Im Schlaf schaukelt das Bewusstsein
Den Anstoß zur Entdeckung gab, wie so oft in der Forschung, ein paradoxer Befund. Vor einigen Jahren untersuchte die Schweizer Hirnforscherin Anita Lüthi, wie schlafende Mäuse auf Lärm reagieren. Zu diesem Zweck stellte sie vor den Käfigen Lautsprecher auf und beschallte die Versuchstiere mit einem kurzen Störgeräusch.
In etwa der Hälfte aller Fälle wachten die Mäuse augenblicklich auf. Bei den restlichen Versuchen blieben sie davon unbeeindruckt und schliefen weiter, als sei nichts gewesen. „Wir konnten uns zunächst keinen Reim darauf machen“, sagt Lüthi. Nun hat sie die Erklärung gefunden: Im Schlaf obwaltet offenbar ein uraltes Verhaltenserbe, ein innerer Rhythmus, den vermutlich alle Säugetiere besitzen.
Die Studie
„Coordinated infraslow neural and cardiac oscillations mark fragility and offline periods in mammalian sleep“, Science Advances (8.2.2017).
Wellen der Erholung und Wachsamkeit
Dass der Schlaf der Erholung und der Gedächtnisbildung dient, ist durch Dutzende bis Hunderte Studien bestens belegt. Doch währenddessen muss das Bewusstsein auch Sinnesreize empfangen können - dieser Aspekt wurde offenbar von Hirnforschern bisher zu wenig beachtet. „Die Empfänglichkeit für äußere Reize ist für Mäuse eine Überlebensfrage: Sie können angesichts all der Gefahren, die da drohen, nicht einfach fröhlich vor sich hin schlummern“, sagt Lüthi.
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Verblüffender Befund: Menschen sind Mäusen im Schlaf viel ähnlicher als gedacht
Wie sie herausgefunden hat, löst das Gehirn den Widerspruch zwischen Erholung und Wachsamkeit durch einen Kompromiss: Während des Non-REM-Schlafes laufen sogenannte Spindelwellen über die Großhirnrinde. Die elektrischen Wellen schwellen 25 Sekunden an, dann schwellen sie im gleichen Rhythmus wieder ab, dann beginnt der Zyklus von neuem. In diesem Takt befindet sich auch das Bewusstsein: 25 Sekunden ist es für äußere Reize empfänglich und der Schlaf entsprechend seicht. Dann geht das Bewusstsein 25 Sekunden „offline“.
Auch das Herz schwingt mit
Ö1-Sendungshinweis
Diesem Thema widemt sich auch ein Beitrag in „Wissen aktuell“, 9.2.2017, um 13.55 Uhr.
Das gilt, wie die Experimente zeigen, nicht nur für Mäuse, sondern auch für Menschen: „Wenn Sie sich gerade in der kontinuierlichen Schlafphase befinden und Ihre Katze aufs Bett springt, wird Sie das unbeeindruckt lassen“, erklären Luthis Kollegen Sandro Lecci und Laura Fernandez in einer Mitteilung der Uni Lausanne. „Wenn die Katze aber ein paar Sekunden später auf Ihrem Kopfkissen landet, wenn Sie sich gerade in der fragilen Schlafphase befinden, werden Sie aufwachen.“
Wie die Forscher im Fachblatt „Science Advances“ notieren, passt sich auch der Herzschlag dem Rhythmus an. Es schlägt in der „fragilen“ Schafphase schneller und antizipiert gewissermaßen, dass der Körper im Notfall aufwachen und aktiv werden muss. Wo die Verbindung zwischen Herz und Hirn zu finden ist, wissen die Forscher noch nicht. Lüthi vermutet, dass die Steuerungszentrale eventuell im Stammhirn sitzt. Die Entdeckung könnte jedenfalls erklären, warum sich Schlafstörungen schlecht aufs Herz auswirken.
Robert Czepel, science.ORF.at