8- Psychophysiologie und Schlaf

Question 1

was ist Psychophysiologie?

Answer 1

Psychologie (Verhalten & Erleben z.B. Freude, Leistung, Soziales) interagieren mit der Physiologie (Körper & Organfunktionen z.B. Herzrate, Stresshormone)

Question 2

Wie sollen psychische Funktionen möglichst unbeeinträchtigt untersucht werden?

Answer 2

• am lebenden Organismus untersucht
• weitestgehend nicht-invasiv
• unabhängige Variable ist das psychische Geschehen, bzw.
  die psychologische Manipulation
• abhängige Variable sind die physiologischen Reaktionen

–> psychologische Manipulation –> Mensch –> physiologische Reaktion

Question 3

welche drei physiologischen Parameter gibt es?

Answer 3

• Zentrale physiologische Parameter:
  Elektroenzephalographie (EEG) Magnetoenzephalographie (MEG)
  Funktionelle Kernspintomographie (fMRT)
  Single-Photon-Emission-Tomographie (SPECT)
  Positron-Emissions-Tomographie (PET)
  Infrarot-Spektroskopie (NIRS)
• Humorale Parameter:
  Cortisol im Speichel
  Hormonspiegel im Blut

- Peripherphysiologische Parameter: 
Herzrate
Blutdruck Elektrokardiogramm (EKG)
Plethysmogramm Elektromyogramm (EMG) Schreckreaktion (EMG des orbicularis oculi) Hautleitfähigkeit / Hautwiderstand Elektrookulogramm (EOG)
Pupillendurchmesser

Question 4

wie werden physiologische Reaktionen vermittelt?

Answer 4

Physiologische Reaktionen werden über das Nervensystem (und Hormone) vermittelt.

Nervensystem –> zentrales N. und peripheres N.
peripheres N. –> somatisches System und autonomes N.
autonomes N. paarsympathisches System und sympathisches System
(siehe F.7)

Question 5

Erkläre am Beispiel der Herzrate die Psychophysiologie!

Answer 5

Angst, Aufregung und Stress
(= sympathische Aktivierung)
• Beschleunigung des Herzschlags
• Erhöhung der Pumpleistung des Herzens
• Erweiterung der Herzkranzgefäße: Herzklopfen, Herzrasen oder Herzstolpern, Stechen, Schmerzen oder Engegefühl in der Brust
• Sowohl körperliche als auch seelische Belastung erhöhen die Aktivität des Herzens
• Kampf- und Fluchtverhalten:
• Die Skelettmuskeln müssen besonders versorgt werden

Question 6

Erkläre am Beispiel des Blutdrucks die Psychophysiologie!

Answer 6

Angst, Aufregung und Stress führen häufig zu steigendem Blutdruck (sympathisches Nervensystem)
Bluthochdrucksymptome:
• Pulsierende Kopfschmerzen, Schwindel (oft mit Ohrensausen und Flimmern vor den Augen), Kribbeln in Armen und Beinen, Wetterfühligkeit,
Nasenbluten, leichter Druckschmerz in der Brust, Atemnot (besonders bei physischem und psychischem Stress), Herzbeschwerden, Müdigkeit, Leistungsminderung, Nervosität, Reizbarkeit, Unruhegefühl.

Question 7

Erkläre am Beispiel der Hauttemperatur/Vasokonstriktion die Psychophysiologie!

Answer 7

Angst, Aufregung und Stress (sympathische Aktivierung) bewirkt
• Erhöhung der Temperatur im Körperinneren (Kerntemperatur)
• Verminderung der Hauttemperatur als Folge der Blutumverteilung und erhöhter Stoffwechselprozesse. Erreicht durch die Verengung der Blutgefäße der Haut (Vasokonstriktion)
Ruhe und Entspannung (parasympathisches Nervensystem) bewirkt das Gegenteil

Question 8

Erkläre die Psychophysiologie am Beispiel des Elektromyogramm!

