Streven. Vlaamse editie. Jaargang 51

[p. 122]

De logica van slaap en droom
O. Petre-Quadens

Het menselijk bewustzijn kan niet begrepen worden zonder rekening te houden met het verschijnsel van de slaap. In het verleden werd aan dat simpele feit doorgaans weinig aandacht besteed: alle aandacht gold de mens in wakende toestand. De ‘homo dormiens’ of ‘homo somnians’ leek van secundair belang te zijn. De biologie schonk er weinig of geen aandacht aan, in tegenstelling tot de poëzie en de mythologie die de droomtoestand als iets zeer geheimzinnigs en hiëratisch beschreven. De slaap zelf werd gewoonlijk opgevat als een opschorting van alle activiteit met het doel nieuwe krachten te verzamelen of als een tijdelijke onderbreking van het bewustzijn en de normale gedragspatronen. Aanvankelijk waren het de psychologen die aan het fenomeen ‘droom’ aandacht schonken, vooral dan wat het inhoudelijk aspect betreft. Het fysiologisch aspect werd pas in de laatste decennia onderzocht.

Weliswaar had Piéron reeds in 1913 het vitale belang van de afwisseling van slaap- en waaktoestand onderstreept en de stelling verdedigd dat dit alterneren een wezenlijke functie van de hersenfysiologie impliceert. Zijn opvattingen werden echter niet op de juiste waarde geschat. Pas vele decennia later werden zijn observaties opnieuw opgenomen en werden de neurofysiologische gegevens gebruikt om de werking van het centrale zenuwstelsel nader te onderzoeken.

Rechtstreekse observaties van de slapende persoon en elektrische opnamen van de oogbewegingen hebben aangetoond dat gedurende de nacht herhaaldelijk fasen optreden waarin de oogballen rollende bewegingen vertonen, de zogeheten REM's (Rapid Eye Movements). Die fasen bezitten elektro-encefalografische kenmerken die ons herinneren aan die van de waaktoestand: vandaar ook de naam ‘actieve slaap’ (REM-slaap). Wie tijdens zulke fasen gewekt wordt, zal zeggen dat hij ‘juist aan het dromen was’ (Dement en Kleitman, 1957). Die dromen zijn meestal een aaneenschakeling van bewegingen en acties (Dement en Wolpert, 1958). Op grond van de elektrische kenmerken en van de reacties op de buitenwereld - zonder dat evenwel een spiertonus aanwezig is - benadert deze fase de waaktoestand en meer bepaald de perioden van aandacht. De schijnbare

[p. 123]

tegenstrijdigheid van de kenmerken in deze fase heeft Jouvet en Michel (1960) ertoe gebracht ze de ‘paradoxale fase’ te noemen. De verhouding van deze paradoxale slaapfase tot de totale slaapduur is in een normaal persoon opmerkelijk constant. Zeer hoog bij de geboorte, valt ze snel op het niveau van de normale volwassene en vermindert nauwelijks bij oudere mensen. De ‘kalme slaap’ daarentegen wordt pas later georganiseerd en gestabiliseerd en vertoont de neiging zich aan het einde van het leven te desorganiseren (Passouant et al., 1965).

De twee stadia, slapen en dromen, zijn de weergave van een ingewikkeld proces dat zich afspeelt op talrijke functionele niveaus, waar ook de regeling van de affectiviteit en het geheugen bij betrokken zijn. Om die reden trouwens is de studie van de slaap sedert 30 jaar nauw verbonden met de biologische en psychopathologische navorsing. Die interesse is geen louter theoretische aangelegenheid. In een wereld waarin alles onderworpen is aan de wet van de efficiëntie, zowel op het individuele als op het sociale vlak, kan de kennis van onze gedragspatronen gedurende de slaap van vitaal belang zijn, niet alleen voor onze dagelijkse rentabiliteit, maar ook en vooral voor het behoud van ons mentaal evenwicht.

Ontogenese van de slaap

Wat de ontogenese of wordingsgeschiedenis betreft, kan de evolutie van het complex systeem van waak- en slaaptoestanden slechts bij immature en pasgeboren kinderen bestudeerd worden. Het alterneren van slaap- en waaktoestand ontwikkelt zich op progressieve wijze, zowel wat de vorm als wat de duur betreft. Aanvankelijk wordt de duur van deze twee toestanden uitsluitend geregeld door subcorticale mechanismen. Nadien echter worden ze geïntegreerd in het circuit dat ook de hersenschors omvat en worden ze dus beïnvloed door informaties van de buitenwereld.

Tussen de onbewuste waaktoestand van het pasgeboren kind en het dagelijkse bewustzijn van de volwassene ligt een hele reeks intermediaire toestanden. Het rijpingsproces van het ‘waken’ en ‘slapen’ vertoont niet alleen een progressieve verhoging van de waakduur, maar ook een toename van het kritisch bewustzijn én de aanpassing van de twee toestanden aan het 24 u-ritme enerzijds en de ons omringende sociale eisen anderzijds. De twee slaaptypes die bij de volwassene optreden zijn reeds terug te vinden bij de pasgeborenen: het zijn de REM-slaap of ‘actieve slaap’ en de ‘kalme slaap’.

