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  • 10.11.2017
  • von Sascha Karberg

"Falling-Walls"-Konferenz Berlin: Wach sein und trotzdem schlummern

von Sascha Karberg

Blick auf morgen. Alljährlich zum Jahrestag des Mauerfalls am 9. November kommen im Berliner Veranstaltungszentrum „Radialsystem“ Forscher und Interessierte zusammen, um darüber zu diskutieren, welche „Mauern“ es einzureißen gilt. Veranstalter ist die Falling-Walls-Stiftung, die vom Forschungsministerium, Wissenschaftsorganisationen, Stiftungen und Unternehmen getragen wird. Dieses Jahr kamen rund 700 Teilnehmer nach Berlin. Foto: Photothek FWF

Das Gehirn braucht seinen Schlaf. Notfalls holt es sich die Ruhezeit auch tagsüber – mit gefährlichen Folgen.

Was für eine Zeitverschwendung: Ein Drittel seines Lebens verschläft der Mensch, etwa 25 Jahre Bewusstlosigkeit. Das hat schon viele geärgert, etwa die ehemalige britische Premierministerin Margaret Thatcher. Die „eiserne Lady“ behauptete von sich, mit vier Stunden Schlaf auszukommen: „Schlafen ist etwas für Weicheier.“ Zwar gibt es Menschen, die von Geburt an mit wenig Schlaf auskommen. Wer jedoch an acht oder mehr Stunden nächtlichen Schlummerns gewohnt ist, sollte besser nicht versuchen, seinem Leben mehr Wachphasen abzuringen. Denn die Nervenzellen (Neuronen) im Gehirn schieben sonst im Wachzustand kurze, unmerkliche Nickerchen ein – was etwa beim Autofahren folgenschwer sein kann. Das zeigen die Experimente von Yuval Nir. Auf der diesjährigen neunten „Falling Walls“-Konferenz im Berliner Radialsystem entzauberte der Schlafforscher den Mythos, das menschliche Gehirn kenne nur zwei Zustände – einen wachen und einen schlafenden. Nirs Untersuchungen an der Tel-Aviv-Universität in Israel hingegen zeigen, dass auch in wachen Gehirnen manche Nervenzellen schlafen, während im Schlaf so manche Nervenzellen munter sind.

Es gibt keine klare Grenze zwischen Schlafen und Wachen

Jedes Tier mit Nervenzellen schläft auf die eine oder andere Weise. Schlaf ist offenbar essenziell für die Neuronen, für ihre Fähigkeit, sich zu verknüpfen und damit Lernvorgänge zu ermöglichen. „Schlafentzug wirkt sich sofort auf die Stimmung und vor allem die Gesundheit aus“, sagte Nir. Auf Bluthochdruck, Diabetes, das Immunsystem, womöglich sogar auf Krebserkrankungen habe Schlafmangel negative Einflüsse.

Dass Schlafen und Wachen ineinander übergreifen, entdeckte Nir bei Untersuchungen an Ratten, die im Labor länger wach gehalten wurden, als sie es gewohnt waren. In der Hirnstromkurve (EEG), mit der die elektrischen Impulse der Nervenzellen im Gehirn aufgezeichnet werden, sahen die Forscher typische Wellenmuster, wie sie sonst bei schlafenden Ratten vorkommen. „Diese Schlafwellen kamen nur bei den unausgeschlafenen Tieren vor – als ob der Schlaf sich in die Aktivität des wachen Gehirns einschleichen würde.“

Übermüdete Nervenzellen holen sich ihren Sekundenschlaf

Um zu testen, ob das so auch beim Menschen passiert, wandten sich die Forscher an Patienten mit Epilepsie. Manche von ihnen haben Drähte (Elektroden) im Gehirn, die ähnlich einem Herzschrittmacher die krankhaften, plötzlich massenhaft auftretenden Nervenimpulse der Epilepsie verhindern. Nir nutzte die Elektroden als Sensor, um die Aktivität der Nervenzellen tief im Gehirn messen zu können, während er mit den Patienten ein simples Bilderrätsel durchspielte. Sobald eine prominente Person wie Claudia Schiffer auf einem Bildschirm auftauchte, sollten sie einen roten Knopf drücken, nicht aber wenn der Eiffelturm oder andere Gebäude zu sehen waren.

„Wenn sie ausgeschlafen waren, drückten die Patienten den Knopf sofort, aber wenn sie vorher eine ganze Nacht wachgeblieben waren, dauerte es manchmal zwei oder drei Sekunden, bis sie reagierten.“ Zeitgleich mit dem schlafmangelbedingten Zögern zeichnete Nir die Aktivität der Nervenzellen im Gehirn auf. „Wenn eine Person zögert, dann deshalb, weil auch die Neurone zögern, denn sie sind in diesem Moment kurzzeitig im Schlafmodus.“ Obwohl sie wach sein sollten, nehmen sich die übermüdeten Nervenzellen zumindest kurzzeitig ihren Sekundenschlaf. Handelt es sich um jene Neurone, die für das Erkennen von Personen oder Gebäuden zuständig sind, muss die Antwort auf das einfachste Bilderrätsel also etwas warten.

Übermüdet zu fahren, ist wie Trunkenheit am Steuer

Nervenzellen in übermüdeten Gehirnen holen ihren Schlaf also abwechselnd nach. Umgekehrt wachen aber auch Teile schlafender Gehirne manchmal auf. Das entdeckte Nir, als er sich das Gehirn der Epileptiker im bekannten Traumstadium des Schlafs, der REM-Phase (Rapid Eye Movement), ansah. „Immer wenn sich die Augen bewegen während eines Traums, feuern in der einen oder anderen Region die Nervenzellen genau so, wie wenn man tagsüber im Wachzustand auf ein Bild guckt“, sagte Nir.

Der Forscher will nun einen Weg finden, den Sekundenschlaf der Nervenzellen in übermüdeten Gehirnen zu messen – um beispielsweise Autounfälle zu verhindern. „20 Prozent aller Autounfälle werden durch Müdigkeit der Fahrer verursacht“, sagt der Forscher. „Übermüdetes Fahren ist vergleichbar mit Trunkenheit am Steuer.“ Die Reaktionsfähigkeit der Nervenzellen sei mindestens genauso eingeschränkt. Eine Methode, die die Schlafwellen im Gehirn erkennt und den Fahrer warnt, könnte Schlimmeres verhindern helfen.

Veranstaltungshinweis: In der Sonntagsvorlesung der Charité am 19. November um 11 Uhr spricht der Schlafforscher Ingo Fietze über die „Schlafstörung – Symptom oder Krankheit?“. Der Schlafforscher erklärt, wann nächtliche Ruhelosigkeit zur Krankheit wird und ob Medikamente dauerhaft helfen können. Hörsaal Innere Medizin, Campus Charité Mitte, Charitéplatz 1 in 10117 Berlin, Geländeadresse: Sauerbruchweg 2. Der barrierefreie Zugang ist über den Virchowweg 9 erreichbar. Der Eintritt ist frei.

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