De diepe slaap van astronauten en de effecten ervan op het menselijk lichaam en veroudering

Als je aan ruimtevaart denkt, is de kans groot dat SpaceX het eerste is dat in je opkomt. Concreet denk je waarschijnlijk aan hun doel om de kosten van ruimtetransport te verlagen tot Mars koloniseren.

Afbeelding tegoed: Kellepics via Pixabay, gratis licentie

Voor de meeste mensen klinkt de missie om Mars te koloniseren in de oren als een sciencefictiondroom rechtstreeks uit Star Trek en Mass Effect. Recente inspanningen van SpaceX om de krachtigste en meest herbruikbare raket te bouwen, kunnen die droom echter binnenkort werkelijkheid maken.

Als hun Starship-lancering in december 2022 succesvol is, ziet hun voortgang er veelbelovend uit. Als alles volgens de plannen van SpaceX verloopt, zou de mensheid deze eeuw nieuw leven op de Rode Planeet moeten bouwen.

Het roept echter ook de vraag op: hoe zou het de gemiddelde persoon vergaan tijdens een ruimtevlucht? Hoe beïnvloedt ruimtevluchten met name het menselijk lichaam tijdens de slaap? Dit artikel behandelt de basisprincipes van slaapfasen en hoe deze veranderen voor astronauten tijdens hun missies.

Stadia van slaap uitgelegd

Voordat we ingaan op hoe astronauten slapen tijdens hun missies, moeten we eerst begrijpen hoe mensen op aarde slapen. Slaap is net zo cruciaal voor de gezondheid van een persoon als lichaamsbeweging en voedsel. Vermoeidheid kan het beoordelingsvermogen en de fysieke functies van een persoon ernstig aantasten.

Studies van de Centers for Disease Control and Prevention geven aan dat de een gemiddelde volwassene heeft ongeveer zeven uur of meer slaap nodig per dag. Terwijl het menselijk lichaam slaapt, doorloopt het vier stadia, elk met een specifiek doel. Deze vier fasen zijn fase 1 (N1), fase 2 (N2), fase 3 (N3) en fase 4 of REM-slaap.

Fase 1 of N1

Ook bekend als de « slaperigheid » fase, fase 1 duurt meestal ongeveer een tot vijf minuten. Hoewel de hersen- en lichaamsactiviteit met enkele samentrekkingen vertraagt, is het lichaam nog niet volledig ontspannen.

Milde veranderingen in hersenactiviteit treden op in stadium 1, dat wordt geassocieerd met in slaap vallen. Tijdens deze stap is het gemakkelijk om iemand wakker te maken. Als de persoon echter niet gestoord wordt, gaan ze snel door naar fase 2.

Fase 2 of N2

Tijdens fase 2 ervaart het lichaam een ​​temperatuurdaling, ontspannen spieren en een vertraging van de hartslag en ademhaling. In wezen is deze fase wanneer het lichaam zich in een meer gematigde toestand bevindt.

Daarnaast stopt de oogbeweging en laten hersengolven een nieuw patroon zien. Naarmate de hersenactiviteit vertraagt, worden er nog steeds kleine uitbarstingen van activiteit genoemd slaap spindels. Deze uitbarstingen van activiteit helpen een persoon om niet wakker te worden door de verstoringen van externe prikkels tijdens fase 2.

De duur van fase 2 varieert van tien tot vijfentwintig minuten na het ingaan van de eerste slaapcyclus. Elke fase 2 kan ‘s nachts gaan liggen. In totaal brengt de gemiddelde persoon ongeveer de helft van zijn tijd slapend door in fase 2.

Fase 3 of N3

Fase 3, ook wel diepe slaap genoemd, is de slaapfase waaruit mensen veel moeilijker wakker worden. Tijdens fase 3 nemen de hartslag, ademhalingsfrequentie en spiertonus van een persoon af naarmate het lichaam verder ontspant.

Hersenactiviteit tijdens deze fase heeft een specifiek patroon dat deltagolven wordt genoemd. Dit is de reden waarom sommigen stadium 3 slow wave sleep (SWS) of deltaslaap noemen.

De meeste experts zijn er stellig van overtuigd dat fase 3 het meest cruciaal is voor een goede nachtrust. Dit komt omdat deltaslaap het lichaam in staat stelt te groeien en te herstellen. Fase 3 kan ook kritieke lichaamsprocessen en iemands immuunsysteem stimuleren.

Ondanks verminderde hersenactiviteit suggereren studies dat er een verband tussen diepe slaap en creativiteitgeheugen en inzichtelijk denken.

Fase 4 of REM-slaap

REM in slaap is een afkorting voor snelle oogbewegingen. Tijdens fase 4 of REM-slaap neemt de hersenactiviteit toe tot ongeveer hetzelfde niveau als wanneer de persoon wakker is. Bovendien ervaart het lichaam tijdelijke spierverlamming, behalve de spieren die de ademhaling en de ogen beheersen.

Hoewel de ogen gesloten zijn, kun je ze snel zien bewegen door de oogleden. Dit is hoe REM-slaap zijn naam krijgt.

Velen geloven dat REM-slaap essentieel is voor cognitieve functies zoals creativiteit, leren en geheugen. REM-slaap is waar de meest levendige dromen voorkomen, wat de grote piek in hersenactiviteit verklaart.

Dromen zijn niet exclusief voor REM-slaap, omdat ze ook in andere slaapfasen kunnen voorkomen. Ze zijn echter niet zo intens of gebruikelijk in de andere stadia. Over het algemeen ervaren mensen de REM-slaap pas als ze minstens negentig minuten hebben geslapen.

Hoe astronauten slapen en ouder worden in de ruimte

Biologisch gezien is veroudering het resultaat van de opeenstapeling van verschillende soorten cellulaire en moleculaire schade in de loop van de tijd. Studies suggereren dat voldoende en goede nachtrust kan het verouderingsproces helpen vertragen en tegelijkertijd de gezondheid van een persoon verbeteren.

Dat bleek uit een studie van Kuniaki Otsuka slaapkwaliteit van astronauten verbeterd op het International Space Station (ISS). De test uitgevoerd door Otsuka en zijn team op een tienpuntsschaal leverde hogere scores op voor ongestoorde slaap. Na zorgvuldige overweging nam hun slaappatroon op het ISS met twee punten toe in vergelijking met hun resultaten op aarde.

Slaap lekker en verouder langzaam in de ruimte

Hoewel ruimtevaart enkele nadelen heeft, zoals ruimtestraling en gevoelens van isolement, zijn de voordelen ook aanzienlijk. Aan de ene kant biedt het de mogelijkheid om een ​​van de eerste kolonisten van Mars te zijn. Aan de andere kant kan de geschatte zeven maanden durende reis naar Mars je er jonger en gezonder uit laten zien dan ooit.