Schlaf und seine Gehirnfunktionen

woman sleeping with sleeping mask

Dr. Jean-Yves Sovilla

FMH Facharzt für Neurologie, Centre de Médecine de l’Eveil et du sommeil (Medizinischen Zentrum für Schlaf-Wach-Medizin), Clinique de Genolier, Genolier

August 15, 2022

Wer liebt es nicht, nach einem erholsamen Schlaf aufzuwachen und sich völlig erfrischt und energiegeladen zu fühlen. Während wir schlafen, gehen in unserem Gehirn viele interessante Dinge vor sich, von denen viele erst kürzlich entdeckt wurden. Zu den biologischen Prozessen, die während des Schlafs ablaufen, gehören die Speicherung neuer Informationen, die Umstrukturierung von Nervenzellen, die die Gehirnfunktion unterstützt, usw. Wir wissen noch nicht alles über den Schlaf und die Gehirnfunktionen während des Schlafs, aber wir wissen, dass er unglaublich nützlich ist. Die nützlichen Aspekte sind bessere Konzentration und Fokussierung, Problemlösungsfähigkeiten, Gedächtnis, Kreativität, Entscheidungsfindung und so weiter.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, lesen Sie den Artikel von Dr. Jean-Yves Sovilla weiter.

Lange Zeit war der Schlaf ein schwarzes Loch im Universum des Wissens, um den sich viele lebhafte Vorstellungen rankten. Hypnos (symbolisiert den Schlaf) ist der Bruder von Thanatos (der den Tod symbolisiert): Schlaf wurde als eine Art vorübergehender Tod betrachtet. Man stellte sich vor, dass der Geist aufhörte, oder sogar beim Träumen den Körper verliess, oder dass die Götter Botschaften schickten, usw.

In den 50er Jahren war die Technik dann hoch genug entwickelt, um zu erklären, was während des Schlafs vor sich geht. Einige der versteckten Mechanismen wurden überhaupt erst in den letzten 20 Jahren entdeckt.

DER SCHLAF REGULIERT DIE SYNAPSEN UND DAS GEDÄCHTNIS

Eine der Funktionen des Schlafs ist die Regulierung des Gedächtnisses. Der Mechanismus der Verankerung im Langzeitgedächtnis ist bekannt: während des Schlafs sind die Synapsen (Verbindungsstellen der Neuronen untereinander) wie «angeschnallt» (Potenzierung auf lange Zeit) und machen die Konsolidierung möglich. Eine lange Reihe von Experimenten bei Mensch und Tier hat gezeigt, dass Gelerntes vor einer Schlafphase besser gespeichert wird, als wenn man tagsüber lernt. Und wesentlich besser als bei einem Versuchsobjekt, das am Schlafen gehindert wird.

Studien in intrazerebraler Mikroskopie beim lebenden Tier zeigen, dass die Synapsen im Wachzustand an Grösse und Anzahl zunehmen und während des Schlafs weniger werden. So schaffen sie ein effizienteres neuronales Netzwerk, was beim wachgehaltenen Tier nicht passiert. Selbst wenn es dafür noch keine Beweise gibt, kann man sich vorstellen, dass die typischen intellektuellen Leistungsminderungen und körperlichen Ungeschicklichkeiten bei Schlafmangel mit dem weniger effizienten neuronalen Netz zusammenhängen.

Mikroskopische Ansicht desselben Dendritenendes (Stelle, an der die Axone sich an die Neuronen anschliessen) beim lebenden Tier.

SCHLAF ALS REINIGUNGSAPPARAT DES GEHIRNS

Vor Kurzem wurde ein wichtiger Mechanismus entdeckt: im gesamten Körper wird ein wichtiger Teil der «Reinigung» der Organe durch das lymphatische System ausgeführt, ausser im Gehirn, das über keine Lymphgefässe verfügt. Nun hat das Gehirn den grössten Energieverbrauch im Körper und erzeugt viele Abfälle, für deren Entsorgung der Blutkreislauf nicht ausreicht. Das Gehirn schwimmt in einer Flüssigkeit: Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit (auch Liquor genannt). Diese Flüssigkeit hat einen komplizierten Kreislauf von seiner Bildung in den Ventrikeln (Gehirnkammern) bis zu seiner Eliminierung durch Transfer in die Venen, die das Blut aus dem Gehirn ableiten. Die Flüssigkeit gelangt durch extrem schmale, fast virtuelle, Räume (Virchow-Robin-Räume) ins Gehirn. Nun erweitern sich diese Räume im Schlaf, wobei das Gehirn anschwillt, um als Drainagekanäle für grössere Abfälle – die nicht in die kleinen Blutgefässe passen – zu fungieren und sie in der Gehirnflüssigkeit durch das Venensystem und Lymphsystem im Hals abzutransportieren.

SCHLAF ALS STOFFWECHSELREGULATOR

Man weiss, dass Schlafentzug unvermeidbar zum Tode führt, durch die Stoffwechselkatastrophe: trotz unbegrenztem Zugang zu Nahrung, Wasser und bei idealer Temperatur, wird das Tier kraftlos und stirbt.

Eine neuere Studie zeigt eine Erhöhung des durchschnittlichen (arteriellen) Blutdrucks (Gefahr des späteren Bluthochdrucks) und der Glukoseresistenz (Typ 2 Diabetes-Risiko), wenn der Schlaf auf 6 Stunden pro 24 Stunden gekürzt wird.

Das Hormonsystem steht völlig unter der Kontrolle des Gehirns durch die Hypophyse, die alle anderen Drüsen «dirigiert», aber dieser Mechanismus ist intensiv an den Schlaf gekoppelt. So werden die Sexualhormone vor allem nachts ausgeschüttet, was Frauen im Klimakterium an den Hitzewallungen merken und Männer daran, dass sie morgens «bereit» sind.

Diese Diagramme zeigen die Hormonwerte abhängig von Wach- oder Schlafzustand des Versuchsobjekts

A. Wachstumshormone (growth hormone) werden nicht ausgeschüttet, wenn das Objekt nicht schläft. Dieses Hormon ist nicht nur notwendig für das Wachstum, sondern vor allem auch für die Regeneration ermüdeter Organe, durch die Zellteilung.

B. Kortisol ist schlafunabhängig.

C. Das TSH (Thyroidstimulierendes Hormon, kontrolliert die Schilddrüse) wird bei Schlafmangel erhöht (hat übermässigen Energieverbrauch des Körpers zur Folge).

D. Das Prolaktin (regt die Milchbildung an, hat aber auch andere Wirkungen, besonders auf die Libido) wird bei Schlafmangel blockiert.

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