Slaap en leren

Leren gebeurt niet alleen in een klaslokaal of tijdens het lezen van een boek. Een kind dat leert fietsen, een student die een nieuwe taal oefent, een kok die een nieuwe techniek onder de knie krijgt en een oudere die leert omgaan met nieuwe technologie zijn allemaal bezig met leren. Daarbij speelt slaap een belangrijke rol.

Leren begint meestal tijdens het wakker zijn. We nemen informatie waar, richten onze aandacht ergens op, oefenen een vaardigheid of doen een nieuwe ervaring op. Daarna is het proces echter niet noodzakelijk afgelopen. Tijdens slaap vinden processen plaats die samenhangen met het stabiliseren en reorganiseren van wat eerder is geleerd.

Slaap kan bovendien al vóór het leren van belang zijn. Wie onvoldoende heeft geslapen, kan meer moeite hebben om aandacht vast te houden en nieuwe informatie effectief op te nemen. De relatie tussen slaap en leren werkt daardoor aan beide kanten van het leermoment.

1. Wat wordt bedoeld met leren?

Leren kan worden omschreven als een relatief duurzame verandering in kennis, vaardigheden of gedrag als gevolg van ervaring en oefening.

Daarmee is leren veel breder dan studeren.

• Mensen leren bijvoorbeeld wanneer ze:
• nieuwe woorden en begrippen onthouden;
• leren autorijden;
• een muziekinstrument oefenen;
• een nieuwe sportbeweging aanleren;
• gezichten of patronen beter leren herkennen;
• een nieuwe werkwijze op het werk toepassen;
• leren van eerdere fouten;
• kennis uit verschillende situaties met elkaar verbinden.

Om te kunnen leren zijn verschillende cognitieve processen nodig. Aandacht bepaalt bijvoorbeeld welke informatie wordt geselecteerd, terwijl geheugen nodig is om informatie later opnieuw beschikbaar te maken.

Ook neuroplasticiteit speelt een fundamentele rol. Dit is het vermogen van het zenuwstelsel om door ervaringen en activiteit te veranderen.

2. Waarom is slaap vóór het leren belangrijk?

Om nieuwe informatie te leren moet iemand deze eerst kunnen waarnemen en verwerken. Daarvoor zijn onder meer aandacht, concentratie en werkgeheugen nodig.

Slaaptekort kan deze functies beïnvloeden.

Na onvoldoende slaap kunnen mensen bijvoorbeeld meer moeite hebben met:

• langdurig de aandacht vasthouden;
• relevante informatie selecteren;
• informatie tijdelijk in het werkgeheugen houden;
• complexe informatie verwerken;
• flexibel tussen verschillende taken schakelen;
• geconcentreerd oefenen.

Het probleem ontstaat dan voordat het eigenlijke onthouden begint.

Eerst opnemen, dan onthouden

Stel dat iemand tijdens een cursus voortdurend afdwaalt doordat hij nauwelijks heeft geslapen. Wanneer een deel van de uitleg onvoldoende wordt opgenomen, kan dat later ook moeilijk worden herinnerd.

Dat levert een belangrijk onderscheid op:

Slaap vóór het leren beïnvloedt mede de omstandigheden waarin nieuwe informatie wordt opgenomen.

Slaap ná het leren hangt samen met processen waardoor eerder gevormde geheugensporen verder kunnen worden gestabiliseerd en geïntegreerd.

Slaap ondersteunt leren dus niet uitsluitend nadat iemand iets heeft geleerd.

3. Wat gebeurt er tijdens slaap met wat we hebben geleerd?

Nieuwe informatie is niet onmiddellijk als een onveranderlijke herinnering opgeslagen. Na het leren kunnen geheugensporen verder veranderen.

Een vereenvoudigd leerproces kan als volgt worden weergegeven:

1. Waarnemen – nieuwe informatie of een nieuwe ervaring komt binnen.
2. Aandacht geven – relevante informatie wordt geselecteerd.
3. Oefenen of begrijpen – kennis of een vaardigheid krijgt vorm.
4. Vastleggen – eerste geheugensporen ontstaan.
5. Consolideren – informatie wordt verder gestabiliseerd en geïntegreerd.
6. Terughalen en toepassen – het geleerde wordt later opnieuw gebruikt.

Vooral bij de vijfde stap wordt slaap belangrijk.

