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Bildgebung

Gehirnwäsche im Schlaf

Einen bislang unbekannten Mechanismus, der im Schlaf abläuft, haben US-amerikanische Forscher entdeckt: Wenn die Aktivität der Neuronen sinkt, fließen Blut und Liquor abwechselnd in Wellen durch das Gehirn – eine Gehirnwäsche im wahren Wortsinn.
Christina Hohmann-Jeddi
05.11.2019
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Schlaf ist essenziell für gesunde Gehirnfunktionen. Wichtige Grundlagen hierfür sind bereits bekannt. So ist der sogenannte slow Wave Sleep im Non-REM-Schlaf (NREM), der durch langsame EEG-Wellen gekennzeichnet ist, essenziell für die Gedächtnisbildung. Im NREM-Schlaf erhöhen sich auch das Liquorvolumen und dessen Fluss durch das Gehirn, was wiederum toxische Abfallstoffe entfernen und damit der Gesunderhaltung des Organs dienen soll. Inwieweit diese Prozesse zusammenhängen, war bisher nicht bekannt. Daher verbanden Forscher um Nina Fultz von der Boston University in Boston, Massachusetts zwei Bildgebungsverfahren, um die hämodynamischen und neuronalen Prozesse im Schlaf gleichzeitig untersuchen zu können.

Die 13 Probanden ihrer Studie mussten mit EEG-Geräten auf dem Kopf in einer MRT-Röhre einschlafen, was nicht einfach war, wie die Forscher in einer Mitteilung zu ihrer im Fachjournal »Science« erschienenen Studie berichten. Schlummerten die Probanden aber ein, zeigte sich folgender Ablauf: Der niedrigen Aktivität der Neuronen im slow Wave Sleep folgten abwechselnde Schwankungen im Blutvolumen und der Liquormenge im Gehirn. Sank das Blutvolumen, floss Liquor in das Gehirn und andersherum. Diese Wellen wiederholten sich den Forschern zufolge alle 20 Sekunden.

Die elektrischen Wellen der neuronalen Aktivität seien schon länger bekannt gewesen, sagt Koautorin Dr. Laura Lewis. »Bis jetzt wussten wir aber nicht, dass auch die Zerebrospinaleflüssigkeit Wellen zeigt.«

Die neuronale Aktivität sei offenbar mit dem Blut- und dem Liquorfluss gekoppelt. Eine mögliche Erklärung ist, dass die Nervenzellen bei reduzierter Aktivität weniger Sauerstoff benötigen, weshalb die Durchblutung abnimmt und das herausströmende Blut Platz für die Zerebrospinalflüssigkeit lässt. Wie die Prozesse aber koordiniert werden, ist noch nicht geklärt. Die Forscher hoffen, dass die Erkenntnisse helfen können, die pathologischen Prozesse bei einer Reihe von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen wie Alzheimer und Autismus zu verstehen, die mit Schlafstörungen in Verbindung stehen.

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