Answer 8

Angst, Aufregung und Stress bewirken eine…
• Anspannung der Skelettmuskulatur (Vorbereitung auf körperliche Aktivität, z.B. Flucht oder Angriff)
• Potentielle Gefahr erhöht den Tonus zugunsten einer raschen Reaktionsmöglichkeit (Kampf oder Flucht). Chronifizierung bei häufiger „Fehlalarmierung“
Gedanken und Gefühle allein können zur gleichen muskulären Anspannung führen wie bei Anforderungen vonseiten der Umwelt

Question 9

mit was werden physiologische Merkmale abgeleitet?

Answer 9

Häufig: Ableitung mit Elektroden (EEG, EMG, EOG…) als Sensor
• Spannung wird durch den physiologischen Parameter selbst erzeugt
• Die Spannungsdifferenz zwischen zwei Elektroden wird gemessen
• Erdung (Ground-Elektrode)
• Verhindert elektrische Unterschiede zwischen Proband und Ableitungsapparat, z.B. durch statische Aufladung
• Sehr wichtig um ein rauscharmes Signal zu bekommen
• Unipolare Ableitung (EEG)
• Ableitung von einer aktiven Elektrode (Signal) gegen eine inaktive Elektrode (Referenz)
• Bipolare Ableitung (EMG, EOG, EKG…)
• Ableitung von zwei aktiven Elektroden

Question 10

wie wird die Herzrate erfasst?

Answer 10

• Erfassung durch Elektrokardiogramm (EKG) oder Fingerplethysmographie
• Wichtige Unterschiede zwischen wissenschaftlichem EKG (2 aktive Elektroden + Ground) und diagnostischem EKG (12-Ableitungs- EKG)
• Meist R-R-Intervalle interessant
• Berechnung der Herzratenvariabilität
• Sympathikus und Parasympathikus
• Orientierungsreaktion
• Schreckreaktion

Question 11

wie wird der Muskeltonus erfasst?

Answer 11

Elektromyogramm:
• 2 aktive Elektroden
• Ground

Question 12

welche Bildgebenen Verfahren gibt es?

Answer 12

Elektroenzaphalogramm (EEG)
Magnetenzephalographie (MEG)
—fuktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI)
— Single Photon Emission Tomography (SPECT)
— Positron Emisson Tomography (PET)
— In Tieren/bei Epilepsie: Single Unit oder Multi Unit intrakranielles EEG (IEEG)

Question 13

was ist das fMRT?

und was zeigt die funktionelle Bildgebung?

Answer 13

Funktionelle Magnetresonanztomografie:
Dieses Untersuchungsverfahren kann die Aktivität von Hirnregionen messen.

siehe Folie 22

Die Differenzmethode ist zur Bestimmung von aktiven Arealen geeignet.

Question 14

wie funktioniert EEG?

Answer 14

• Eintreffende Aktionspotentiale lösen exzitatorische postsynaptische Potentiale (EPSP) aus –> Na+ strömt in die Zelle ein (extrazellulärer Raum negativiert sich)
• Ein negatives Feldpotential bildet sich aus.
• Summierung der Potentiale von > 10.000 Nervenzellen lassen sich auf der Kopfoberfläche elektrisch ableiten

Question 15

wofür werden EEGs angewendet?

Answer 15

• Neurofeedback
• Messen von Schlaf
• Lokalisation von Epilepsie-Herden
• Fragestellungen der Grundlagenforschung…

Question 16

definiere schlaf

Answer 16

Schlaf ist ein spezifisches Verhalten, das durch 3 Merkmale gekennzeichnet ist:
• Typische Körperhaltung (Muskelrelaxation, Bewegungslosigkeit, Ruhe)
• Reduzierte Ansprechbarkeit auf äußere Reize (erhöhte Arousal-Schwelle)
• Homöostatische Regulierung („Rebound“ nach Schlafdeprivation)

Question 17

was ist die Polysomnography?