Geheugenconsolidatie is het proces waarbij nieuwe informatie na het leren verder wordt gestabiliseerd en opgenomen in bestaande geheugennetwerken.

Zoals uitgebreider wordt behandeld bij geheugen en slaap, kunnen tijdens slaap recent gevormde herinneringen opnieuw worden geactiveerd. Nieuwe informatie kan daarbij in verband komen te staan met kennis die al aanwezig is.

Leren is daardoor niet alleen informatie toevoegen. Het kan ook betekenen dat bestaande kennis opnieuw wordt georganiseerd.

4. Welke soorten leren kunnen met slaap samenhangen?

Niet iedere vorm van leren werkt op dezelfde manier. Het leren van een woordenlijst stelt andere eisen aan de hersenen dan het oefenen van een tennisservice.

Onderzoekers onderscheiden daarom verschillende vormen van leren.

1. Declaratief leren: feiten, begrippen en gebeurtenissen leren die bewust kunnen worden herinnerd.
2. Procedureel leren: vaardigheden en handelingen aanleren.
3. Motorisch leren: bewegingen door oefening nauwkeuriger, sneller of efficiënter uitvoeren.
4. Perceptueel leren: door ervaring beter worden in het herkennen of onderscheiden van zintuiglijke informatie.
5. Emotioneel leren: leren van ervaringen waaraan een emotionele betekenis is verbonden.

Deze vormen gebruiken deels verschillende geheugensystemen en hersennetwerken.

Daarom bestaat er ook niet één universeel effect waarbij een bepaalde hoeveelheid slaap iedere vorm van leren op dezelfde manier verbetert.

5. Welke slaapfasen zijn belangrijk voor leren?

Gedurende een normale nacht wisselen verschillende stadia van NREM-slaap en REM-slaap elkaar af. Onderzoek naar slaap en leren probeert te achterhalen welke processen tijdens deze verschillende slaapstadia belangrijk zijn.

Diepe NREM-slaap wordt onder andere onderzocht in relatie tot het consolideren van bepaalde vormen van declaratieve informatie. Andere leer- en geheugenprocessen worden in verband gebracht met N2-slaap en REM-slaap.

Toch moeten simpele verdelingen worden vermeden.

• Diepe slaap = feiten leren
• REM-slaap = vaardigheden leren

is geen goede samenvatting van de wetenschap.

Verschillende slaapstadia kunnen elkaar aanvullen en hun betekenis kan afhangen van het soort leerproces.

Wat zijn slaapspoeltjes?

Een interessant verschijnsel binnen NREM-slaap zijn slaapspoeltjes. Dit zijn korte patronen van hersenactiviteit die vooral tijdens N2-slaap zichtbaar zijn wanneer hersenactiviteit met een EEG wordt gemeten.

Slaapspoeltjes worden veel onderzocht in verband met geheugenconsolidatie en leren. Ze lijken onderdeel te zijn van de communicatie tussen hersennetwerken tijdens slaap.

Ze werken echter niet als een eenvoudige teller waarbij meer slaapspoeltjes automatisch betekent dat iemand beter leert. Leeftijd, individuele verschillen, het soort leertaak en andere eigenschappen van de slaap spelen eveneens een rol.

Slaapspoeltjes passen daarom ook binnen het bredere onderwerp hersengolven.

6. Kun je beter leren door ergens een nacht over te slapen?

De bekende uitdrukking er een nachtje over slapen bevat een interessant element, maar slaap kan oefenen niet vervangen.

Voor veel vormen van leren moet eerst materiaal beschikbaar zijn.

Een bruikbare volgorde is:

1. informatie of ervaring opdoen;
2. aandacht besteden aan wat relevant is;
3. begrijpen of oefenen;
4. eerste geheugensporen vormen;
5. rusten en slapen;
6. later opnieuw ophalen, oefenen en toepassen.

Slaap maakt van informatie die nooit goed is geleerd niet automatisch bruikbare kennis.

Ook na slaap blijft herhaling vaak belangrijk. Een pianist leert een moeilijk muziekstuk niet door één keer te oefenen en vervolgens lang te slapen. Vaardigheid ontstaat door een samenspel van oefening, feedback, geheugen, slaap en opnieuw oefenen.

Leren gaat dus door

Wat tijdens het wakker zijn wordt geleerd, kan tijdens slaap verder worden geconsolideerd. Na het ontwaken wordt die kennis opnieuw gebruikt en mogelijk verder aangepast.

