Sleeptracking: hoe en waarom meten we onze slaap?

Fitbit lanceerde afgelopen week de Alta HR, een stappenteller met ingebouwde hartslagmeter. Deze tracker kan, net als de andere Fitbit trackers met ingebouwde hartslagmeter, nauwkeuriger dan voorheen slaap meten. Fitbit deed twee jaar onderzoek en analyseerde naar eigen zeggen drie miljoen nachten aan slaap van gebruikers. Waarom zou je met een activity tracker eigenlijk je slaap meten, en hoe gebeurt dat precies? En kun je met behulp van die informatie ook je nachtrust verbeteren?

Slapen. Sinds ik moeder ben geworden betekent slapen iets anders voor me dan in de tijd vóór baby Olivia. Vroege ochtenden, onderbroken nachten. Maar het is - zoals ik me heb laten vertellen - een levensperiode en het wordt vanzelf beter. Bij serieuze slaapproblemen is dit vaak niet het geval en zijn de effecten op iemands gezondheid en welzijn een stuk groter.

Rusteloos brein

Slapeloosheid betekent in feite rusteloosheid van het brein. Oftewel: slecht slapen komt voort uit onvoldoende rust in het brein. Slecht slapen heeft veel nadelige gevolgen voor je gezondheid. Al tientallen jaren wordt er wetenschappelijk onderzoek gedaan naar slaap, en er zijn dan ook veel en erg uiteenlopende theorieën over de functies, het nut en de noodzaak van slaap. Professor Anton Coenen van de Radboud Universiteit Nijmegen omschrijft in zijn boek ‘Het slapende brein’ enkele van deze theorieën. Bijvoorbeeld de hersteltheorie. Tijdens het slapen neemt de hoeveelheid somatropine in ons lichaam toe. Dit hormoon zorgt bij kinderen voor groei en bij volwassenen voor weefselherstel. Tijdens het slapen krijgt de cellen in het lichaam de kans om zich te herstellen.

Slaap is daarnaast goed voor geheugenvorming. Er komt gedurende de nacht geen nieuwe informatie binnen, met als gevolg dat oude informatie beter opgeslagen wordt omdat het brein in rust is. Slaap versterkt ook het immuunsysteem. Hoewel het nog steeds onduidelijk is hoe dit proces precies werkt, zouden er tijdens het slapen zogeheten cytokines vrijkomen die helpen bij het reguleren van het immuunsysteem. Door voldoende slaap zou de gevoeligheid voor ziekten afnemen.

Waarom worden we zwaarder van te weinig slaap?

De reinigingstheorie

Een andere, nieuwere theorie is de ‘reinigingstheorie’. Het lichaam ontdoet zich gedurende de dag en nacht van giftige stoffen, bijvoorbeeld via de urine. Onder het slapen krimpen de hersencellen. Dat betekent dat de ruimte tussen de cellen wat groter wordt. Het ‘reinigen’ van de hersenen verloopt dus beter tijdens het slapen, als de afvalstroom een grotere bewegingsruimte heeft. Slapen zorgt er tenslotte voor dat de twee hormonen die te maken hebben met voedselopname in balans blijven. Ghreline zorgt ervoor dat we honger krijgen en gaan eten, leptine zorgt voor een gevoel van verzadiging. Bij een slaaptekort raakt de balans tussen deze twee hormonen kwijt: dan laat de leptine het afweten en ga je meer eten. Vooral bij kinderen is dit verband duidelijk aan te tonen. Bij kinderen met overgewicht spelen slaapproblemen vaak een rol, verklaart professor Coenen in zijn boek.

Wat doet welk slaapstadium?

Slaap bestaat uit verschillende stadia die elkaar gedurende de nacht afwisselen. Je hebt diepe slaap, lichte slaap en REM-slaap (ook wel droomslaap genoemd). REM staat voor rapid eye movement, de snelle oogbewegingen die zo karakteristiek zijn voor dit type slaap. De slaapstadia hebben ieder verschillende functies. Ook daar lopen de onderzoeken overigens over uiteen, maar de grote lijn van de stadia is als volgt. De diepe slaap heeft een herstellend vermogen, de lichte slaap heeft effect op het immuunsysteem en de ghreline en leptine hormonen. De REM-slaap is mysterieus: van dit stadium is de functie wetenschappelijk gezien nog niet bekend.

