Ein einziger Gehirnschalter steuert sowohl Schlaf als auch Wachheit
Es gibt unzählige gesundheitsschädliche Auswirkungen, wenn man nicht genug Schlaf bekommt. Eine kürzlich durchgeführte Studie könnte jedoch den Weg für neue Schlaftherapien ebnen, da ein einziger Gehirnbereich sowohl den Schlaf als auch die Wachsamkeit kontrolliert.
Von der Erhöhung des Risikos für Bluthochdruck und Fettleibigkeit bis hin zur Erhöhung der Wahrscheinlichkeit von Depressionen und Krebs kann Schlafentzug unser Immunsystem ebenso schädigen wie unser geistiges Wohlbefinden.
Eine von den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) durchgeführte Umfrage ergab, dass 50 bis 70 Millionen Erwachsene in den USA an chronischen Schlafstörungen leiden.
Sie fanden auch heraus, dass über 35 Prozent von ihnen nicht die mindestens 7 Stunden erhalten, die ein Erwachsener für eine optimale Gesundheit benötigt.
Dies veranlasste die CDC, Schlafentzug als „Epidemie der öffentlichen Gesundheit“ zu betrachten, und forderte die Forscher auf, neue Schlaftherapien zu entwickeln und das Rätsel zu lösen, wie unser Gehirn den Ruhezustand induziert.
Bisher glaubte man, dass unser Gehirn mehrere Regionen verwendet, um zwischen Schlaf und Wachheit zu wechseln.
Eine populäre Hypothese besagt beispielsweise, dass die Großhirnrinde - dh der obere Teil des Gehirns, der sich direkt unter dem Schädel befindet - schlafinduzierende langsame Gehirnwellen „aussendet“, während die Wachsamkeit durch den unteren Teil des Säugetiers gesteuert wird unseres Gehirns.
Neue Forschungen haben diese Hypothese auf den Kopf gestellt. Wissenschaftler der Abteilung für BioMedizinische Forschung der Universität Bern und der Abteilung für Neurologie des Inselspitals des Universitätsspitals Bern - beide in der Schweiz - finden Neuronen, die sowohl Schlaf als auch Wachheit steuern.
Das Team wurde von dem leitenden Autor Prof. Antoine Adamantidis von der Abteilung für Neurologie am Inselspital geleitet. Thomas Gent, ein Forscher derselben Abteilung, ist der erste Autor des Papiers.
Die Ergebnisse, die den Weg für neue Schlaftherapien ebnen könnten, wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Naturneurowissenschaften.
Thalamusneuronen steuern den Schlaf-Wach-Zyklus
Prof. Adamantidis und sein Team verwendeten die Optogenetik, um Neuronen im Gehirn von Mäusen selektiv ein- und auszuschalten.
Optogenetik ist eine Technik, bei der Neuronen genetisch verändert werden, um auf Licht zu reagieren. In diesem Fall modifizierten die Wissenschaftler Neuronen im Thalamus der Nagetiere oder im Gehirnbereich, der für die Weitergabe sensorischer Informationen an den Kortex verantwortlich ist.
Der Thalamus ist auch an der Regulierung der Stimmung und an Erregungs- oder Bewusstseinszuständen beteiligt.
In dieser Studie verwendeten die Forscher verlängerte Reize, um diese Neuronen zu aktivieren, die die Nagetiere weckten. Die rhythmische Verwendung langsamer Reize induzierte jedoch einen tiefen, nicht schnellen Augenbewegungsschlaf (REM) bei den Mäusen, gemessen durch ein Elektroenzephalogramm.
REM- und Nicht-REM-Schlaf sind die beiden Hauptschlafphasen. Ersteres ist die Phase, in der wir träumen, während Letzteres der tiefe, erholsame Schlaf ist.
Nach Kenntnis der Autoren war dies das erste Mal, dass eine Studie ergab, dass ein einzelner Gehirnbereich sowohl Schlaf als auch Wachheit fördert.
"Interessanterweise", erklärt Gent, "konnten wir auch zeigen, dass die Unterdrückung der neuronalen Aktivität des Thalamus die Erholung von Schlafverlust beeinträchtigt, was darauf hindeutet, dass diese Neuronen für einen erholsamen Schlaf nach einer längeren Wachphase unerlässlich sind."
Der leitende Autor der Studie bewertet auch die klinische Bedeutung der Ergebnisse.
"Wir glauben, dass die Aufdeckung der Kontrollmechanismen von Thalamusneuronen während des Schlafens und Wachens der Schlüssel zur Suche nach neuen Schlaftherapien in einer Gesellschaft mit zunehmendem Schlafmangel sein wird."
Prof. Antoine Adamantidis
