Giulio Tononi, wetenschapper aan de University of Wisconsin-Madison, en zijn team zijn tot deze ontdekking gekomen door met micro-elektroden te luistervinken naar de zenuwcellen in de hersenen van vermoeide ratten.

Normaal gesproken vertonen neuronen in slaap een stereotypisch golfpatroon, “slow wave activity”, waarbij de cellen beurtelings “aan en uit schakelen” en dat patroon zo langzamerhand verschuift. Als je wakker bent is de zenuwactiviteit hoger en komt dit patroon veel minder vaak voor.

Maar wanneer ze ratten meer dan vier uur vermoeien door ze van nieuw speelgoed te voorzien, kwam het team erachter dat toen de ratten steeds moeier werden, deze slaappatronen steeds meer voorkwamen in de hersenen van de ratten.

Waar eerder bijvoorbeeld 20 zenuwcellen aan het werk waren, waren dat er maar 18 als de ratten moe waren. Dit werd steeds duidelijker naarmate de dieren wakker bleven.

Ook boeiend was dat de wetenschappers merkten dat hoewel verschillende delen van het brein hetzelfde slaappatroon vertoonden, de verschillende gebieden van de hersenen elkaar afwisselden.

Dit intrigerende resultaat kan meer licht werpen op- verschijnsels als slaapwandelen en andere slaapafwijkingen die door patiënten wordt omschreven als een staat tussen slapen en waken.

Dit soort lokale ‘hersen-slaap’ is er wellicht de oorzaak van dat sommige dieren – zoals vogels die lange afstanden moeten vliegen of vissen die moeten blijven zwemmen – delen van hun hersenen kunnen laten rusten terwijl andere essentiële hersengebieden actief blijven.

De onderzoekers hebben wellicht ook een ander raadsel opgelost: waarom we meer fouten maken als we moe zijn. Ze lieten de ratten snoepjes vangen met hun pootjes als beloning. Naarmate meer neuronen uitschakelden, lieten ze de snoepjes vaker vallen. De onderzoekers concludeerden hieruit dat je een minimaal aantal hersencellen nodig hebt om bepaalde opdrachten uit te voeren.