Daarmee ontstaat een terugkerend proces:

leren → slapen → opnieuw gebruiken → verder leren

7. Hoe beïnvloedt slaaptekort het leren?

Slaaptekort kan op verschillende momenten in het leerproces invloed hebben.

Vóór het leren

Onvoldoende slaap kan aandacht, concentratie en werkgeheugen verminderen. Daardoor kan nieuwe informatie minder effectief worden opgenomen.

Ná het leren

Wanneer slaap na een leerperiode onvoldoende of verstoord is, kunnen processen worden beïnvloed die betrokken zijn bij geheugenconsolidatie.

Daarmee kan slaaptekort zowel de ingang als de verdere verwerking van het leerproces raken.

Dit betekent niet dat één slechte nacht alles wat iemand heeft geleerd uitwist. De gevolgen hangen af van onder andere duur en ernst van het slaaptekort, het soort leertaak, leeftijd en individuele verschillen.

8. Verandert de relatie tussen slaap en leren met de leeftijd?

Slaap, leren en hersenontwikkeling veranderen gedurende het hele leven.

1. Kinderen leren voortdurend nieuwe motorische, sociale, talige en cognitieve vaardigheden en hebben relatief veel slaap nodig.
2. Adolescenten bevinden zich eveneens in een intensieve leerfase. Tegelijkertijd verschuift tijdens de puberteit vaak het circadiaans ritme, waardoor jongeren van nature later slaperig kunnen worden.
3. Volwassenen blijven nieuwe kennis en vaardigheden ontwikkelen, zowel professioneel als privé.
4. Ouderen kunnen eveneens blijven leren. Wel veranderen met het ouder worden zowel de slaaparchitectuur als verschillende cognitieve en geheugenprocessen.

Leren stopt dus niet wanneer de hersenen volwassen zijn. Het vermogen van hersennetwerken om zich door ervaring aan te passen blijft gedurende het leven bestaan, al verandert deze neuroplasticiteit met de leeftijd.

9. Wat hebben dromen met leren te maken?

Nieuwe ervaringen en recent geleerde informatie kunnen soms in dromen terugkomen. Iemand die intensief een nieuwe activiteit oefent, kan daar bijvoorbeeld later over dromen of elementen ervan in een heel andere droomomgeving tegenkomen.

Dromen kunnen recente informatie vermengen met:

• oudere herinneringen;
• personen uit andere levensperioden;
• emoties;
• bekende en onbekende plaatsen;
• fantasie;
• onverwachte associaties.

Dat sluit aan bij de manier waarop in het blog Als we dromen wordt verkend hoe herinneringen, ervaringen en associaties tijdens dromen in nieuwe combinaties kunnen verschijnen.

Maar hier geldt hetzelfde wetenschappelijke onderscheid als bij geheugen en slaap:

Dat iemand droomt over iets wat hij heeft geleerd, bewijst niet dat de droom noodzakelijk is om die informatie te leren.

Tijdens slaap vinden aantoonbare processen plaats die belangrijk zijn voor geheugen en leren. Welke functie de bewuste droomervaring daarbij eventueel heeft, is een veel opener vraag.

10. Tenslotte

Leren en slaap zijn op meerdere manieren met elkaar verbonden. Voldoende slaap vóór een leermoment ondersteunt cognitieve functies zoals aandacht en concentratie, die nodig zijn om nieuwe informatie goed op te nemen. Na het leren vinden tijdens slaap processen plaats die samenhangen met het stabiliseren, reorganiseren en integreren van wat eerder is geleerd.

Daarbij zijn verschillende vormen van leren en verschillende slaapstadia betrokken. Het is daarom te eenvoudig om één slaapfase verantwoordelijk te maken voor één soort kennis of vaardigheid.

Slaap kan oefenen evenmin vervangen. Leren ontstaat uit een voortdurende wisselwerking tussen ervaren, aandacht geven, oefenen, onthouden, slapen, opnieuw ophalen en verder oefenen.

Daarmee vormt slaap een belangrijke biologische achtergrond voor leren gedurende het hele leven. Van het kind dat leert lezen tot de volwassene die een nieuw beroep leert en de oudere die nieuwe kennis opdoet: onze hersenen blijven veranderen door ervaring.

Juist dat vermogen om door ervaring te veranderen vormt de overgang naar een nog fundamentelere vraag: hoe hangen slaap en neuroplasticiteit met elkaar samen?