Artikelsamenvatting van Early Life Sleep Deprivation and Brain Development: Insights From Human and Animal Studies door Arousan et al. - 2022 - Chapter

Welk bewijs is er dat voldoende slaap tijdens het vroege leven essentieel is voor de ontwikkeling?

Voldoende slaap tijdens het vroege leven is essentieel voor normale ontwikkelingsprocessen. Slaap is zelfs een van de belangrijkste activiteiten van de hersenen tijdens de vroege ontwikkelingsfase van het leven, vandaar dat slaap naar verluidt een belangrijke rol speelt bij een gezonde cognitieve en psychosociale ontwikkeling tijdens de vormende jaren van het vroege leven. Verschillende onderzoeken hebben de belangrijke rol benadrukt die slaap tijdens de vroege levensfase speelt bij de regulatie van leer- en geheugenfuncties. Frequente dutjes voor baby's en kleine kinderen leidt tot een beter langetermijngeheugen. Kinderen die gefragmenteerde slaap krijgen, vertonen een lagere prestatie van neuro-gedragsfunctioneren (NGF).

Longitudinale studies suggereren dat slaaptekort in het vroege leven een grote invloed heeft op toekomstige affectieve en gedragsproblemen. Eerder hebben zowel dier- als mensstudies een belangrijke rol van slaapgebrek bij de ontwikkeling van pathologische angst gesuggereerd. Aanhoudende slapeloosheid is ook in verband gebracht met een verhoogd risico op het ontwikkelen van een angststoornis.

Welk verband is er tussen chronisch slaaptekort en depressie?

Chronisch slaaptekort wordt naar verluidt in verband gebracht met depressie. Aangenomen wordt dat de relatie tussen slaap en depressie verband houdt met het serotonerge systeem, dat actief is tijdens het waken en inactief is tijdens de slaap.

Wat is het doel van het huidige artikel?

Slecht slapen tijdens de vroege levensjaren kan nadelige gevolgen hebben voor het gedrag in het latere leven, de cognitieve en intellectuele functies, en er zijn substantiële aanwijzingen dat slaapproblemen tijdens de vroege levensjaren kunnen leiden tot sociale, cognitieve en intellectuele beperkingen. De mechanistische onderbouwing blijft echter onduidelijk. Hoe slaap in het vroege leven het neurogedrag en de cognitie moduleert, wordt nog niet begrepen. verder onderzoek is nodig om de associatie tussen slaap en neurologische gedragsontwikkeling te onderzoeken. Dierstudies hebben waardevolle inzichten opgeleverd. In dit artikel worden eerst de normale slaapkenmerken besproken, gevolgd door een overzicht van preklinische onderzoeken gericht op het verband tussen slaap, vroege hersenontwikkeling en geestelijke gezondheid, met name geheugenfuncties en emotionele controle.

Wat is slaap precies?

Slaap is een fysiologische toestand die wordt gekenmerkt door een verminderde reactie op prikkels uit de omgeving. De verschillende slaapstadia worden gedefinieerd op basis van polysomnografische (PSG) gegevens. PSG omvat gelijktijdige opname van de activiteit van het corticale gebied van de hersenen met behulp van elektro-encefalogram (EEG), oogbeweging via elektro-oculogram (EOG) en elektromyogram (EMG)-gemedieerde opname van de skeletspieractiviteit. NREM-slaap, ook bekend als slow wave-slaap, wordt gekenmerkt door laagfrequente EEG-golven met hoge amplitude, verminderde spiertonus en langzame oogbewegingen. Terwijl REM-slaap, bekend als actieve slaap, wordt gekenmerkt door hoogfrequente golven met lage amplitude, spieratonie en snelle oogbewegingen.

Wat is de functie van slaap?

In de loop der jaren zijn er verschillende theorieën voorgesteld om de functie van slaap te verklaren in termen van de eigenschappen van energieherstel, thermoregulatie, afvalverwijdering en neuronale connectiviteit en plasticiteitsvergroting, maar toch blijft slaap een uitdagend onderzoeksgebied voor wetenschappers om te verkennen en te promoten. meer inzicht op dit gebied.

