Entdeckung im MRT Ist Schlafen große Wäsche fürs Gehirn?

Was beim Schlafen im Gehirn passiert, haben US-Forscher für eine Studie untersucht. Sie entdeckten einen bisher unbekannten Mechanismus.

Das größte Problem bei der Studie: Die Probanden mussten einschlafen
Layla Bird/ Getty Images

Das größte Problem bei der Studie: Die Probanden mussten einschlafen


Für die Versuchsteilnehmer war die Studie eine Qual: Mit Kappen auf dem Kopf, die ihre Gehirnströme messen, lagen sie in einem lärmenden MRT-Gerät und sollten dabei auch noch einschlafen. "Wir haben all dieses fantastische Equipment und komplizierte Technik", sagt Neurowissenschaftlerin Laura Lewis von der Boston University, die die Probanden untersucht hat. "Aber das größte Problem ist, dass die Versuchsteilnehmer nicht einschlafen können, weil sie in einer lauten metallenen Röhre liegen."

Doch irgendwann nickten die Probanden tatsächlich weg und machten dadurch eine erstaunliche Entdeckung möglich: Das Einschlafen setzte einen bisher unbekannten Prozess in Gang, berichten Lewis und Kollegen im Fachblatt "Science". Die Aktivität der Nervenzellen ließ nach, Blut floss aus dem Kopf heraus, dann spülte Gehirnflüssigkeit, auch Liquor genannt, in pulsierenden Wellen Teile des Gehirns. Es bekam im Schlaf eine Gehirnwäsche. Das Ganze dauert nur wenige Sekunden.

Die reinigende Wirkung des Schlafs

"Wir wussten, dass elektrische Wellen die Aktivität von Neuronen anzeigen, aber uns war nicht klar, dass es auch Wellen in der Gehirnflüssigkeit gibt", sagt Lewis. Was genau dabei im Gehirn passiert, können die Forscher noch nicht sagen.

Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass die Neuronen im Ruhezustand weniger Sauerstoff benötigen und deshalb Blut aus dem Kopf fließt. Wenn das Blut austritt, sinkt der Druck im Gehirn und Liquor wird angesogen, um das Gefälle auszugleichen. "Noch ist das aber nur eine Vermutung", betont Lewis.

Aus vorherigen Studien ist bekannt, dass Hirnflüssigkeit toxische Eiweiße aus dem Gehirn spülen kann, die der Gedächtnisleistung schaden können. Die Forscher hoffen deshalb, dass der nun entdeckte Prozess neue Erkenntnisse über die Alterung und neurologische Erkrankungen liefern kann, die im Zusammenhang mit Schlafstörungen stehen.

"Die Studie ist aufregend, weil sie neuronale Aktivität, Blutfluss und die Reinigung des Gehirns verbindet", sagt Neurowissenschaftlerin Maiken Nedergaard von der University of Rochester in New York, die nicht an der Studie beteiligt war. Bisher gingen die meisten Forscher davon aus, dass diese Prozesse nicht zusammenhängen.

Blick ins Gehirn verrät, ob jemand schläft

Die Autoren der aktuellen Studie vermuten, dass die Aktivität der Neuronen nachlässt, wenn Menschen altern. Dadurch pulsiert auch weniger Flüssigkeit durch das Gehirn und mehr schädliche Proteine lagern sich an. Um ihren Verdacht zu prüfen, planen die Forscher weitere Studien mit älteren Teilnehmern. Die 13 Probanden der aktuellen Studie waren zwischen 23 und 33 Jahre alt. Die Zahl der Studienteilnehmer scheint klein, ist aber bei der Erforschung grundlegender Prozesse durchaus üblich.