[p. 124]

De REM-slaap

De REM-slaap wordt gekenmerkt door een onregelmatig en versneld ademhalingsritme, een onstabiele hartslag, kleine bewegingen van handen en voeten, een hele reeks gelaatsuitdrukkingen zoals de glimlach, en de oogbewegingen (REM's). Deze laatste zijn al dan niet gegroepeerd. Wanneer men in dit stadium aan een kind een fopspeen geeft zal het beginnen te zuigen, de fopspeen in de mond nemen maar onmiddellijk weer loslaten: dit laatste is ongetwijfeld te wijten aan de afwezigheid van de spiertonus gedurende deze fase. Trouwens, wanneer de oogbewegingen zich manifesteren in een slapende volwassene, houdt de activiteit van de kinspieren eveneens op. In het ontstaansproces treedt dit fenomeen echter later op dan de oogbewegingen: het zal er pas ten volle mee samenvallen wanneer de baby de leeftijd van 10 maanden bereikt.

In de jonge foetus zijn er dus episoden waar slechts één van de kenmerken van de volwassen REM-slaap voorkomt, nl. de oogbewegingen. Deze zijn het nauwkeurigste teken van de goede ontwikkeling van het centrale zenuwstelsel. In die oogbewegingen zijn er nog 2 types van frequenties te onderscheiden: hoger en lager dan 1 per seconde. De frequenties hoger dan 1 per seconde zijn de enige die in verband staan met het rijpingsproces. Ze komen reeds voor bij jonge prematuren, maar zijn gescheiden door lange episoden van ‘undifferentiated sleep’ en door korte episoden van kalme slaap. De episoden van ‘undifferentiated sleep’ verminderen met de ontwikkeling. Opmerkelijk is dat het slechts de hogere REM-frequenties zijn die ons in staat stellen, pasgeboren mongooltjes, dysmaturen en allen wier psychologische en intellectuele ontwikkeling enig gebrek vertoont, van de normale babies te onderscheiden: het zijn inderdaad deze REM-frequenties die bij mentaal gehandicapte kinderen scherp verminderen.

De polygrafische criteria van de slaap hebben op precieze wijze aangetoond dat de glimlach voor het eerst verschijnt tijdens de REM-slaap (Petre-Quadens en Laroche, 1966). Het spontane verschijnen van de glimlach vanaf de geboorte werd bovendien reeds aangetoond door Tcheng en Laroche (1965). Opmerkelijk is dat de glimlach - lang voordat hij tijdens de waaktoestand door het beeld van de moeder geïnduceerd kan worden - reeds in de REM-fase waarneembaar is. Hij heeft reeds een georganiseerd karakter, duidelijk verschillend van de krampen van myoclonische oorsprong (Tcheng en Laroche, 1965). De ‘engelenlach’ van een baby is een welbekend fenomeen dat reeds in 1867 door Vogel beschreven werd (in 1913 door Zipperling geciteerd).

[p. 125]

In de eerste weken na de geboorte neemt de waaktoestand toe, terwijl de duur van de REM-slaap afneemt. Het verschijnen van glimlachjes tijdens de waaktoestand op de leeftijd van ongeveer 1 maand valt samen met een verkorting van de REM-slaap: die coïncidentie wijst op een verband tussen REM-slaap en waaktoestand.

De temporele kenmerken van de oogbewegingen zijn een op zichzelf staand gegeven dat weinig of geen verband houdt met de REM-cyclussen. In het eerste levensjaar merkt men een lichte, geleidelijke vermindering van de frequenties van de oogbewegingen tijdens de REM-slaap, terwijl men tegelijk de duur van de REM-cyclussen, m.a.w. de tijd tussen het begin van één REM-fase en het begin van de volgende, geleidelijk ziet toenemen. Bij normale babies kan men tegen het einde van het eerste levensjaar een stabilisatie waarnemen van de lengte van de REM-cyclussen. Na het eerste levensjaar treedt er in die cyclussen geen verandering meer op, welke ook de schommelingen van de REM-frequenties mogen zijn. Die onveranderlijkheid in de REM-cyclus tijdens de rest van het leven heeft ons ertoe gebracht hem te beschouwen als een quantum van een nog onbekende functie die essentieel is voor het leven, maar onafhankelijk van de mentale functie. Slechts in het eerste levensjaar heeft de REM-cyclus een prognostische waarde: bij mongooltjes zijn de REM-cyclussen reeds na 2 weken gestabiliseerd. Men zou dit kunnen beschouwen als een vervroegd rijpingsproces, dat klaarblijkelijk te maken heeft met een voortijdige degeneratie van de hersenfuncties. De REM-cyclus wordt nog alleen onderbroken bij een levensgevaarlijke ziekte, kort voor de dood. Studies verricht bij kinderen met een sub-acute scleroserende pan-encefalitis en in verscheidene fasen van hun ziekte, hebben aangetoond dat de cyclische natuur van de slaap geleidelijk verdwijnt wanneer het patiëntje de dood nadert (Petre-Quadens en Van Bogaert, 1976).

