Werk, vriendschap, sport, familie, eten, lezen - er is duidelijk niet genoeg tijd op de dag om alles bij te houden. Om een bevredigend leven te leiden, maken velen van ons kostbare uren slaap. We lenen om de volgende dag het dubbele van de prijs te betalen. Een druk leven leidt tot een drastische vermindering, zo niet een stopzetting van de slaap. Als er een ziekte in de wereld is die mensen een derde van hun kostbare leven berooft, zou de zoektocht naar genezing genereus worden gefinancierd. Dit is de heilige graal van slaaponderzoekers. Misschien hebben ze de draad gevonden.
Zoals met zoveel anderen, vinden we het vanwege de culturele code moeilijk om onze biologische behoefte aan slaap op te geven. De gewoonte om acht uur op een zacht, verhoogd platform te slapen, alleen of in paren, is niet typisch voor mensen. Veel traditionele samenlevingen slapen in flarden en sociale activiteiten gaan de hele nacht door. Sommige mensen worden wakker als er iets interessants gebeurt, en vallen soms midden in een gesprek in slaap om de ruzie te beëindigen. Slaap is universeel, maar komt op verschillende manieren bij iedereen terecht.
Verschillende soorten lijken ook op verschillende manieren te slapen. Herbivoren slapen veel minder dan carnivoren - olifanten vier uur, leeuwen twintig - niet in de laatste plaats omdat ze meer tijd nodig hebben om zich te voeden en zichzelf te beschermen. Als alleseters vallen mensen ergens tussen deze twee slaapgroepen in. Circadiane ritmes, de interne klok van het lichaam, stellen ons in staat om te anticiperen op de waakcyclus van de dag en om lichaamsfuncties in de tijd te ordenen, zodat ze elkaar niet hinderen.
Onze interne klok is gebaseerd op een chemische oscillatie, een feedbacklus op cellulair niveau die 24 uur duurt en zich verbergt in een cluster van hersencellen achter onze ogen (nabij de oogzenuwen). Zelfs diep in een grot zonder toegang tot licht of klokken, handhaaft ons lichaam een interne tijdlijn van bijna precies 24 uur. Als ze geïsoleerd zijn, zullen onze lichaamsklokken iets langzamer lopen. Als het slaap- en waakschema niet wordt bijgewerkt met licht, worden we elke dag een paar minuten later wakker. Deze diepgewortelde cyclus is terug te vinden in elk bekend meercellig organisme, en de rotatie van de aarde - overeenkomend met de cycli van dag en nacht - heeft haar gevormd.
De slaap van een persoon bestaat uit verschillende cycli van 90 minuten van hersenactiviteit. Bij een wakkere persoon zijn de elektro-encefalogram (EEG) -metingen erg complex, maar wanneer de slaap optreedt, vertragen de hersengolven, gaan door de eerste fase (ontspanning), de tweede (lichte slaap) en de derde (langzame diepe slaap). Na deze herstellende stadia ondergaan de hersenen een snelle oogbewegingsfase waarin de hersenen lijken op waken. Degenen die in dit stadium ontwaakt zijn, herinneren zich waar ze van droomden.
Een van de meest waardevolle resultaten van het werk aan slaapgebrek is de identificatie van duidelijke individuele verschillen: sommige mensen presteren beter na slapeloze nachten en andere omgekeerd. De verdeling is vrij duidelijk en is naar alle waarschijnlijkheid gebaseerd op verschillende genetische varianten die coderen voor neurotransmitterreceptoren, waardoor in de toekomst de mogelijkheid wordt geboden om de dosis en het stimulerende middel voor een bepaald genetisch type te kiezen.
Aan het begin van dit millennium werd duidelijk dat de biologische noodzaak om ten minste een derde van een periode van 24 uur te slapen buitensporig en onnodig was. Net zoals pillen en condooms de geboorte van kinderen beheersen, kunnen andere stimulerende middelen ons verlossen van de archaïsche erfenis van het dierenrijk.
