← Gidsen over longevity & supplementen
Hoe de REM-slaap werd ontdekt — en hoe het een getal op je horloge werd
De nacht waarin de schrijfpennen op hol sloegen
In december 1951 sleepte een dertigjarige promovendus een afgeschreven hersengolfschrijver uit een kelder van de University of Chicago en sloot die aan op zijn zoon van acht.
Eugene Aserinsky had redenen om voorzichtig te zijn met geleende apparatuur. Hij woonde met zijn gezin in omgebouwde legerbarakken op de campus, zo krap bij kas dat hij uiteindelijk geld leende van zijn eigen promotor, en hij kwam de lange nachten door op pretzels en koffie. Het apparaat was een Offner Dynograph. De kamer was geleend van de afdeling fysiologie in Abbott Hall. De proefpersoon was Armond, en hij sliep.
Toen begonnen de pennen uit te slaan. Grote, brede inktbogen, het soort dat je krijgt van iemand die woest ligt te draaien — behalve dat de jongen volkomen stil lag.
Aserinsky's eerste hypothese was de voor de hand liggende: het apparaat is stuk. Dat is een verstandige reflex, en het is ook de reden dat de meeste anomalieën stil sterven. Hij ging in plaats daarvan naar zijn zoon kijken. Onder de gesloten oogleden bewogen de ogen — snel, schokkend, vreemd gecoördineerd, niets als het langzame wegdrijven van iemand die zich voor de nacht installeert.
Dat is de hele ontdekking, in de zin dat alles daarna werk was. Aserinsky publiceerde vijfenveertig jaar later zijn eigen relaas in het Journal of the History of the Neurosciences, en het is de moeite waard om te lezen hoe weinig glans hij zichzelf toestaat.
Vóór die nacht was slaap gewoon niets
Om te voelen waarom dit uitmaakte, moet je beseffen hoe saai slaap hoorde te zijn.
De heersende opvatting was passief. De hersenen zakten weg, de activiteit ebde af, en de nacht was de dalbodem tussen twee dagen. Slaap werd gedefinieerd door wat er ontbrak. Er was geen bijzondere reden om er structuur in te zoeken, net zoals je geen meubels zoekt in een lege kamer.
De ironie is dat de man die meer dan wie ook had gedaan om slaap een serieuze wetenschap te maken die opvatting grotendeels zelf deelde. Nathaniel Kleitman publiceerde in 1939 Sleep and Wakefulness en stichtte daarmee min of meer het vakgebied in het Engels. Voorzichtig was hij daarbij niet. In de zomer van 1938 trok hij met promovendus Bruce Richardson in Mammoth Cave in Kentucky, ongeveer 140 voet onder de oppervlakte, en woonde daar 32 dagen op een dag van 28 uur — zes lange dagen per kalenderweek, temperatuurmetingen elke twee uur wakker en elke vier uur in de slaap. Richardsons lichaam paste zich grotendeels aan het nieuwe schema aan. Dat van Kleitman weigerde, wat hij toeschreef aan zijn hogere leeftijd.
Dat is een man die bereid is een maand ondergronds te leven om uit te zoeken of het lichaam zijn eigen tijd bijhoudt — een vraag die we nu opbergen onder circadiaans ritme. En zelfs hij zag de nacht als één lange, gelijkmatige toestand.
De opdracht om de tijd te vullen
Aserinsky was hier niet naar op zoek. Hij kreeg het soort project dat een begeleider uitdeelt als hij vooral een student bezig wil houden: knipperen, en daarna de ooglidbewegingen van baby's. Baby's bekijken, dingen tellen, over een jaar terugkomen.
De baby's bleken weinig op te leveren, en hij dreef af naar volwassenen — en naar de apparatuur die niemand gebruikte. De gewoonte van dit vakgebied om via de achterdeur binnen te komen is een van zijn constantste eigenschappen: de ontdekking die telde kwam uit een project dat bedoeld was om veilig te zijn.