Laut den Forschern ist es das erste Mal, dass überhaupt Gehirnflüssigkeit während des Schlafens bildlich dargestellt werden konnte. Das Erstaunliche: Die eintretende Flüssigkeit war ein sicherer Nachweis, dass die Probanden schlafen. "Das Ergebnis ist einschneidend", sagt Lewis, "Wir hatten bisher keine Ahnung, dass im Schlaf überhaupt Liquor durch das Gehirn pulsiert und nun reicht ein Blick auf eine bestimmte Gehirnregion und wir wissen, ob jemand schläft oder nicht."

koe



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equigen 04.11.2019
1. Wirklich interessant
Die Frage warum Schlaf lebensnotwendig ist kann bis heute nur unzureichend erklärt werden. Und auch warum manche Menschen mit viel weniger als andere gut auskommen können. Das klingt nach einem weiteren wichtigen Puzzlestein.
salomon17 04.11.2019
2. Erstaunlich
Ich staune immer, was sich noch alles erforschen lässt und dass es doch immer wieder Ergebnisse gibt, die völlig neu sind, obwohl wir schon so viel zu wissen glauben. Der Satz "je mehr ich weiß, desto mehr weiß ich, wie wenig ich weiß" wird mir wieder bewusst.
Fred Widmer 04.11.2019
3. Soso, Schlaf entgiftet das Gehirn.
Und das ist eine neue Erkenntnis? Ich erinnere mich, wie ich vor ca. 10 Jahren meiner Tochter genau das erklärte, da ich es in einer Veröffentlichung gelesen hatte, die damals auch schon ein paar Jahre alt war. Es gab damals genau deshalb etwas Aufregung und alle wollten ab jetzt mehr schlafen. Es wurde auch versucht, weitere Zusammenhänge mit anderen neurodegenerativen Erkrankungen hergestellt. Daher kann das "so neu " nicht sein, man hat höchstens einen weiteren "experimentellen" Beleg für etwas gefunden, was man schon wusste.
Fred Widmer 04.11.2019
4. Hier mal das Resúme des Artikels:
Darum geht es eigentlich im Artikel: "Die identifizierte Umkehrung des Liquorflusses während des SWS (Slow-Wave-Schlaf) erleichtert die Mischung von Subarachnoidal- und Kammerflüssigkeiten und kann als Verbindungsweg zwischen den Flüssigkeitskompartimenten dienen. Der bidirektionale Liquorfluss kann auch dazu dienen, die kleinen Öffnungen, die die Ventrikel und den Subarachnoidalraum verbinden, offen zu halten, um den freien Liquorfluss vom Aderhautplexus zum Subarachnoidalraum aufrechtzuerhalten. Dadurch wird die Anhäufung von Liquor und Abfallprodukten im Gehirn verhindert und der niedrige intrakranielle Druck erhalten, der für das Überleben des Gehirns unerlässlich ist. SWS-Störungen begleiten häufig das Altern, schwere depressive Störungen und Demenz. Es wird interessant sein zu beurteilen, ob die mit SWS verbundene Liquordynamik als Biomarker für Krankheitszustände verwendet werden kann und ob Strategien zur Wiederherstellung von SWS die Gehirnfunktion bei Neurodegenerationen retten können." Original: "The identified reversal of CSF flow during SWS (Slow-wave sleep) facilitates the mixing of subarachnoid and ventricular fluids and may serve as a communication pathway between fluid compartments. The bidirectional CSF flow may also serve to keep the small apertures that link the ventricles and the subarachnoid space open to maintain free CSF flow from the choroid plexus to the subarachnoid space. This will prevent accumulation of CSF and waste products within the brain and preserve low intracranial pressure, which is essential for brain survival. Disturbances of SWS commonly accompany aging, major depressive disorders, and dementia. It will be interesting to assess whether the CSF dynamics linked to SWS can be used as a biomarker for disease states and whether strategies that restore SWS can rescue brain function in neurodegeneration."
trolland_dump 04.11.2019
5. Das erklärt einiges!
All unsere sich des wenig Schlafen rühmenden Top-Performer aus Wirtschaft und Politik (Schlaf wird überbewertet = Malu Dreyer beim "Klimagipfel") sind tatsächlich nur vergiftet! Ich schlage vermehrten Baldrian- und verringerten Kokskonsum in den Führungsetagen vor,das gibt klare Gedanken.
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