Elke remedie tegen slaperigheid moet gericht zijn op de prefrontale cortex. Uitvoerende hersenfuncties zijn bijzonder kwetsbaar voor slaapgebrek, en mensen die niet veel slapen, nemen meer risico en nemen minder snel nieuwe of creatieve beslissingen of plannen een actie. Designer stimulerende middelen zoals Modafinil en Armodafinil "revitaliseren" deze gebieden en keren effectief de negatieve effecten van slaapgebrek om. Tijdens 60 uur waken herstelt 400 mg Modafinil elke acht uur de verminderde prestaties bij alle soorten werk, van het meest saaie tot het moeilijkste.
Promotie video:
Cool, ja. Dit is echter ongeveer identiek aan de herstellende effecten van 20 mg dextroamfetamine of 600 mg cafeïne (gelijk aan ongeveer zes kopjes koffie). Hoewel cafeïne een kortere halfwaardetijd heeft en om de vier uur moet worden ingenomen, is het overal verkrijgbaar en vrij goedkoop.
Elke student van een hogeschool of universiteit die tijdens een sessie energiedrankjes drinkt, weet dat stimulerende middelen voor ontwerpers lang en geconcentreerd werken mogelijk maken. Een veel moeilijkere uitdaging voor iemand die stimulerende middelen gebruikt, zou zijn om grootmoeder te leren hoe ze de telefoon moet gebruiken. Het is al moeilijk genoeg om een stimulerend middel te ontwerpen dat een focus biedt zonder tunneleffect - dat wil zeggen zonder het vermogen te verliezen om in een wijdere omgeving te navigeren en sociaal bepaalde beslissingen te nemen. Prikkelbaarheid en ongeduld verstoren de teamdynamiek en sociale interacties, maar dergelijke nuances worden vaak over het hoofd gezien in geneesmiddelenonderzoek. Deze kwesties worden grotendeels genegeerd door enthousiasme voor de ontwikkeling van slaapverlagende medicijnen.
In 1996 schakelde defensiepsycholoog Martin Taylor een aantal vrijwilligers in en gaf ze elk een kaart. Op een van de twee kaarten stond een route. Iedereen die een kaart met een route had, moest deze nauwkeurig genoeg beschrijven aan zijn partner, zodat hij deze op zijn kaart kon reproduceren. Ondertussen luisterden de geleerden naar hun toespraken. Bij de controlegroep vrijwilligers werd het label op de kaart vaak gepresenteerd als een vraag, bijvoorbeeld "Ziet u het park ten westen van de rotonde?" Vrijwilligers die het stimulerende modafinil gebruikten, verlaagden deze feedbackloops, in plaats daarvan volgden ze abrupte en compromisloze instructies: "Verlaat het westen van de rotonde en sla dan linksaf het park in." Hun dialogen waren korter en ze leverden een minder nauwkeurige kaart op dan de controlevrijwilligers. Bovendien bracht modafinil de proefpersoon ertoe zijn capaciteiten te overschatten. Hij presteerde niet alleen slechter op de taak, maar merkte het ook niet op.
Een van de redenen waarom stimulerende middelen frustrerend zijn geworden bij het verminderen van de slaapbehoefte, is omdat we niet goed genoeg begrijpen waarom we überhaupt slapen. Meer dan honderd jaar onderzoek naar slaapgebrek heeft het voor de hand liggende bevestigd: slaapgebrek maakt mensen slaperig. Het reageert langzamer op externe prikkels, verwerkt informatie langzamer, kan zich niet concentreren en de neiging om snel in slaap te vallen als je in een donkere kamer ligt, wordt de belangrijkste indicator. "Uitknippen." Blijkbaar is de belangrijkste functie van slaap om ons de hele dag wakker te houden.