De functie van de REM-cyclus kan misschien het best omschreven worden als een integratieproces van ons organisme met zijn innerlijke en uiterlijke omgeving. Het universele en stabiele karakter van de REM-cyclus maakt het mogelijk die integratie op een kwantitatieve manier voor te stellen. Wanneer men die uniforme REM-cyclus in normale en mentaal achterlijke kinderen onderzoekt, kan men hem vergelijken met een draaggolf van signalen, zowel de meest fundamentele signalen zoals ademhaling en hartritme als de meest complexe patronen zoals de oogbewegingen. Alleen deze laatste kunnen invloeden ondergaan van het inwendig milieu zoals de hormonen.

Van bij de aanvang van het onderzoek werd de REM-slaap in zijn geheel beschouwd als de periodieke integratie van de genotypische code, d.w.z.

[p. 126]

van een genetisch, in het brein ingeschreven programma (Jouvet, 1974). Als wij deze hypothese aanvaarden, dan zouden de oogbewegingen de sleutel zijn om deze code te ontcijferen: ze worden verondersteld een middel te zijn waarmee de hersenen de regelmatige herhaling van de informaties verzekeren (Andersen en Andersson, 1968). Een abnormale ontwikkeling van de hogere REM-frequenties gaat gepaard met een gestoorde leercapaciteit. Dit betekent dat het frequentiepatroon van de hersensignalen het belangrijke element is in verband met de normale functionering van het geheugen.

De kalme slaap

De kalme slaap treedt pas laat in de ontogenese op. Ofschoon hij bij de zeer premature babies niet aanwezig is, ontstaat hij, evenals de REM-slaap, uit een primair, niet georganiseerd stadium. Door het sporadische optreden in het elektro-encefalogram van ‘spoelvormige golven’ met een frequentie van 12 tot 14Hz is dit slaaptype verwant met dat van de volwassene. Deze ‘spoelen’ vormen het eerste constante elektro-encefalografische beeld van de slaap. Bovendien ondergaan zij gedurende het rijpingsproces slechts kleine morfologische wijzigingen. Later zullen zij een belangrijker parameter worden van de functionele toestand van het centrale zenuwstelsel. Zij kunnen variëren onder invloed van hormonale cyclussen bij de volwassene, van de leeftijd en de leercapaciteit van het kind. Door hun repetitief karakter staan deze golven in functioneel verband met de hogere REM-frequenties.

Zowel de kalme als de REM-slaap vinden hun oorsprong in een ongedifferentieerd stadium. Dit laatste kreeg dan ook de naam ‘drowsiness’ of ‘undifferentiated sleep’ (Parmelee en Wenner, 1967; Petre-Quadens en Laroche, 1966). In deze fase treden geïsoleerde oogbewegingen op die niet onder de bekende patronen gerangschikt kunnen worden: de spiertonus blijft behouden en het opschrikken (startles) komt veelvuldig voor. Dit verklaart waarom deze fase en de daaruit voortvloeiende REM-fase lange tijd voor één en hetzelfde werden gehouden (Roffwarg et al., 1964). De premature baby vertoont meestal een ongedifferentieerd slaappatroon. Men heeft de indruk dat dit stadium met zijn geïsoleerde oogbewegingen en zijn ‘startles’ een motorische ontlading vertegenwoordigt die archaïscher is dan de later optredende slaappatronen. Deze globale motorische ontladingen komen veelvuldiger voor bij premature babies doordat bij hen het rijpingsproces van het zenuwstelsel nog onvoltooid is en bijge-

[p. 127]

volg nog geen inhibitie mogelijk maakt van het geheel van motorische ontladingen afkomstig van de sub-cortex. Opmerkelijk is wel dat deze inhibitie toeneemt zodra de hoog-frequente oogbewegingen verschijnen. Alles gebeurt alsof de corticale inhibitie het gevolg is van de prikkels die op deze cortex inwerken. In deze hypothese zijn de oogbewegingen een indicator van de aanwezige prikkels.

De wetmatigheid van de tijdsstructuur

In welke mate zijn de slaapfasen van de volwassene afleidbaar van die van het pasgeboren kind? Blijkbaar moeten wij de ‘ongedifferentieerde slaap’ van het kind in verband brengen met een primitieve(r) gevoeligheid die gedurende de eerste maanden verdwijnt. Mogen wij veronderstellen dat bepaalde stadia geheel verdwijnen om geleidelijk plaats te maken voor nieuwe? Het feit dat de opeenvolgende elektro-encefalografische patronen gedurende de slaap van een volwassene veranderlijk zijn, heeft nl. al aanleiding gegeven tot verschillende beschrijvende classificaties (Dement en Kleitman, 1957; Loomis et al., 1963). Al die slaapstadia zijn echter slechts polygrafisch geïdentificeerde entiteiten, waaronder een organische samenhang schuilgaat. Al maken die slaapstadia (zoals zij door Dement en Kleitman geïdentificeerd, en nog later door Rechtschaffen en Kales, 1968, gecodificeerd werden) het mogelijk de polygrafische sequenties te visualiseren, zij houden onvoldoende rekening met de onderliggende interne ‘logica’ van de slaapparamaters.