Twee pagina's in Science
In het voorjaar van 1952 had hij hetzelfde patroon bij andere mensen. Dat najaar deed hij meer dan vijftig nachtmetingen met betere apparatuur. Op 4 september 1953 publiceerden hij en Kleitman twee pagina's in Science.
Het artikel is kort en bijna agressief nuchter. Twintig gezonde volwassenen. Terugkerende periodes van snelle, schokkende oogbewegingen, ongeveer elke negentig minuten, samen met laag-amplitudige onregelmatige hersenactiviteit en een stijging van ademhaling en hartslag — de eerste episode kort, de laatste lang.
Toen kwam de zet die van een observatie een ontdekking maakte. Ze maakten mensen wakker.
Van zevenentwintig keer wekken tijdens de oogbewegingsperiodes leverden twintig gedetailleerde, visuele droomverhalen op. Van drieëntwintig keer wekken daarbuiten leverden negentien helemaal niets op.
Die asymmetrie is het artikel. En het is ook, als je een les over meten wilt in plaats van over slaap, de hele truc: ze legden niet alleen een signaal vast, ze vroegen het signaal waar het bewijs voor was.
Iemand had het eerder gezien. Dat is niet hetzelfde als het vinden.
Nu het deel dat de mythe corrigeert, meestal het beste deel van elke geschiedenis.
De oogbewegingen werden niet als eerste in Chicago opgemerkt. In 1926 beschreven twee Russische onderzoekers, Denisova en Figurin, cyclische uitbarstingen bij slapende baby's: onrustige ademhaling, meer lichaamsbeweging, een snellere hartslag en ogen die bewogen onder halfgesloten oogleden, ongeveer elke vijftig minuten. Ze keken precies naar het juiste ding, zevenentwintig jaar te vroeg.
Wat ze niet hadden, was het elektro-encefalogram — Hans Bergers menselijke EEG kwam in 1929 — en volwassen proefpersonen, en, beslissend, enig verband met dromen. Een overzichtsartikel uit 2024 in SLEEP loopt de eerkwestie door en komt op iets nuttigs uit: een gedeeltelijke observatie is geen ontdekking. Zien is goedkoop. Het afmaken is duur.
Dat is het onthouden waard, de volgende keer dat een wellnessproduct aankondigt dat het een signaal in je data heeft «ontdekt». Signalen zijn er overal. Weten waar er één bewijs voor is, dat is het schaarse en dure deel.
De man die het vond, verliet het vakgebied
Aserinsky rondde zijn promotie af in 1953 en vertrok. Hij ging naar de University of Washington om de elektrische effecten van zalm te onderzoeken, nam een aanstelling aan het Jefferson Medical College in Philadelphia, en keerde pas in 1963 terug naar slaaponderzoek. In 1976 werd hij gepasseerd voor een afdelingsleiding, verhuisde naar Marshall University in West Virginia en ging in 1987 met pensioen. Kleitman zou zijn brieven aan hem nog een decennium na hun gezamenlijke werk hebben geopend met «Dear Aserinsky».
Intussen gaf William Dement, een medisch student die in 1952 in het lab kwam, het fenomeen de naam die bleef — rapid eye movement, REM — en droeg het werk door de decennia die het beroemd maakten. Krediet in de wetenschap wordt niet verdeeld naar wie er eerst was. Het wordt verdeeld naar wie blijft.
Aserinsky stierf in juli 1998, op 77-jarige leeftijd, bij een auto-ongeluk in Carlsbad, Californië. De autopsie was niet doorslaggevend en het werd mogelijk geacht dat hij achter het stuur in slaap was gevallen. De bronnen beslissen het niet, en ik ga de bronnen niet verbeteren.
De commissie die een rivier in een trap veranderde
Hier stopt het verhaal met over mensen te gaan en begint het over het scherm te gaan waar je vanmorgen naar keek.