Aangezien stimulantia er niet in zijn geslaagd om een biologische vervanger voor slaap te worden, is het nieuwe sleutelwoord voor slaapexperts 'efficiëntie: het verminderen van het aantal uren slaap dat nodig is voor volledige functionaliteit. Defense Advanced Research Projects Agency DARPA streeft ernaar om een volledige nachtrust in een paar uur te persen. Soldaten van dienst zullen moeten functioneren volgens hun cognitieve en fysiologische vaardigheden, zonder zelfs maar een slaapcyclus van 24 uur nodig te hebben.
Nancy Westenstan, een psycholoog bij het Centrum voor Militaire Psychiatrie en Neurowetenschappen van het Walter Reed Institute for Army Research, zoekt naar manieren om soldaten langer in goede staat te houden en tegelijkertijd de gevolgen van acuut of chronisch slaapgebrek te bestrijden. Ze stelt dat iemands slaap moet worden gezien als een belangrijke hulpbron, zoals voedsel of brandstof. In samenwerking met de marine probeert Westenstan geen supersoldaat te creëren die nooit zal slapen. Ze probeert niet eens de prestaties van de soldaten te verbeteren - ze zijn al de elite. Iedereen moet slapen, althans soms. Maar oorlogstheater vereist dat soldaten zo lang mogelijk wakker en alert zijn.
Hoewel het Amerikaanse leger en de luchtmacht een lange geschiedenis hebben met het gebruik van stimulerende middelen - dit is waar modafinil en dextroamfetamine zijn uitgevonden, gebruikt voor 24-uursvluchten - accepteren de mariniers over het algemeen geen enkele farmacologische interventie. Net als Westensten zegt Chris Burka van Advanced Brain Monitoring, een van de onderzoekspartners van DARPA, op zijn hoede te zijn voor stimulerende middelen. "Vroeg of laat verschijnt er een stimulerend middel, lijkt goed te werken en trekt belangstelling, en dan hoort niemand er meer over, omdat het beperkingen en problemen heeft."
Enkele mislukte luchtmachtmissies hebben de aandacht gevestigd op het gevaar van door amfetamine veroorzaakte paranoia. Minder dan een decennium nadat de Amerikaanse luchtmacht in 1992 amfetaminen verbood, werden de "reispillen" stilletjes teruggegeven voor gebruik door gevechtspiloten op uitgebreide missies in Afghanistan. Op 17 april 2002 vloog majoor Harry Schmidt, een van de beste gevechtspiloten, een F-16 straaljager boven Kandahar. Canadese soldaten voerden een operatie uit, en dispatchers gaven Schmidt het bevel niet te schieten. De piloot besloot echter onder de pillen dat hij werd aangevallen, haalde de trekker over en doodde vier Canadese soldaten. Dit incident leidde tot een veldproef, maar de media berichtten vooral over geneesmiddelen.
Voor militair personeel heeft ABM het Somneo Sleep Trainer-masker ontwikkeld, dat één of twee uurvensters gebruikt voor strategisch slapen in een mobiele slaapomgeving. Door omgevingsgeluid en visuele afleiding af te sluiten, verwarmt het masker het gebied rond de ogen (vermoedelijk helpt het mensen in slaap te vallen). Het is ook uitgerust met blauw licht dat helderder wordt naarmate de slaaptijd nadert, het slaaphormoon melatonine onderdrukt en zorgt voor een rustig ontwaken.
Ideale slaap omvat verschillende cycli van 60 en 90 minuten, van de langzame fase tot de REM-fase, maar de siësta van 20 minuten is gewijd aan een vroege onderdompeling in de tweede slaapfase. In de tweede slaapfase herstellen vermoeide spieren zich sneller en wordt de alertheid weer normaal.