Hoe heeft slaap invloed op de post-natale ontwikkeling van de hersenen?

Het proces van hersenontwikkeling wordt prenataal geïnitieerd en gaat door gedurende de postnatale periode. Postnatale hersenontwikkeling wordt gekenmerkt door twee belangrijke gebeurtenissen; de corticale uitbreiding of regressie van grijze stof en de ontwikkeling van witte stof. Interessant is dat er naar verluidt opmerkelijke veranderingen plaatsvinden in de slaaparchitectuur tijdens de ontwikkeling, die parallel loopt met de tijdlijn van postnatale hersenrijping, wat wijst op een belangrijke relatie tussen postnatale hersenontwikkeling en slaapgezondheid. Slaap wordt als essentieel beschouwd voor een goede neuronale netwerkverbinding en het rijpingsproces van de hersenen tijdens de ontwikkelingsperiode, een gevoelige periode in de kindertijd.

Een ander belangrijk proces tijdens de postnatale hersenontwikkeling is synaptogenese. Synaptogenese is het proces van vorming van nieuwe synapsen tussen neuronen. Tijdens de ontwikkeling van de hersenen treedt synapsoverproductie op, gevolgd door synapssnoei en synapseliminatie. Deze processen benadrukken de complexiteit van neuronale circuits tijdens de vroege kindertijd en adolescentie. Het is tijdens deze kritieke levensfasen dat synaptische plasticiteit en corticale rijping worden geïnduceerd, die essentieel zijn voor cognitie.

Wat zijn de neurologische gevolgen van slaaptekort?

Verschillende neurologische gedragsstoornissen worden in verband gebracht met slaapproblemen, wat wijst op een bidirectionele relatie tussen slaap en neurologische gedragsstoornissen. Studies hebben aangetoond dat slaapgebrek kan leiden tot metabole en cognitieve stoornissen in hersengebieden die betrokken zijn bij leren, geheugen en emotie, zoals de hippocampus, amygdala en de prefrontale cortex. 

Hoe kunnen dierstudies helpen in het onderzoek naar de effecten van slaaptekort?

Om de cellulaire en moleculaire basis van de schadelijke effecten van slaapgebrek op te helderen, zijn er verschillende methoden ontwikkeld om slaapgebrek bij dieren, voornamelijk knaagdieren, te induceren.

• De Platform Over Water methode ontneemt knaagdieren selectief de REM-slaap. Bij deze methode worden de knaagdieren in een tank geplaatst met enkele of meerdere platforms omgeven door water. Door de grootte van de platforms kunnen de dieren erop slapen, maar zodra ze hun spiertonus verliezen wanneer ze in de REM-slaap komen, vallen ze in het water en worden ze gewekt, waardoor ze niet in de REM-slaap kunnen komen.  
• Bij de Forced Locomotion-methode worden dieren individueel in een kamer geplaatst met een draaiende trommel of draaiende vloer die de dieren dwingt in beweging te blijven. Deze methode induceert totale SD; het kan ook worden aangepast om zich selectief op één slaapfase te richten door continue EEG-monitoring.
• Dan, de Gentle Handling-methode worden verstoord door het zachte schudden van hun thuiskooien of het voortdurend introduceren van nieuwe objecten of nestmateriaal. Deze methode is zeer effectief in het opwekken van een totaal slaaptekort.
• Het Pinnacle Automated SD-systeem, met tien sleuven, bestaat uit een cilindrische kooi met een draaiende staaf aan de basis, terwijl de staaf draait en zachtjes de poten van het dier aanraakt om ze wakker te houden. Dit systeem veroorzaakt effectief slaapgebrek bij ratten, zoals gevalideerd door polysomnografie. Dit systeem maakt gebruik van een geautomatiseerde roterende staaf die de pups zachtjes duwt om op een getimede manier te bewegen. de draaiende staaf verstoort niet alleen voorzichtig en constant de slaap van de pups, maar elimineert ook de betrokkenheid van het personeel.