Aan het eind van de jaren zestig registreerde iedereen slaap en niemand deed het op dezelfde manier. In 1968 publiceerde een commissie onder leiding van Allan Rechtschaffen en Anthony Kales een handboek via het US Government Printing Office: gestandaardiseerde terminologie, gestandaardiseerde techniek en een scoresysteem dat het hele vakgebied kon delen. Het werkte. Zo'n veertig jaar was het de standaard.
Twee van die beslissingen bepalen nu hoe je je eigen nacht ziet.
Eerst de epoche. De nacht werd in schijfjes van dertig seconden gesneden, en elk schijfje kreeg precies één label. Daarna de ladder: stadia 1, 2, 3, 4 en REM.
Beide keuzes waren redelijk en beide zijn administratief. Fysiologie verandert niet van toestand op de halve minuut, en een nacht bestaat niet echt uit vijf losse condities met schone muren ertussen. Een epoche van dertig seconden is een afrondingsregel, bedacht zodat twee laboratoria hun aantekeningen konden vergelijken. Het is de reden dat je nacht als een trap verschijnt en niet als een rivier.
De American Academy of Sleep Medicine herzag de regels in 2007. De epoche van dertig seconden overleefde. Stadia 3 en 4 werden samengevoegd tot één N3, omdat de grens ertussen nooit had opgewogen tegen de kosten van het scoren. Zelfs de normstellers gaven uiteindelijk toe dat een van de treden fictie was. Wil je de moderne ladder in gewone taal, dan schreven we die uit in slaapfasen uitgelegd.
ÉÉN NACHT, DRIE NOTATIES
Wat elke stap van standaardisering opgaf
Zelfs de experts zijn oneens over een vijfde van de nacht
Het reglement schafte het oordeel niet af, het schreef het alleen op. We weten ongeveer hoeveel oordeel er over is, want de American Academy of Sleep Medicine heeft het gemeten.
Rosenberg en Van Hout publiceerden de resultaten in 2013: meer dan 2,500 scoorders, negen klinische registraties, 18,000 epochen, ruim drie miljoen afzonderlijke scorebeslissingen.
De gemiddelde overeenstemming kwam uit op 82.6%. Ze was het hoogst voor REM. Ze was 67.4% voor N3 en 63.0% voor N1 — precies de twee stadia waarover mensen het liefst iets horen. De scoorders liepen vast waar je het zou voorspellen: de laatste epoche wakker vóór het inslapen, de eerste epoche N2 na N1, de eerste epoche REM na N2. De randen.
De referentiestandaard dus — geschoolde mensen, een volledige elektrodenopstelling, één gedeeld reglement — spreekt zichzelf tegen bij ongeveer één op de zes epochen. Dat is geen schandaal. Dat gebeurt als je harde lijnen trekt door een doorlopend proces. Maar het is het getal om in gedachten te houden voordat iemand je vertelt dat zijn algoritme nauwkeurig is.
DE REFERENTIESTANDAARD, GEMETEN
Overeenstemming tussen scoorders, AASM-programma (Rosenberg & Van Hout, 2013)
Waar de onenigheid zit
De studie meldt dat de overeenstemming het hoogst was voor stadium R, met N2 en waak er kort achter, en dat de moeilijkste beslissingen de overgangen waren: de laatste epoche waak vóór het inslapen, de eerste epoche N2 na N1 en de eerste epoche R na N2. N2 van N3 scheiden werd als bijzonder moeilijk aangemerkt. Anders gezegd: de onenigheid zit bij de grenzen — precies de plekken waaruit een fasepercentage wordt opgebouwd.
Hoe het getal op je horloge belandde
Je apparaat om je pols doet niets van het bovenstaande. Er zitten geen elektroden op je hoofdhuid, geen afleidingen bij je ooghoeken, geen sensor onder je kin. Er is beweging, een puls en een model dat is getraind om te gokken wat een laboratorium zou hebben opgeschreven.