Wij zagen reeds dat de betekenis van de REM-signalen nauw samenhangt met hun temporele kenmerken; alleen de REM-signalen die optreden in ‘opflakkeringen’ (de zogeheten bursts) met een frequentie hoger dan 1 per seconde houden verband met het leer- en aandachtvermogen. Welnu, tijdens zo'n burst van oculumotorische signalen heeft het tijdsinterval tussen een dergelijk signaal en het daaropvolgende, méér kans om gelijk te zijn aan het vorige interval dan langer of korter (Cornelissen et al., 1977). De interne structuur van elk signaal in een zelfde burst bepaalt impliciet zijn plaats in tijd en ruimte. De fysioloog is geneigd tijd en ruimte als ultieme referentie-fenomenen te beschouwen en zich derhalve te beperken tot de strikte waarneming van elk oculumotorisch signaal afzonderlijk. De logica noopt de onderzoeker echter tot het vinden van een mathematische formulering voor de relaties die ieder oculumotorisch signaal bepalen in functie van de signalen die eraan voorafgaan en erop volgen. Hij gaat ervan uit dat elke oculumotorische activiteit van de vorige afgeleid kan

[p. 128]

worden door een stel ‘matrix’-operaties in de mathematische zin van het woord. Volgt men die interpretatie, dan merkt men dat de oogbewegingen van één droomfase, de evolutie van de droomfasen tijdens de nacht, en de modificaties daarvan volgens de leeftijd, een opeenvolging van ‘matrix-oplossingen’ suggereren, waarbij de mens in zijn geheel door een geheugen wordt bijgestaan en waarin zowel verleden als toekomst de huidige configuratie bepalen. De idee dat de fysiologie van de droom gestuurd wordt door een programma dat in het brein ingeschreven is, werd reeds vooropgesteld van bij de aanvang van dat soort onderzoek in de Europese laboratoria (Jouvet en Petre-Quadens).

De fysiologie van de droom blijkt dus nauwkeurig fysische wetten te volgen. Het niet-lineaire karakter van de interneuronale verbindingen die voor de droom verantwoordelijk zijn, uit zich door de spontane vorming van coherente structuren: de bursts van oculumotorische signalen. Die treden op telkens als de stabiliteit van de slaap op het niveau van hartslag, ademhaling en oogbewegingen vervangen wordt door de instabiliteit van de droom. Het is een mechanisme dat thuishoort bij wat men algemeen ‘orde door fluctuaties’ noemt. In de ontogenese evolueert de slaap van een uniforme, ongedifferentieerde toestand (door Dement ‘REM-sleep without REM's’ genoemd) naar de hier beschreven instabiliteit. De kleine afwijkingen van de uniformiteit duren slechts enkele seconden: buiten die perioden gehoorzamen de oogbewegingen aan de (klassieke) thermodynamische oplossingen, welke gelden voor lineaire distributies van stabiele toestanden.

Het is beslist onjuist te beweren dat de studie van de slaap in zijn oculomotorische eenheden minder ‘wetenschappelijk’ zou zijn dan de studie van een moleculaire of cellulaire eenheid: individuele domeinen hoeven niet noodzakelijk louter ‘microscopisch’ bekeken te worden. Hun onderlinge samenhang is even wezenlijk voor het begrip van de zaak. Wanneer de fysioloog de 1.500 pagina's van een nachtopname doorneemt, heeft hij duidelijk de indruk dat het geheel van de bestudeerde signalen, mét het verloop van de tijd, een toenemende orde vertoont. Naarmate men zich in een later stadium van de nacht bevindt, domineert informatie boven wanorde. Diezelfde predominantie merkt men trouwens ook op wanneer men de slaappatronen vergelijkt van proefpersonen van verschillende leeftijd (gaande van de kindertijd tot de derde leeftijd).

De interne structuur van de tijdens de slaap gemeten signalen is niet in strijd met de kansverdelingsdistributie (Cornelissen et al., 1977). Het gedrag van het oculumotorisch signaal is derhalve ‘stochastisch’: de evolutie ervan wordt bepaald door (puur toevallige) fluctuaties, die leiden

[p. 129]

naar een nieuwe evenwichtstoestand. Andersen en Andersson hebben aangetoond dat alleen een informatie van buitenaf de oculumotorische bursts kan doen ophouden; hun organisatie in ruimte en tijd is het resultaat van een grootschalige inhibitie-werking, die te situeren is in de aparte structuur van de thalamische neuronen samen met de chemische reacties (de thalamus is een orgaan van de tussenhersenen).

De tijd die verloopt tussen het moment waarop een willekeurige prikkel aankomt en de gang van die neuronale interacties onderbreekt, en het moment waarop die prikkel geïntegreerd wordt in de droomcircuits, is van de orde van milliseconden: dat is de transmissiesnelheid van de zenuwimpulsen zelf. De relatie tussen de informatie, afkomstig van de omgeving en de hersenfysiologie van de droom heeft de vorm van een wet, en die wet is een wijze van stochastische verwerking van signalen (Poirel, 1975). De werking van de droom kan dus worden ondergebracht in de algemene theorie van de zelfregulerende systemen. Dat wij de droomritmes vermogen weer te geven in een logische, mathematische vorm, onderschrijft de monistische opvatting omtrent de ‘gestructureerde systemen’ die de fysische en biologische wereld bepalen.

