Ons langetermijngeheugen wordt gevormd tijdens het slapen. Kortetermijnherinneringen in de hippocampus, een gebied middenin de hersenen, verplaatsen zich dan naar gebieden aan de buitenkant van het brein. Wetenschappers van onder andere de Radboud Universiteit laten nu zien dat speciale driestaps-hersengolven een belangrijke rol spelen in dat proces.
Mathilde Bonnefond en Til Ole Bergmann zijn gespecialiseerd in onderzoek naar oscillaties: golven van hersenactiviteit. "Het was al bekend dat zogenaamde non-rapid eye movement (NREM) slaapfase verantwoordelijk is voor het proces dat herinneringen omzet van de korte naar de lange termijn", aldus Bonnefond. "NREM staat bekend om zijn zeer langzame golven, zogenaamde slow oscillations of SO’s. We wisten al dat er binnenin deze SO's nog twee andere typen golven verstopt zitten. Maar nu ontdekten we dat die drie typen golven in de hippocampus qua ritme aan elkaar gekoppeld zijn".
Langzame golven, spindles en ripples
Er vindt ongeveer één SO-golf per seconde plaats. Binnen die SO's vonden de onderzoekers groepjes golven van gemiddelde snelheid, de zogenaamde spindles. En binnenin die spindles was er weer een specifiek gedeelte waarin supersnelle golven plaatsvonden, de ripples.
"Er zitten dus ripples verstopt in de spindles, die op hun beurt weer in de SO's zitten", aldus Bonnefond. "In eerdere studies koppelden we de typen golven alleen één op één. Nu zien we dat ze met zijn drieën in verband staan en een gezamenlijke functie hebben. We denken dat er alleen in zeer specifieke time slots informatieoverdracht plaatsvindt van de korte naar de lange termijn in de neocortex."
Epilepsie
De wetenschappers onderzochten het verschijnsel in twaalf patiënten met epilepsie, bij wie artsen in het brein op zoek gingen naar de hersengebieden verantwoordelijk voor deze aandoening. Het beschreven project vond tegelijkertijd plaats: de onderzoekers brachten op de gezonde hersengebieden speciale elektroden aan, waarmee ze de golven konden meten. "Dit was een uitgelezen kans om de hippocampus te onderzoeken. Met normale EEG-technieken, waarmee je buiten de schedel meet, kom je maar moeilijk zo diep in het brein", aldus Bonnefond.
De patiënten hoefden geen specifieke informatie te onthouden. Bonnefond: "Je zet iedere nacht herinneringen om van de korte naar de lange termijn, dus we onderzochten dat proces in het algemeen. De volgende stap is om te kijken of we deze driestapsgolf kunnen linken aan specifieke herinneringen."
De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Nature Neuroscience.
- Radboud Universiteit Nijmegen