Voor de mariniers in Camp Pendleton bij San Diego is vier uur slaap of minder een van de barre omstandigheden van basis- en geavanceerde training. De persoonlijkheid van de vechter wordt nacht na nacht gevoed door slaapgebrek, maar druist in tegen andere trainingsdoelen. Vechters moeten veilig met wapens kunnen omgaan en veel informatie kunnen onthouden. Wetenschappers hebben aangetoond dat het cumulatieve effect van chronisch slaapgebrek een negatief effect heeft op het leren en het geheugen. Slaapgebrek vernietigt de betekenis van het aanleren van nieuwe vaardigheden, en het bevel geeft toe dat dit een probleem is. Het is niet gemakkelijk om een dozijn vermoeide soldaten midden in de nacht wakker te maken en ze te leren onderscheid te maken tussen vrienden en vijanden.
Het Somneo-masker is slechts een van de vele pogingen om de hoofden van de soldaten helder te houden. Een ander initiatief omvat voedingssupplementen. Omega-3-vetzuren, zoals visolie, ondersteunen de prestaties 48 uur zonder slaap - terwijl ze de focus en het leren verbeteren - en mariniers zullen in de toekomst meer van deze voedingssupplementen krijgen. De enige vraag is of het op korte termijn blokkeren van de negatieve effecten van slaapgebrek langdurig kan werken. Artsen waarschuwen dat jarenlange slaapgebrek ons dik, zwak en dom maakt. Een groeiende lijst van aandoeningen wijst ook op circadiane aandoeningen als oorzaak.
Zowel het Somneo-masker als de supplementen - met andere woorden, duisternis en dieet - bieden de mogelijkheid om 'slaaphygiëne' te ontwikkelen, of een reeks acties om een gezonde slaap te optimaliseren. Ze kunnen het effect van een verkorte nachtrust brengen tot het verwachte tempo van acht uur tevreden snurken. Maar voorstanders van menselijke verbetering zijn ontevreden over de norm. Sommige technopanks zijn bereid om tot het uiterste te gaan om de behoefte aan slaap volledig te elimineren.
Charles "Chip" Fisher, een ondernemer in New York City, zit met zijn armen over elkaar voor een verstopte boekenkast. Hij is klaar om zijn product op internet te presenteren. Op een gepolijste donkerhouten tafel voor hem ligt een apparaat dat bestaat uit een stroomvoorziening die elektriciteit levert aan twee sponsachtige gele bollen. Om de instructievideo op te nemen, doopt Fischer zijn sponzen in een glas water en zet ze op zijn hoofd net boven de bakkebaarden. Het apparaat wordt ingeschakeld en Fischer kijkt kalm in de camera terwijl impulsen zijn schedel, de prefrontale cortex, binnendringen. Zijn apparaat - goedgekeurd door de FDA in 1991 - verschilt opvallend van andere "wonder" -producten doordat het effectief slapeloosheid en andere problemen behandelt. Het staat ook in de voorhoede van de strijd tegen slaap.
Fisher is de directeur van Fisher Wallace Laboratories aan Madison Avenue in New York en is de thuisbasis van de consumentenelektronica-industrie sinds de komst van de vacuümbuis, toen het bedrijf van zijn vader Fisher Radio-ontvangers introduceerde. Zijn toespraak bevat alle details van de avondadvertenties voor huisvrouwen - recensies, geld-terug-garanties, clips - allemaal emotionele argumenten die zelfs rationalisten zullen overtuigen om te kopen. Fisher verwierf een patent voor een transcranieel stimulatie-apparaat van de broers Saul en Bernard Lisso, elektrotechnisch ingenieurs bij MIT. Hij gelooft dat het lichaam een verzameling materialen is, waarvan sommige beter geleidend zijn, en andere bestand tegen elektriciteit. “We moeten het bot en de schedel doorboren, wat betekent dat we een hoge frequentie nodig hebben - 15.000 Hz. Gecombineerd met 500 Hz en 15 Hz ,zegt Fischer. “Het kostte 12 jaar om deze waarden te vinden. Het lichaam wordt beïnvloed door frequenties van 0 tot 40 Hz”. Het vinden van een remedie tegen slapeloosheid is de grootste en snelst groeiende markt van Fischer. Als iemand aan slapeloosheid lijdt, zullen ze alle manieren proberen om te slapen.
Transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) is een veelbelovende technologie voor het behandelen van slaapproblemen en het verbeteren van cognitieve vaardigheden. Een wisselstroom, geïnjecteerd in de dorsolaterale prefrontale cortex, door het dunste deel van de schedel, heeft gunstige effecten zoals elektroconvulsietherapie (ECT), zijn voorganger. ECT, ook wel bekend als 'shocktherapie', heeft bekendheid verworven vanwege het misbruik van deze behandeling, maar blijft opmerkelijk effectief in het bestrijden van ernstige depressies. We begrijpen helemaal niet hoe het werkt, en zelfs moderne, mildere en meer gerichte ECT's worden alleen als laatste redmiddel gebruikt wanneer medicamenteuze behandeling niet langer werkt. In tegenstelling tot ECT gebruikt tDCS een zeer zwakke lading, niet genoeg om neuronen van energie te voorzien, maar voldoende om hun polarisatie enigszins om te keren.
Elektroden geplaatst op de schedel boven de haarlijn, ter hoogte van de slapen, creëren een licht tintelend effect zonder vreemde sensaties. "We gebruiken deze tintelende sensatie om ons glamourparadigma te creëren", zegt Andy McKinley van het US Air Force Laboratory. "De proefpersoon ervaart slechts een paar seconden stimulatie - niet genoeg om de cognitieve effecten te voelen, maar genoeg om ze op hun huid te voelen." Na een behandelsessie van een half uur is hij energiek, gefocust en alert. De training in visuele zoekvaardigheden verloopt twee keer zo snel en de daaropvolgende slaap - als deze niet onmiddellijk na de sessie optreedt - wordt beter geconsolideerd, het ontwaken vindt sneller plaats en de diepe slaap duurt langer. Om slapeloosheid te bestrijden, wordt deze behandelingsmethode dagelijks gedurende twee weken gebruikt. Het mechanisme kan kalmerende effecten zijn: patiënten die Xanax of Valium gebruiken, beschrijven hun post-tCDS-stemming als een variatie op deze medicijnen, maar zonder troebelheid.
De negatieve effecten van de therapie op de hersenen zijn nog niet ontdekt en de FDA heeft verschillende apparaten (waaronder de Fisher Wallace-stimulant) goedgekeurd voor ongecontroleerd thuisgebruik, maar de effecten op lange termijn zijn nog onbekend. Neuroloog Soroush Zagi en zijn team aan de Harvard School of Medicine proberen erachter te komen hoe klinische onderzoeken precies moeten worden uitgevoerd. Als ze er eenmaal achter zijn gekomen, is het gemakkelijker om naar potentiële gevaren te zoeken.
Met behulp van een iets andere techniek - transcraniële magnetische stimulatie (TMS), die neuronen prikkelt - waren neurowetenschappers aan de Duke University in staat om slow-wave oscillaties te induceren, de uitbarsting van elke seconde van hersenactiviteit die we voelen tijdens een diepe slaap. Gericht op het centrale gebied bovenaan het hoofd, bereiken de langzame pulsen het neurale gebied waar langzame slaap wordt gegenereerd en zich vervolgens door de hersenen voortplanten. Hoewel het Somneo-masker is ontworpen om maskerdragers sneller in slaap te laten vallen, kunnen TMS-apparaten ons met een druk op de knop direct in diepe slaap sturen. Volledige controle over onze slaapcycli kan de tijd doorgebracht in langzame golfslaap en snelle oogbewegingen maximaliseren, de fysieke en mentale effecten van slaap verbeteren,terwijl je de slaaptijd halveert. Je vier uur slaap is gelijk aan de acht van een ander. Je zou een week een boek kunnen lezen.