Net zoals de fysische is ook de neurologische tijd onomkeerbaar. De auto-organisatorische eigenschappen van het menselijk brein tonen de invloed aan van de omgeving op de activiteit van de hersenen. Rest dan nog de vraag wat de organiserende rol van de hersenen is op andere systemen. Een vergelijkende studie van de hersenfysiologie in gesloten systemen enerzijds (waar hun repetitieve dynamica schijnbaar onveranderlijk is) en in open systemen anderzijds (onderworpen aan snelle transformaties) zou hierin klaarheid kunnen brengen.

Prenatale slaap en moeder-kind-interactie

Tot nog toe hebben we ons beperkt tot de studie van de slaapstadia zoals die bij het pasgeboren kind en de volwassene aan het licht treden. Thans moeten wij onze aandacht richten op andere aspecten van het slaapfenomeen. Hierbij dienen andere methoden toegepast, b.v. het vergelijken van het slaappatroon van de zwangere vrouw en het ongeboren kind. Dat is natuurlijk moeilijk rechtstreeks waar te nemen, maar met behulp van polygrafische slaapopnamen werden ook hierover informaties verkregen. Aldus kwam aan het licht dat tussen beide een duidelijk verband bestaat. Op grond van de waarnemingen kunnen wij twee belangrijke feiten constateren. Vooreerst blijft het bewegingspatroon van de foetus onge-

[p. 130]

wijzigd, ongeacht of de moeder in wakende toestand dan wel in REM-slaap verkeert. Anderzijds vermindert het aantal foetale bewegingen merkelijk wanneer de moeder een periode van kalme slaap doormaakt. Hieruit blijkt dat er tijdens de zwangerschap ook in neurofysiologisch opzicht een nauw verband bestaat tussen moeder en kind. Bovendien treedt hierbij het verband tussen waak- en paradoxale slaaptoestand duidelijk aan het licht. Bij het einde van de zwangerschap verandert de REM-slaap van de vrouw in deze zin dat de REM-frequenties verhoogd worden en aldus een grotere gelijkenis gaan vertonen met die van het pasgeboren kind. Het hele slaappatroon van de vrouw krijgt hierdoor een ander uitzicht (Petre-Quadens et al., 1967). Dit parallellisme tussen het slaappatroon van de moeder en van het kind wettigt het sterke vermoeden dat de oogbewegingsverschijnselen in de slaap van de moeder en de motorische verschijnselen bij de foetus aan eenzelfde factor moeten worden toegeschreven. Gegeven haar hormoonproducerende functie speelt de placenta hier waarschijnlijk een belangrijke rol.

De rol van de hormonen in de regulatie van de slaap werd geïllustreerd door de studies van De Lee (1973) en van Hoffmann et al. (1978). In gevallen van een pathologische zwangerschap ten gevolge van hormonale afwijkingen - een voorbeeld hiervan vindt men in placentaire insufficiëntie - blijft de correlatie tussen moeder en kind voortbestaan (Petre-Quadens, 1974 b). Bij de geboorte lijden deze babies aan hypotrofie of dysmaturiteit en wordt de oculumotorische activiteit tijdens de REM-slaap in dezelfde mate verminderd bij moeder en kind. Wat de REM-slaap betreft, verschillen pasgeboren hypotrofische babies niet van de babymongooltjes. De informatie omtrent de placenta in mongoolse zwangerschappen zijn onduidelijk en niets wijst erop dat de placentaire functie dan gestoord is. Daarentegen bestaan er wel gegevens die wijzen op een endocriene deficiëntie bij de moeder. Weliswaar kunnen wij de hypothese niet uitschakelen dat de fysiologie van de REM-slaap verbonden is - zoals dat zeker het geval is met immuniteitsreacties - aan een cellulair geheugen waarvan de componenten, zoals de antigenen, via de placenta van de moeder, de foetus bereiken en celverbindingen te voorschijn roepen.

Sommige waarnemingen wijzen erop dat bepaalde celverbindingen verdwijnen ten gevolge van het maturatie-fenomeen, zodat de differentiatie tijdens de maturatie het gevolg is van een vermindering in de uitwisseling van informatie tussen de neuronen. Er zou dus een inhibitie plaatsgrijpen bij de uitwisseling van informatie, zodat een ‘patroon’ ontstaat dat als een tijdscode optreedt, m.a.w. een taal met behulp waarvan bepaalde genen zich uitdrukken.

[p. 131]

Slaap en mentale ontwikkeling

De systematische analyse van de waak- en slaaptoestand kan ons reeds zeer vroeg informatie verschaffen over de eventuele verschijning van bepaalde aspecten van mentale achterlijkheid. Dat maakt het ook mogelijk om bepaalde fenomenen in een normaal slaappatroon te interpreteren. De verschillende etappes van het neuropsychische rijpingsproces gaan gepaard met kwantitatieve veranderingen in de twee slaaptypes. Deze veranderingen zullen dan ook de weergave zijn van de kwaliteit van de cerebrale ontwikkeling.

In de kalme slaap werd er in jonge, mentaal achterlijke kinderen een kwantitatieve vermindering van de ‘spoelen’ waargenomen (Lenard en Schulte, 1974; Petre-Quadens, 1967). Anderzijds noteren we vanaf de puberteit een aanzienlijk verhoogde spoelenactiviteit in de tweede helft van de ovulatie-cyclussen en tijdens de zwangerschap. We constateren dus dat de slaap een indicator is niet alleen van de intelligentie maar ook van de biologische cyclussen die het leven van de mens kenmerken.

