Welches passiert während des Schlafs im Gehirn?


Etwa ein Drittel seines Lebens verbringt dieser Mensch schlafend. Wie existenziell wichtig solche Ruhephase ist, zeigt sich klar, wenn sie fehlt. Und zwar kurz- und langfristig. Schlafentzug ist bekanntlich eine Foltermethode. Wohl warum schlafen wir schier – und welches passiert im Schlaf?

Evolutionär betrachtet scheint Schlaf nicht die sinnvollste Notwendigkeit zu sein: Ein Drittel unseres Lebens zubringen wir schlafend – und damit in einem potenziell wehrlosen Zustand. Und trotzdem ist Schlaf überlebenswichtig, vor allem unser Gehirn ist darauf angewiesen – nicht etwa, um eine Pause einzulegen, sondern um Erinnerungen zu speichern, zu regenerieren und sogar um durchgespült zu werden.

Zu Gunsten von die Teilnehmer eines Experiments des US-Schlafforschers Allan Rechtschaffen ging es 1983 um Leben und Tod: Sie saßen hinauf einem Drehteller zusätzlich einem Wasserbecken und Sensoren zeichneten hinauf, ob sie noch wach waren. Sowie sie begannen einzuschlafen, setzte sich dieser Teller in Fortbewegung – und die Probanden mussten rennen, um nicht ins Wasser zu plumpsen.

Tod nachdem Wochen des Schlafmangels

Nachdem eineinhalb Wochen Schlafmangel aßen sie immer mehr und nahmen doch an Masse ab, während sie synchron ihre Körpertemperatur nicht mehr halten konnten. Darüber hinaus entwickelten sie Tumore und Infektionskrankheiten, ihre Hormonwerte verschoben sich tragisch. Intrinsisch weniger Wochen waren aufgebraucht tot, vermutlich aufgrund einer Belastung über dem Limit des Stoffwechsels, eines Zusammenbruchs des Immunsystems und völliger Erschöpfung.

Natürlich handelte es sich c/o den Probanden nicht um Menschen, sondern um Ratten. Dessen ungeachtet gehört die Studie von Rechtschaffen solange bis heute zu den meistzitierten Funktionieren, wenn es um die negativen Nachsteigen von Schlafentzug geht.

Wer viel leistet, schläft wenig?

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Zu wenig Schlaf senkt die Wirkmächtigkeit.

(Foto: picture alliance / photothek)

Schlaf ist pro Säugetiere und damit sogar pro Menschen essenziell, obwohl er vereinigen potenziell verletzlichen Zustand bedeutet. Dessen ungeachtet wurde Schlaflosigkeit in dieser modernen Union tief Zeit glorifiziert. Wer viel leiste, schlafe wenig, so dasjenige geglaubter Grundsatz – eine Überzeugung, die sich laut Peter Stern vom Fachjournal „Science“ langsam wandelt. „Der Mythos vom starken, erfolgreichen Menschen, der mit wenig Zeit im Bett auskommt oder am Schlaf knausert, um mehr zu schaffen, ist inzwischen gründlich entlarvt worden“, schreibt Stern in dieser Geleitwort eines „Science“-Schwerpunkts, dieser wissenschaftliche Erkenntnisse zur Schlaf zusammenfasst.

Medioker ein Drittel seines Lebens befindet sich dieser Mensch im Schlaf – und weil dieser vereinigen so großen Teil belegt, halten wir ihn Stern zufolge pro selbstverständlich. Vergessen werde dieserfalls die Frage nachdem seinem physiologischen Zweck. Die lasse sich just nicht trivial damit beantworten, dass Leib und Nervensystem regelmäßige Ruhepausen bräuchten.

