Neue Forschungen zeigen, dass ein kürzlich entdeckter Mechanismus, der Abfallprodukte aus dem Gehirn entfernt, hauptsächlich während des Schlafes aktiv ist. Diese Offenbarung könnte das wissenschaftliche Verständnis dessen, was Schlaf ist und wie es funktioniert, verändern und neue Richtungen für Behandlungen von Gehirnerkrankungen bieten.
Das Team vom University of Rochester Medical Center (URMC) berichtet in seiner neuesten Online-Ausgabe über seine Ergebnisse.
Lead-Autor Dr. Maiken Nedergaard, Co-Direktor des URMC Center für Translationale Neuromedizin, sagt:
"Diese Studie zeigt, dass das Gehirn im Schlaf und im Wachzustand verschiedene funktionelle Zustände hat. Tatsächlich scheint die resorptive Natur des Schlafes das Ergebnis der aktiven Beseitigung der Nebenprodukte neuronaler Aktivität zu sein, die sich im Wachzustand akkumulieren."
Der Zweck des Schlafes hat Wissenschaftler und Philosophen seit Jahrtausenden verwirrt. Während neuere Forschungsergebnisse zeigen, dass Schlaf beim Speichern und Festigen von Gedächtnis helfen kann, gleicht dies allein nicht die großen Nachteile aus, die es verursacht.
Vom Standpunkt des Überlebens aus gesehen, ist Schlaf mit Risiko behaftet – alle Lebewesen sind am anfälligsten während des Schlafs, besonders wenn Räuber herum sind. Aber wenn der Schlaf keine biologische Funktion hat, könnte es dann nur ein evolutionärer Fehler sein?
"Glymphatisches System"
Forscher haben herausgefunden, dass während wir schlafen, ein Mechanismus Abfall aus dem Gehirn entfernt – ein Befund, den sie sagen, könnte das wissenschaftliche Verständnis des Schlafes verändern.
Im Jahr 2012 berichteten Nedergaard und Kollegen, dass sie mithilfe einer neuen Bildgebungstechnologie bei Mäusen ein bisher unbekanntes System entdeckt hätten, das Abfall aus dem Gehirn ableitet.
In einer Veröffentlichung veröffentlichten sie das "Glyphatic System", weil es wie das Lymphsystem des Körpers funktioniert, aber von Gehirnzellen, sogenannten Gliazellen, gesteuert wird.
Das glymphatische System beseitigt Toxine oder Abfallprodukte, die für Gehirnerkrankungen wie Alzheimer und andere neurologische Störungen verantwortlich sein könnten.
In dieser Studie führte das Team eine Reihe neuer Experimente an Mäusen durch und stellte fest, dass das glymphatische System im Schlaf fast 10-mal aktiver ist. Sie stellten auch fest, dass das schlafende Gehirn signifikant mehr von einem toxischen Protein, Amyloid-beta, das an der Alzheimer-Krankheit beteiligt ist, entfernt.
Dr. Nedergaard sagt:
"Das Gehirn hat nur begrenzte Energie zur Verfügung und es scheint, dass es zwischen zwei verschiedenen Funktionszuständen wählen muss – wach und bewusst oder schlafend und aufräumend. Sie können es sich wie eine Hausparty vorstellen. Sie können entweder die Gäste unterhalten oder mach das Haus sauber, aber du kannst beides nicht gleichzeitig tun. "
Das Team fand auch heraus, dass das Gehirn während des Schlafs sogar physischen Veränderungen unterliegt, die es dem System ermöglichen, schneller zu arbeiten. Gehirnzellen schrumpfen um 60%, erhöhen den Abstand zwischen ihnen, so dass die Toxine effektiver weggespült werden können.
Eine weitere Entdeckung war, dass Noradrenalin, eine Gehirnchemikalie, die in Bursts freigesetzt wird, um das Gehirn als Reaktion auf Angst und andere Reize wachsam zu halten, während des Schlafes weniger aktiv ist. Das Team vermutet, dass der Neurotransmitter die Expansion und Schrumpfung der Gehirnzellen während des Schlafes steuert -Wechsel-Zyklen.
Nedergaard sagt, ihre Ergebnisse sind wichtig für die Behandlung von "schmutzigen Gehirn" Krankheiten, wie Alzheimer:
"Es ist ein kritischer erster Schritt, das System potentiell zu modulieren und es effizienter zu machen, wenn man genau versteht, wie und wann das Gehirn das glymphatische System aktiviert und Abfall beseitigt."
Mittel aus dem Nationalen Institut für neurologische Erkrankungen und Schlaganfall halfen bei der Finanzierung der Studie.