Wat we inmiddels wel zeker weten: een tekort aan slaap leidt tot gezondheidsklachten, zowel mentaal als fysiek, en heeft acute en mogelijk ook chronische effecten. Slaapgebrek maakt mensen prikkelbaar, kortaf en vermindert onze aandacht, accuraatheid en geheugen. Het verstoort het immuunsysteem en kan tot groeistoornissen en minder sterke spieren leiden. Het vergroot de kans op obesitas en daarmee mogelijk diabetes. Tenslotte zorgt slecht slapen voor een snelle huidveroudering.

Voldoende beweging overdag zorgt voor een betere nachtrust

Slaaphygiëne

De perfecte nachtrust ziet er volgens wetenschappers als volgt uit: een duur van circa acht uur, een korte inslaaptijd, 20% diepe slaap, 20% REM-slaap en minder dan 5% wakker gedurende de nacht. Het is ook mogelijk om korter te slapen en evengoed die percentages van diepe- en REM-slaap te halen. Dat kan door je slaapgedrag te optimaliseren. Dat optimaliseren van je slaap doe je door een goede slaaphygiëne en genoeg activiteit overdag te hebben.

Slaaphygiëne? Dat is ons gedrag vóór het slapengaan. Daaronder verstaan we een vaste bedtijd, het vermijden van cafeïne, nicotine, vet en zoetigheid, geen smartphone of tv een half uur voor bedtijd en een koele, donkere kamer met een goed bed. Daarnaast is lichamelijke inspanning gedurende de dag, dus fysieke vermoeidheid, van belang. Coenen: “Een combinatie van die twee factoren, voldoende activiteit en goede slaaphygiëne die beide de rust in het hoofd bevorderen, kan de slaap doen verdiepen. Als je lichaam veel energie heeft verbruikt tijdens het sporten, dan moet dit worden aangevuld. Spierweefsel moet opnieuw worden opgebouwd en cellen moet worden aangevuld. Het lichaam moet zich herstellen en daar is diepe slaap voor nodig.”

Test in het lab

Mensen die met slaapproblematiek kampen, of vermoeden dat hun slaap-waakritme mogelijk verstoord is, kunnen hierop worden onderzocht. Polysomnografie (PSG) is de standaardmethode om slaapproblematiek te diagnosticeren. Zo'n uitgebreid slaapregistratie-onderzoek, ook wel de gouden standaard genoemd, bestaat uit verschillende metingen. Niet alleen wordt er gekeken naar hersenactiviteit, maar ook naar lichamelijke functies. Een patiënt wordt uitgerust met elektroden op het hoofd, rondom de ogen, onder de kin en op de benen. Deze elektroden meten onder andere oogbewegingen, ademhaling, hartritme, lichaamshouding, (eventuele) snurkgeluiden en hersenactiviteit. Het is mogelijk om thuis, in de vertrouwde omgeving, een polysomnografie uit te laten voeren. Het aan- en afkoppelen van de meetapparatuur gebeurt wel in het ziekenhuis. In de praktijk wordt een PSG meestal wel in een ziekenhuis of slaapcentrum gedaan, omdat er ook een video-opname wordt gemaakt.

Een polysomnografie in het ziekenhuis (foto via Oosterhout Amphia Ziekenhuis Pasteurlaan Slaapcentrum)

Proces in de hersenen

Hoewel zo’n polysomnografie in de meeste gevallen noodzakelijk is om slaapproblematiek de diagnosticeren, is het ook duur, tijdintensief en tamelijk belastend. Een eenvoudigere en minder kostbare methode om slaap te meten is actigrafie. Hierbij wordt een zogeheten actigraaf gebruikt, een tracker om de pols met ingebouwde bewegingssensor en geheugen. Actigrafie is gebaseerd op het principe dat slaap gepaard gaat met geen activiteit en wakker zijn wel beweging en dus activiteit. Een algoritme bepaalt dat de drager van de actigraaf boven een bepaalde activiteitsgrens wakker is en iemand beneden die grenst slaapt. Uit die metingen kunnen globale gegevens, zoals het moment van inslapen, de slaapduur, moment van wakker worden, ’s nachts wakker worden en bewegingen in de slaap gemeten worden, maar dit onderzoek is minder geschikt voor het diagnosticeren van slaapproblematiek.