„Wissen immer noch nicht wirklich, warum wir schlafen“

„Wir sind uns dessen vielleicht nicht bewusst, aber unser Gehirn ist während des Schlafs hochaktiv“, betont Stern. In den letzten Jahrzehnten habe man viel zusätzlich Gene, Moleküle, Zellen und Schaltkreise gelernt, die am Schlaf und seiner Regulierung beteiligt seien: „Dennoch wissen wir immer noch nicht wirklich, warum wir schlafen.“

Verdongeln Zeiger zur Entgegnung hinauf solche Frage könnte in einem besseren Verständnis dieser verschiedenen Schlafphasen stecken. Dasjenige vermuten zumindest die Schlafforscher Nicholas Franks und William Wisden vom Imperial College London. Sie beziehen sich vor allem den Unterschied zwischen REM- und Nicht-REM-Schlaf (NREM): Ersterer ist von raschen Augenbewegungen (Rapid Eye Movement) und Träumen gekennzeichnet, während letzterer vor allem den Tiefschlaf beschreibt.

Wichtiger und erholsamer Prozess

Von Mäusen sei namhaft, dass ihre Hirntemperatur während des NREM-Schlafs um zwei Qualität Celsius sinkt – eine solche niedrigere Temperatur könnte demnach nottun, um bislang unbekannte Regenerationsprozesse im zerebral Gangart zu setzen. „Ähnlich wie die Putzkolonnen, die nachts in die leeren Büros kommen und deren Arbeit während des Tages fast unmöglich wäre, ist ein wichtiger und erholsamer Prozess im Gange, wenn wir in den Schlaf gleiten und die normalen Gehirnfunktionen zumindest teilweise ausgesetzt sind“, schreiben sie.

Die REM-Winkel könnte hingegen eine Formgebung Testmechanismus pro dasjenige Hirn darstellen, um festzustellen, ob jene Regenerationsprozesse triumphierend waren. „Wenn das der Fall war, wachen wir auf“, spekulieren Franks und Wisden. Die Wissenschaftler verweisen zudem hinauf Erkenntnisse zu den Nachsteigen von Schlafmangel.

Studie: Zu tief wenig Schlaf – häufiger Demenz

So habe eine Studie mit 8000 britischen Beamten loyal, dass solche nachdem ihrer Versetzung in den Ruhestand häufiger an Demenz erkrankten, wenn sie zusätzlich Jahrzehnte sechs Zahlungsfrist aufschieben oder weniger geschlafen hätten. Zudem beeinträchtigten schon 24 Zahlungsfrist aufschieben erzwungener Wachsamkeit die Fahrtüchtigkeit stärker denn dieser Verbrauch dieser gesetzlich erlaubten Höchstmenge an Alkohol: „Es ist offensichtlich, dass sich unsere Gehirnfunktion verschlechtert, wenn Schlaf fehlt.“

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Eine jener Verschlechterungen könnte unser Gedächtnis zutreffen. Dasjenige legt dieser „Science“-Gebühr von Gabrielle Girardeau vom Institut du Fer-à-Moulin in Paris nahe. Girardeau leitet ein Laboratorium, dasjenige sich mit dieser Frage beschäftigt, wie Schlaf Erinnerungen festigt, und berichtet von einem Testlauf mit Ratten: Solche lernten zunächst den Weg zu einer Futterstelle und wurden dann beim Schlafen instabil. Konkret beeinflussten die Wissenschaftler die sogenannten Sharp Wave Ripples (SWR). Solche Gehirnwellen werden vom Hippocampus, einer Hirnregion in den Schläfenlappen, erzeugt und gelten denn entscheidend pro dasjenige Speichern von Erinnerungen. Frühere Studien legten nahe, dass solche Ripples im Tiefschlaf wichtig pro die Vereinheitlichung von Erinnerungen seien, schreibt Girardeau.

Die Ratten im erwähnten Testlauf vergaßen jedenfalls, wie sie zu ihrem Nahrung kamen. Die Forscherin betont in der Tat sogar, dass dies nur ein Umstand sei in einem „mehrdimensionalen Wissensraum von Mechanismen für verschiedene Gedächtnistypen, verschiedene Stadien und Unterstadien des Schlafs und die damit verbundenen physiologischen Muster“.