De enige vraag is of het vreemde van dit idee de acceptatie ervan zal belemmeren. Als de samenleving slaapvermindering afwijst, wordt dit geen biologisch probleem; het verzet is puur cultureel. De oorlog tegen slaap is onlosmakelijk verbonden met het debat over het verbeteren van mensen, omdat acht uur geconsolideerde slaap de ultieme cognitieve verbetering is. Slaperigheid en concentratieverlies creëren een enorme markt voor geneesmiddelen om dit te bestrijden. Het is moeilijk voor te stellen wat er zou gebeuren als het lichaam niet alleen herstelde tijdens de slaap. Een van de redenen waarom we soms moeten afsluiten, is omdat ons visualisatiesysteem hebzuchtig is als zintuig. De meeste informatie komt bij ons binnen in de vorm van foto's. Slaapglucosemetabolisme, zoals aangetoond door fMRI,heel anders dan het glucosemetabolisme tijdens goede uren, worden bepaalde regio's in een of andere toestand geactiveerd, maar niet in beide. Zodra we onze oogleden sluiten om te slapen, komt er een enorme hoeveelheid energie vrij. Net zoals vliegtuigen moeten landen om bij te tanken, moeten we slapen zodat onze hersenen klaar zijn voor de volgende dag. Een drastische vermindering van de slaap vereist het equivalent van on-the-fly tanken.
Zulke pogingen zullen natuurlijk op krachtige culturele weerstand stuiten en roepen "wat natuurlijk is, is niet lelijk". De perceptie van wat binnen het normale bereik valt, bepaalt hoeveel van iemands prestatiewinst medisch aanvaardbaar is en hoeveel ethisch advies er te wachten staat. Het maakt niet uit dat deze Bell-curven door de geschiedenis heen zijn veranderd. Het kan me niet schelen dat we slapeloosheid begonnen te bestrijden, precies sinds Iljitsj's gloeilamp elke grot in mei middag veranderde.
Onze moderne slaapgewoonten zijn allang niet meer natuurlijk en verschillen sterk van de slaapgewoonten van onze oude voorouders. In de jaren negentig voerde psychiater Thomas Wehr van het National Institute of Mental Health in Maryland een experiment uit naar de relatie tussen complexe slaapritmes en natuurlijke lichtpatronen. Terwijl ze in de schemering in slaap vielen en bij het ochtendgloren wakker werden, ervoeren de vrijwilligers midden in de nacht een soort antislaap - een periode van twee uur van meditatieve rust, waarin de prolactinespiegels omhoog gingen. En dit wordt bevestigd door historische verslagen uit de pre-industriële tijd: de eerste moderne Engelse huishoudens zagen "eerste droom" en "tweede droom", en de tijd tussen hen werd gebruikt om te bidden of te communiceren met familieleden.
Menselijke verbetering wordt momenteel gedreven door militaire imperatieven, althans in de VS, omdat het maatschappelijk middenveld conservatiever is in zijn benadering. Toegewijde entiteiten zoals het Office of Human Performance van de Amerikaanse luchtmacht proberen mensen beter te maken in wat ze van nature doen. Elk uur slaap duurt een uur weg van het werk, het vinden van partners of het opvoeden van kinderen; als slaap geen belangrijke aanpassingsfunctie heeft om de kosten van nietsdoen te betalen, kan het "de grootste fout in het evolutieproces zijn", zegt Allan Rechtschaffen, slaaponderzoeker aan de Universiteit van Chicago.
Als technologieën zoals tDCS veilig en algemeen beschikbaar worden, zullen ze een alternatief pad effenen naar een lang leven van de mens, waardoor onze bewuste levensduur met 50% wordt verlengd. Velen van ons waarderen de tijd die we in bed doorbrengen, maar we slapen het grootste deel van onze slaap onbewust - neem ze weg en je zou het niet eens merken. Welke pil kiest u, rood of blauw?
Ilya Khel