“Slaap is een proces in de hersenen”, verklaart Coenen. “Hersengolven maken een onderscheid tussen wakker zijn, lichte slaap, diepe slaap of REM-slaap. Die golven zijn dus een directe maat voor slaap en alleen met elektroden op de hersenen kan dit direct gemeten worden. Alle andere metingen zijn in feite afgeleiden van die hersenactiviteiten. Ze geven dus een globaler beeld van iemands slaap.”

Een globaal beeld van je slaap, dat is wat zo’n actigrafie of een tracker als die van Fitbit kunnen geven. Fitbit is uiteraard niet de enige aanbieder van slaaptrackers met een hartslagmeter, Garmin, Polar en TomTom bieden deze functie ook in hun trackers.

Slaaptracker wordt accurater door hartslagmeting

Het grootste nadeel van actiegrafie is dat deze vorm van onderzoek de REM-slaap - een van de drie slaapstadia - niet detecteert. Bij dit type slaap is er weinig lichamelijke activiteit, maar juist wel veel hersenactiviteit. En dat pikt zo’n tracker om je pols normaal gesproken niet op. Daar is sinds de komst van slaaptrackers met een ingebouwde hartslagmeter echter verandering in gekomen. Wat de REM-slaap namelijk ook kenmerkt is een hoge variabiliteit in de hartslag - de intervallen tussen twee hartslagen zijn niet gelijk. Op grond van die hartslagvariabiliteit kun je dus in enige mate iets zeggen over de REM-slaap. Omdat iemands gewone hartslag tijdens het slapen lager is dan tijdens de periode dat hij of zij wakker, maakt het toevoegen van een hartslagmeting een slaaptracker dus accurater.

Een andere, lastig uit te voeren meting zonder polysomnografie zijn de korte, vaak onderbewuste momenten dat iemand ’s nachts wakker wordt - vaak tussen de verschillende slaapstadia in. Met een simpele actigraaf zijn deze wakkere momenten nauwelijks te meten, maar met een tracker die hartslagvariabiliteit kan detecteren wel. Tijdens het korte ontwaken gaat de hartslag namelijk omhoog. Coenen maakt hierbij wel de kanttekening dat het meten van die korte, wakkere momenten in principe ook minder relevant is. “Je weet het ’s ochtends zelf niet eens meer. Lig je langer wakker, dan wordt het interessant, maar dat pikt zo’n tracker er dan weer wel uit.”

De verschillende slaapstadia (en hoeveel % van de nacht ik daarin doorbreng) volgens de Fitbit Alta HR

Slaap optimaliseren

Volgens Coenen zijn er regelmatig studies gedaan om consumenten trackers te vergelijken met een polysomnografie. “Er zijn grote overeenkomsten, maar uiteraard ook verschillen. Je moet het zo zien dat hersengolven de absolute maat voor slaaptracking zijn en dat zaken als beweging, hartslag, oogbewegingen en ademhaling hier weer afgeleiden van zijn. Het zijn indirecte metingen op grond waarvan je met een slim algoritme slaap in beeld kunt brengen. Het is goed om een eerste indruk te krijgen. Sterker nog, voor dagelijks gebruik, en dat is waar zo’n Fitbit voor wordt aangeschaft, is de slaap tracking functie goed genoeg.”

Maar hebben mensen zonder slaapproblemen er wel iets aan om hun slaap te meten? In principe wel, zegt Coenen. Volgens de professor is het een goede ontwikkeling dat mensen wat bewuster met hun slaap omgaan. “Door zo’n tracker kun je kijken wat het effect van ’s avonds koffie drinken, sporten of alcohol is op je nachtrust. Door voldoende te sporten en de slaaphygiëne te optimaliseren kun je zo proberen om je slaap (nog) beter te krijgen. Je moet er wel voor oppassen dat je je geen onnodige zorgen over je slaap gaat maken, want dat werkt averechts.”

Eerder verschenen op SmartHealth: Sleeptrackers zijn hot, maar wat meet je eigenlijk?