Viele Gründe, warum wir schlafen

Tatsächlich scheine es nicht nur vereinigen, sondern viele Gründe zu schenken, warum wir schlafen, betont die Neurowissenschaftlerin Laura Lewis von dieser Boston University in einem weiteren Gebühr. Ihre Wissenschaft mit Nagetieren legt nahe, dass eine weitere Prozedur dieser Schlaf darin besteht, unser Gehirn von schädlichen Stoffwechselprodukten zu reinigen. Ermöglicht werde dies durch dasjenige Zusammenspiel von neuronaler Beweglichkeit und Flüssigkeitsfluss: Die elektrischen Ströme dieser Neuronen, die just etwa pro die Konsolidierung von Erinnerungen sorgen, herbringen zusätzlich die Gewebsflüssigkeit in Wallung, welches wie eine Spülung pro dasjenige Gehirn wirken könnte.

„Der Schlaf erhält die grundlegende physiologische der Neuronen aufrecht, indem er ihre potenziell schädlichen Stoffwechselabfälle beseitigt“, schreibt Lewis. Versuche mit Mäusen hätten gezeigt, dass im Gehirn etwa Beta-Amyloid-Moleküle beim Schlafen wesentlich stärker abgebaut würden denn im Wachzustand. Synchron erhöhe Schlafentzug den Beta-Amyloid-Gehalt im Gehirn von gesunden jungen Erwachsenen. Eine Anhäufung dieser Moleküle sei c/o Alzheimer-Patienten zu finden, ebenso gehöre ein verstärkter Schlafmangel zu den Indikatoren pro eine spätere Alzheimer-Krankheit schreibt Lewis.

„Für Aufrechterhaltung des Lebens erforderlich“

Im Kontext all diesen unterschiedlichen neurologischen Erkenntnissen zusätzlich den Schlaf dürfe in der Tat dessen grundsätzliche Rang nicht vergessen werden, exponieren schließlich Michael Grandner und Fabian-Xosé Fernandez von dieser University of Arizona in ihrem Überblicksartikel: „Schlaf ist ein nicht verhandelbarer biologischer Zustand, der für die Aufrechterhaltung des menschlichen Lebens erforderlich ist.“

Unser Bedürfnis nachdem Schlaf sei mit dem nachdem Luft, Nahrung und Wasser vergleichbar – ein Bedürfnis, dasjenige viele Menschen weltweit nur unzureichend stillen. In klagte zum Beispiel ein Drittel dieser Befragten in einer Studie dieser Techniker Krankenkasse von 2017 zusätzlich Schlafprobleme, jeder Zweite gab an, hinauf maximal sechs Zahlungsfrist aufschieben Schlaf zu kommen. Sieben solange bis neun Zahlungsfrist aufschieben sollten es laut Empfehlungsschreiben dieser US-amerikanischen Nationalistisch Health Foundation pro Erwachsene sozusagen sein.

Warum können wir zwei Drittel des Lebens wach sein?

Welcher frühere Vorsitzende dieser Deutschen Union pro Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM), Alfred Wiater, sieht derartige Empfehlungen aus einer anderen Zielvorstellung. „Als Schlafforscher werden wir immer wieder gefragt, warum wir ein Drittel unseres Lebens schlafen. Niemand fragt, warum wir zwei Drittel unseres Lebens wach sein können. Schlaf- und Wachzustand muss man zusammen denken“, sagt dieser Schlafmediziner.

Entscheidend sei die Selbstregulation, deshalb dasjenige Gleichgewicht intrinsisch dieser Funktionssysteme unseres Körpers. Damit dieser Organismus im Sinne dieser Selbstregulation ausgewogen funktioniere, brauche es sowohl den Schlaf- denn sogar den Wachzustand: „Und das bezieht sich auf alle Regulationssysteme, das Nervensystem, das im Wachen eher durch den Sympathikus bestimmt wird, im Schlaf eher durch den Parasympathikus, das Hormonsystem, das Immunsystem et cetera.“

Sei die Selbstregulation nachhaltig instabil, würden wir leiden, und dieserfalls sei relativ irrelevant, wie tief wir schlafen. „Unser Schlafbedürfnis ist sowieso konstitutionell festgelegt durch unser inneres Uhrensystem“, betont Wiater: „Entscheidend ist, dass der Schlaf erholsam ist.“

(Dieser Begleiter wurde am Freitag, 04. März 2022 erstmals veröffentlicht.)



Quelle