Die wijzigingen in de slaap-parameters wijzen op een functionele verandering in de prikkelbaarheid van het centrale zenuwstelsel. Bovendien werd tijdens de zwangerschap en op het einde van de ovulatiecyclus een aanzienlijke verhoging in de REM-frequenties waargenomen, ofschoon er geen verandering komt in de REM-cyclussen. Klaarblijkelijk zijn ‘REM-cyclus’ en ‘REM-frequentie’ twee verschillende entiteiten. Het is niet uitgesloten dat de REM-cyclus die gekenmerkt wordt door het gelijktijdig optreden van hierboven genoemde karakteristieken, slechts het gevolg is van een fysiologisch aanpassingsproces. De ontogenetische kenmerken ervan wijzen trouwens in die richting. De variabiliteit in frequentie-parameters van de REM-slaap bij verschillende personen zou bijgevolg een aanduiding zijn van de bekwaamheid van het individu om de fase-fenomenen te integreren: de oogbewegingen die in meerdere of mindere mate optreden al naargelang van de invloeden die de persoon ondergaat. Er werd een correlatie gevonden tussen de frequentie van de oculumotorische ontladingen (REM-frequenties) en de cerebrale maturatie. M.a.w. deze hangt af van de leeftijd van de proefpersonen en, in eenzelfde leeftijdsgroep, van hun intelligentiequotiënt of ‘leercapaciteit’. Aan de andere kant zijn de REM-frequenties aanzienlijk verminderd in mentaal gehandicapte kinderen, vergeleken met normale kinderen (Petre-Quadens, 1969). En toch bereikt het REM-percentage (aantal REM's) bij deze patiënten soms een normale waarde. Ook bij hen bestaat er geen verband tussen de slaappatronen en chromosomale of biochemische afwijkingen zoals a priori te

[p. 132]

verwachten was. De REM-afwijkingen zijn specifiek verbonden met de mentale achterlijkheid zelf en er bestaat geen verband met metabolische stoornissen die niet gepaard gaan met intelligentie-stoornissen (Petre-Quadens, 1969). Anderzijds werd bij normale studenten een verhoging vastgesteld van de REM-frequenties nà een succesvolle leerperiode (Grubar et al.).

De studie van de slaap vestigt meteen onze aandacht op verschillende aspecten van de biologische ritmes die onze menselijke natuur kenmerken en waarvan het ritme van de slaap- en waaktoestand slechts één aspect is. De verschillende stadia van het slapen en van het waken moeten worden beschouwd als cyclische variaties in ons gedrag tijdens de nacht. Uit ervaring weten we allemaal dat ook tijdens de dag ons concentratievermogen varieert volgens een cyclus die veranderlijk is van persoon tot persoon. Ons aandachtsvermogen gedurende de dag onderscheidt zich door: 1) oogbewegingen: als men ons roept, draaien we ons hoofd en onze ogen in de richting van de stimulatiebron; 2) een inhibitie-fenomeen: als wij ons concentreren op een bepaald voorwerp beperken wij ons waarnemingsveld tot dat ene voorwerp. Als we b.v. muziek beluisteren kan een kat ons gezichtsveld kruisen zonder dat we ze bewust opmerken. Die periodieke aandacht gedurende de dag schijnt het equivalent te zijn van de REM-slaap.

Het verband tussen de slaap en de biochemie van de hersenen is nog grotendeels onbekend. De tijdsconstanten van de biochemische mechanismen enerzijds en de elektro-fysiologische mechanismen van de slaap anderzijds, zijn immers beduidend verschillend. Er bestaat ongetwijfeld een verband tussen de endocriene ritmes en de slaap, maar dit verband zou wel eens indirect kunnen zijn. Meer en meer blijkt dat de scheikundige wisselwerkingen in de menselijke hersenen slechts het kader vormen van een systeem waarbinnen hersenimpulsen of informatie zich verbinden en verplaatsen volgens eigen wetten. Die wetten houden wellicht nauw verband met de ‘dissipatieve structuren’ zoals die in de fysische systemen optreden.

REM-slaap en cultuur

Een vraag die hiermee onmiddellijk verband houdt, betreft de mogelijke invloed van de levenswijze, m.a.w. van de cultuur, op de droomritmen. Om hierop een antwoord te kunnen formuleren verbleef de auteur enige tijd geleden in het noorden van Maleisië bij een vreedzame volksstam, de

[p. 133]

Temiaren. Deze volksstam leeft van de jacht, de visvangst en wilde vruchten. De Temiaren werden gekozen omdat in hun gedrag en hun hele kosmologie dromen een buitengewoon belangrijke rol spelen (Stewart, 1954). Aangezien dromen meestal tijdens de REM-slaap voorkomen, mocht men zich de vraag stellen of de Temiaren tijdens hun slaap meer REM's vertonen, in percentage of intensiteit. Enkele proefpersonen werden overgebracht naar het laboratorium van het Hospital Besar in Kuala Lumpur om er de EEG-nachtopnamen te ondergaan. Hun dagen brachten zij echter door in Gombak, aan de rand van de jungle, om een te grote culturele schok en de eventueel daaraan verbonden invloeden op slaap- en droompatronen te vermijden. Zij waren gekozen uit de groep van jonge mannen, d.w.z. degenen die 's nachts op jacht gaan of de wacht houden bij het vuur (20 tot 25 jaar).