Die gok is als techniek werkelijk indrukwekkend, en hij is bij sommige vragen veel beter dan bij andere. Een multicentrische validatie uit 2023 in JMIR mHealth and uHealth zette elf consumentenslaaptrackers naast polysomnografie in het lab — 75 deelnemers, 349,114 gescoorde epochen. Voor indeling in vier klassen (waak, licht, diep, REM) liep de macro-F1-score tussen apparaten van 0.26 onderaan tot 0.69 bovenaan. De sterkste REM-score lag rond 0.76; de sterkste diepe-slaapscore rond 0.59.
Lees die spreiding nog eens, want het verschil tussen apparaten is de bevinding. Als het label dat een bepaalde halve minuut krijgt zo sterk afhangt van welk bedrijf het algoritme schreef, dan is «ik had 48 minuten diepe slaap» deels een uitspraak over een product. De algemene versie van dit probleem behandelden we in wat je wearable wel en niet kan meten, en de specifieke versie in slaap voorbij één getal.
Waar dit verhaal eigenlijk bewijs voor is
Niets hiervan maakt de slaaparchitectuur nep. Het is een van de solidere dingen in de fysiologie. REM en diepe slaap zijn onderscheidbare toestanden met andere hersenactiviteit, andere spierspanning, ander hormonaal weer — de reden dat we een heel stuk konden schrijven over diepe slaap en groeihormoon.
Wat de geschiedenis niet toestaat, is een nachtelijk percentage lezen als een persoonlijk rapportcijfer. Drie redenen om die balkjes losjes vast te houden.
De verhoudingen schuiven vanzelf mee met de leeftijd. Ohayon en collega's bundelden in 2004 65 studies en 3,577 gezonde mensen van 5 tot 102 jaar. Diepe slaap neemt gestaag af tijdens het volwassen leven, de lichtere stadia nemen meer van de nacht in beslag, en het REM-aandeel zakt geleidelijker. Minder diepe slaap dan vijf jaar geleden kan simpelweg een verjaardag zijn en geen oordeel over je gewoonten.
De meting draagt bij elke stap een marge. Een commissie koos de halve minuut. Ervaren scoorders zijn oneens bij de grenzen. Je apparaat leidt die grenzen af uit beweging en puls. Drie benaderingen op elkaar gestapeld, en alleen de laatste wordt weergegeven als een net percentage met één decimaal.
Het uitkomstonderzoek leunt op andere dingen. Als grote studies slaap in verband brengen met hoe mensen ouder worden, zijn het meestal duur en regelmaat die het meeste gewicht dragen, niet de faseverhoudingen — waar we naar keken in slaapregelmaat versus slaapduur. Dat zijn ook precies de twee dingen die een apparaat om je pols relatief goed meet. Het getal dat je kunt vertrouwen en het getal dat uitmaakt zijn handig genoeg hetzelfde getal.
De kern
Een trap op je telefoon is de afstammeling van een toeval: een blutte promovendus, een ongewild apparaat, een slapende achtjarige en vijftien jaar later een commissie die twee laboratoria vergelijkbaar moest maken. Het is een goede abstractie met een echte geschiedenis en een bekende marge, en ze is nooit bedoeld als nachtelijk cijfer.
Dus dit is het ene om deze week te proberen. Dek de fasebalkjes af met je duim en kijk alleen naar twee getallen: hoe laat je naar bed ging en hoe lang je sliep. Beoordeel de week op hoe dicht die twee bij elkaar blijven, niet op het REM-aandeel van gisternacht. Kijk dan één keer naar de fasegrafiek, op zondag, als trend — dat is ongeveer de resolutie die de onderliggende meting werkelijk toestaat. En als een getal duidelijk in strijd is met hoe je je voelt, dan staat het getal op de proef. Gebruik getallen om fantasie te corrigeren, niet om ervaring te vervangen.
Aserinsky ging naar zijn zoon kijken in plaats van het instrument te vertrouwen. Vijfenzeventig jaar later is dat nog steeds de juiste zet.
