeletspieren vertonen soms korte spiertrekkingen die in fase kunnen zijn met de oogbewegingen.

Wat zijn dromen en waarom dromen we? Dit is niet gemakkelijk te beantwoorden. Er zijn verschillende theorieën over de betekenis van dromen. Een overtuiging is dat dromen zijn de hersenen manier van het verwerken en opslaan van stukjes informatie die relevant zijn voor eerdere gebeurtenissen.