In de hut die als slaaplaboratorium diende, hadden de Temiaren een ononderbroken slaap van 6 uur. Dit lijkt relatief weinig, doch we mogen niet vergeten dat het begrip slapeloosheid hun totaal onbekend is. Een mogelijke reden hiervan is dat ze bijzonder veel belang hechten aan hun dromen tijdens welke de ‘geesten’ zich aan hen manifesteren. (We zouden ons kunnen afvragen of de zo verspreide slapeloosheid in onze Westerse wereld niet een gevolg zou kunnen zijn van onze gebrekkige waaktoestand, waardoor wij de ‘vergeetcapaciteiten’ van de slaap verkiezen boven de fantasmatische rijkdom van de droom!...).

De polygrafische gegevens van de Temiaren bevestigen het ‘ingeboren karakter’ van bepaalde patronen (Petre-Quadens et al., 1975). Hoewel de globale REM-intensiteit enigszins lager ligt dan in de jonge Westerse bevolking van dezelfde leeftijdsgroep, beantwoordt de verhouding tussen de hogere en de lagere REM-frequenties aan de normen die in het Westen gevonden werden (Petre-Quadens en Hoffmann, 1981). Deze verhouding is te beschouwen als een verhouding van orde tot geruis (noise) en wijst op het feit dat de menselijke hersenen een open, zelforganiserend systeem vormen dat orde schept vanuit het geruis. Die verhouding is eigen aan de menselijke soort en onafhankelijk van kleur of ras. Er bestaan meer onderlinge verschillen in eenzelfde mensenras dan tussen de verschillende mensenrassen onderling. Om dat te controleren werden voorafgaande onderzoekingen verricht bij een andere volksstam, traditioneel zeer aggressief, nl. de Ibans, tijdens een expeditie naar Nanga Beretik.

Beter bekend als de Dayaks, zijn zij de vroegere koppensnellers van het eiland Borneo. In tegenstelling met de proeven op de Temiaren die telkens naar de hoofdstad werden overgebracht, had deze procedure tot doel de baseline-gegevens van de slaap- en droomfysiologie in de natuurlijke

[p. 134]

omgeving van de inboorlingen te bepalen. Nadien werden ze weliswaar ook, zoals de Temiaren, overgebracht naar het EEG-laboratorium van het Hospitaal Besar in Kuala Lumpur, om er gelijkaardige nachtelijke slaapopnamen te ondergaan. In tegenstelling tot de Temiaren verbleven de Ibans dan op de campus, daar het juist de bedoeling was de wijzigingen in de slaap- en REM-parameters onder een acute stress- en acculturatie-situatie te bestuderen. De resultaten van deze studie hebben twee bijzonderheden van de droomfysiologie van de Ibans aan het licht gebracht.

1.

De REM-frequenties bij de Ibans in Nanga Beretik zijn hoger dan die opgenomen bij de Temiaren. Dit kan betekenen dat de stress van de acculturatie bij de Temiaren, ondanks hun verblijf te Gombak, niet uitgeschakeld kon worden. In de jungle is de situatie gekenmerkt door haar stereotypie, terwijl er meer stress voorkomt in de Westerse beschaving. Eerder werd reeds aangetoond dat soortgelijke veranderingen in de slaap- en REM-fysiologie voorkomen in periodes van stress en psychologische verweer-mechanismen (shifting-defenses) (Greenberg, 1970).

2.

In Kuala Lumpur echter verschilden de REM-patronen die bij de beide Ibans werden opgenomen. Dat verschil werd veroorzaakt door een onverwacht voorval dat de validiteit van de experimentele set-up van deze expeditie gedeeltelijk teniet deed. Tijdens hun verblijf in Kuching, enkele uren voor de vlucht naar Kuala Lumpur, had één van onze Ibans, Ayum, verschillende tanden laten trekken om ze te vervangen door gouden tanden, een teken van promotie in de Iban-hiërarchie. Als gevolg hiervan vertoonden de slaapopnamen van Ayum in het EEG-lab een dramatische daling van zijn REM-intensiteit. Blijkbaar hadden het fysische trauma en de daaropvolgende langdurige bloedingen zijn stress-potentieel uitgeput. Vanuit psychologisch standpunt was Ayum erg geïrriteerd en depressief. Daar de REM's in verband worden gebracht met de integratie van interne emotionele bevindingen met externe waarneembare ervaringen (Greenberg, 1970), wijst de daling van de REM-frequenties bij Ayum op een gebrek aan associatie tussen wat hij gedurende de dag in Kuala Lumpur had waargenomen en zijn emotionele en instinctieve connecties. Experimenteel werd immers aangetoond dat een persoon die een erg emotionele en stressvolle ervaring doormaakt en van zijn REM-slaap wordt beroofd, in de onmogelijkheid verkeert die ervaring te integreren (Greenberg, 1970). De andere Iban, Empam, vertoonde tamelijk normale REM-frequenties, die bovendien verhoogden naarmate hij langer in Kuala Lumpur verbleef, zoals dat na een succesvolle leerperiode verwacht kan worden (Petre-Quadens,

[p. 135]

1969; Grubar et al., 1983). Psychologisch gezien was Empam nieuwsgierig en het was alsof de nieuwe situatie hem opgewekt en vrolijk stemde.

