Verstehen, wie wir schlafen
Es gibt wohl kaum etwa Besseres als nachts fest schlafen zu können. Doch obwohl wir durchschnittlich ein Drittel unseres Lebens mit Schlafen verbringen, wissen wir eigentlich nur sehr wenig über diesen Prozess. Auch die Frage, warum wir den Schlaf eigentlich brauchen und wie der Körper ihn reguliert, ist noch nicht erschöpfend beantwortet. „Wir wissen, dass Schlaf ein lebenswichtiger, alltäglicher Zustand ist, der mit einem reversiblen Bewusstseinsverlust einhergeht“, sagt Wei Ba, Marie-Skłodowska-Curie-Stipendiatin und Forscherin am Imperial College of Science, Technology and Medicine. „Die genauen, dem Schlaf zugrunde liegenden Regulationsmechanismen sind jedoch nach wie vor schwer fassbar, insbesondere auf der Ebene der neuronalen Vernetzung.“ Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts DNCSS erforscht Ba, wie das Gehirn den Schlaf auf der Ebene der Vernetzung von Neuronen steuert.
Die Schlummertaste drücken
Geht es um das Schlummern, so sind sich Säugetiere erstaunlich ähnlich. Ba zufolge verläuft der Schlaf bei Säugetieren in zwei Phasen: dem REM-Schlaf mit schnellen Augenbewegungen bei geschlossenen Lidern und dem Non-REM-Schlaf. Anhand der Untersuchung von Gehirnaktivität, Molekularbiologie und allgemeinem Verhalten von Mäusen während beider Phasen gelang es Ba, eine neuartige REM-spezifische Vernetzung im Säugetiergehirn zu identifizieren. „Diese Entdeckung lässt uns die grundlegenden Mechanismus des REM-Schlafs erheblich besser verstehen“, erläutert Ba. „Sie bietet außerdem die einzigartige Chance, neue biologische Funktionen des REM-Schlafs zu erkennen, indem wir uns auf diese spezifische Vernetzung konzentrieren.“ Ein weiteres wichtiges Projektergebnis betrifft den Non-REM-Schlaf. „Erstmalig konnten wir die auf Schlafdruck reagierenden, im Hirnstamm zu findenden neuronalen Ensembles im lebenden Organismus erfassen und deren regulatorische Funktion im Non-REM-Schlaf und bei der Erholung vom Schlafentzug beschreiben“, berichtet Ba. Schlafdruck ist die biologische Reaktion, die in uns den Wunsch weckt, schlafen zu gehen. Die Forschungsgruppe beobachtete außerdem, dass schlafregulierende Neuronen, die sich im Mittelhirn, dem sogenannten Hirnstamm, befinden, zu psychiatrischen Erkrankungen beitragen. „Aus dieser Erkenntnis lässt sich ableiten, dass Schlafdefizite den Grenzwert für normale geistige und körperliche Aktivität verändern und zu Verhaltensweisen ähnlich wie bei manischen Erkrankungen führen könnten“, fügt Ba hinzu.
Das Rezept für eine gute Nachtruhe
Das Projekt DNCSS hat das kartierte neuronale Netzwerk der Schlafregulation deutlich erweitert. „Die den Schlaf steuernden Neuronen sind nicht auf die traditionellen schlafregulierenden Zentren wie den Hypothalamus oder den Hirnstamm beschränkt“, erläutert Ba. „Sie finden sich in verschiedenen Regionen des Gehirns und das scheint das Rezept für einen guten Schlaf zu sein.“ Ba plant die Fortsetzung der Analysen, ob und wie diese Zentren unter verschiedenen Bedingungen den Schlaf modulieren. Diese Forschung könnte dann die Grundlage für die Behandlung akuter oder chronischer Schlafstörungen, auch von Demenz, bilden. „Es ist seit langem bekannt, dass an Demenz Erkrankte in einem frühen Stadium Schlafstörungen aufweisen“, schließt Ba ihre Ausführungen. „Indem wir die in diesem Projekt erkannten neuronalen Vernetzungen überwachen und vergleichen, möchten wir besser verstehen, auf welche Weise der Schlaf bei Demenz beeinträchtigt wird und ob schlechter Schlaf die Krankheit verschlimmert.“
Schlüsselbegriffe
DNCSS, Schlaf, Schlafdruck, Gehirn, Gehirnaktivität, Rapid Eye Movement Sleep, REM, Non-Rapid Eye Movement Sleep, Non-REM-Schlaf, Neuronen, Demenz