Dergelijke studies van de slaap- en droomfysiologie zouden de psychologische problemen bij een aantal immigranten kunnen verhelderen. We mogen evenwel niet vergeten dat bovenvermelde hypothesen ontworpen zijn na een experiment met slechts enkele personen op een diachronische maar qua duur gelimiteerde basis. Hoewel de resultaten bijgevolg slechts een probabilistische waarde hebben, slaan zij toch een brug tussen hersenfysiologie en sociaal gedrag. Daarenboven hebben de slaapnavorsingen reeds hun nut in de studie van het menselijke brein bewezen. Ze zouden voor andere takken van de menswetenschappen een geschikt werktuig kunnen zijn om hun waarnemingen op biologische grondslag te bevestigen.

Conclusies

Wat leren al die bevindingen ons over de functie van de slaap in het algemeen en van de paradoxale slaap in het bijzonder?

Om te beginnen bevestigen zij het positieve verband tussen het IQ en de oculumotorische activiteit van de slaap en dus de cognitieve slaaphypothese. Het menselijke brein is inderdaad een open, zelf organiserend systeem dat orde schept in de chaos van onze waarnemingen. Deze activiteit grijpt plaats tijdens de REM-slaap 's nachts en waarschijnlijk ook tijdens de perioden van aandacht tijdens de dag. Het feit dat de functie die orde schept uit geruis, constant blijft in alle mensenrassen en culturen wijst op het genetisch karakter van deze functie.

We moeten eraan herinneren dat men in dierenexperimenten genetische componenten ontdekt heeft van de ontlading van de neuronen. Het mechanisme dat de spieractiviteit uitschakelt tijdens de programmatie van perceptie en motorische systemen, schijnt ook in te staan voor de bescherming van het organisme tegen de invloed van ongecontroleerde gestereotypeerde gedragspatronen die storend zijn zowel voor de aandacht als voor de slaap. Die genetische ‘readout’ wordt verwezenlijkt met een minimaal geruis door het mechanisme dat de spiertonus uitschakelt en bijgevolg het binnendringen van uiterlijke informatie belet. Ten gevolge daarvan staan de synapsen die deelnemen aan de programmatie klaar om hun integrerende functie tijdens epi-genetische aandacht uit te voeren. Om efficiënt te zijn moet de periodische programmatie van de REM-slaap enigszins ver-

[p. 136]

bonden zijn met de epi-genetische informaties die het centrale zenuwstelsel beïnvloeden tijdens de waaktoestand. De REM-slaap impliceert dus een mechanisme dat de genetische readout (de oogbewegingen) aanpast aan het aantal betekenisvolle externe of interne (hormonale) informaties die de synapsen beïnvloeden.

Een andere vraag die verre van opgelost schijnt te zijn is die omtrent een mogelijke erfelijke invloed op de leercapaciteit. Zou het werkelijk mogelijk zijn die capaciteit, en bijgevolg ook het IQ, door hormonen te beïnvloeden? Mocht deze hypothese juist zijn, dan zou de oculumotorische activiteit van de paradoxale slaap, die met het IQ in verband staat, een entiteit zijn die langs metabolische of hormonale weg gemanipuleerd kan worden. Studies bij mongoolse kindjes hebben die stelling echter slechts gedeeltelijk bevestigd. Inderdaad, na toediening van een voorloper van serotonine, namelijk de 5-HTP, werd vastgesteld dat deze oculumotorische activiteit slechts ‘partieel’ en tijdelijk te beïnvloeden is (Petre-Quadens en De Greef, 1971). Voegen we er echter onmiddellijk aan toe dat de beste resultaten werden bereikt bij kinderen bij wie de behandeling vóór de leeftijd van 1 jaar begonnen werd. Schijnbaar zijn tijdens het eerste levensjaar de erfelijke fenotypes nog niet definitief vastgelegd, zodat ze beïnvloedbaar blijven van buitenaf. Trouwens, tijdens het eerste levensjaar vertonen de REM-cyclussen en aanverwante oculumotorische componenten nog een zekere labiliteit. Deze labiliteit verdwijnt volledig bij het oudere kind en de volwassene.

Zonder de tussenkomst van de hormonen uit te sluiten, is de oculumotorische activiteit van de REM-slaap ook verbonden met een temporeel geheugen. Waaruit bestaat dat geheugen eigenlijk?

Tijdsgebonden biologische activiteiten zijn in ons genetisch systeem gecodificeerd. Het zijn de tijdsgebonden karakteristieken van de slaap die, zoals die van andere biologische patronen, de uitdrukking zijn van het erfelijk geheugen dat zich gedurende de evolutie van ons wezen ontwikkeld heeft. Het hele probleem is dan of dat temporeel geheugen al dan niet gewijzigd kan worden door andere dan spontane mutaties. Dit is echter een domein waarop de wetenschap nog maar pas haar intrede heeft gedaan.