Answer 17

Methoden:
• Electroencephalogramm (EEG): elektrische Hirnaktivität
• Electrooculogramm (EOG): Augenbewegungen horizontal und vertikal,
• Electromyogramm (EMG): Muskelaktivität

Zusätzlich im klinischen Bereich:
• Atmung (Brustgurt, Hüftgurt, Luftfluss durch Nase und Mund),
• Blutsauerstoffversorgung (Pulsoxymetrie),
• Herzschlagrate oder EKG,
• Beinmuskelaktivität,
• Körpertemperatur

Die Polysomnographie ist ein diagnostisches Verfahren zur Messung physiologischer Funktionen und stellt die umfangreichste Untersuchung des Schlafes einer Person dar. Mit dieser Technik werden mehrere unterschiedliche Körperfunktionen kontinuierlich während der ganzen Nacht überwacht.

Question 18

welche Schlafstadien gibt es? und wie sieht die Schlafarchitektur aus?

Answer 18

AASM 2007: American association of sleep medicine
NonRem Schlaf
REM (rapid eye movement) - Schlaf

• ca. fünf 90-minütige NREM-REM Schlafzyklen pro Nacht

Question 19

was bestimmt die Schlafregulation?

Answer 19

Homöostatischer Prozess S –> bestimmt Schlafdauer und -intensität
Circadianer Prozess C –> bestimmt Zeitpunkt des Schlafes

• Je größer die Differenz zwischen Prozess S und Prozess C, desto größer der Schlafdruck
• Unterschiedliche circadiane Typen: Morgentypen vs. Abendtypen

Question 20

welche Funktionen hat der Schlaf?

Answer 20

• Adaptive Inaktivität
• Energieersparnis
• Erholung, Wachstum und Regeneration
• Gedächtniskonsolidierung

Question 21

wie viel Schlaf brauchen wir?

Answer 21

• Schlafbedürfnis ist individuell genetisch determiniert
• Mittelwert 7,5-8 Std. pro Nacht, Variation jedoch zwischen 4 und 11 Std.
• Man erhält zu wenig Schlaf wenn man:
• einen Wecker zum Aufstehen braucht
• in langweiligen Situationen einschläft/müde wird
• Bester Weg um persönliches Schlafbedürfnis festzustellen:
• Wie lange würden Sie schlafen, wenn Sie völlig frei von äußeren Zwängen wären (Uni, Arbeit, Familie, Soziale Aktivitäten, Mahlzeiten etc.)?

Question 22

welche Schlafstörungen gibt es?

Answer 22

• Hypersomnien
• Insomnien (Hyposomnien)
• Parasomnien
• Circadiane Rhythmusstörungen

Question 23

was sind Hypersomnien?

Answer 23

• Exzessive Tagesmüdigkeit und/oder episodisches Einschlafen (normalerweise kein ungewöhnlich hohes Schlafbedürfnis, sondern verursacht durch geringe Schlafqualität)
• Beispiel-Diagnosen:
• Schlafbezogene Atmungsstörungen
• z.B. Obstruktive Schlafapnoe (OSA), gekennzeichnet durch Atemstillstände (Apnoen) während des Schlafes
• Narkolepsie (mit oder ohne Kataplexie)
• „Schlafkrankheit“
• Gekennzeichnet durch Einschlafattacken und evtl. Kataplexie (plötzlicher
Verlust der Muskelspannung, z.B. durch starke Emotionen)

Question 24

was ist die Schlafapnoe? und wie kann sie behandelt werden?

Answer 24

Eine Schlafapnoe entsteht, wenn die Muskulatur in den oberen Atemwegen erschlafft. Dadurch verengt sich der Atemweg im Rachenbereich oder blockiert sogar ganz, wodurch beim Ein- und Ausatmen laute Schnarchgeräusche entstehen. Durch diese Atmungsstörung wird der Körper nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt.

Obstruktive Schlafapnoe verursacht immensen Stress für den Organismus (kann Folgeerkrankungen wie Herz-Kreislauferkrankungen und Diabetes mellitus Typ 2 verursachen)

Obstruktive Schlafapnoe kann einfach und effektiv behandelt werden
• Beseitigung von Risikofaktoren, z.B.:
• Übergewicht
• Polypen oder Nasenscheidewandverkrümmung • Continuous positive airway pressure (CPAP)

Question 25

was ist die Narkolepsie? und wie kann sie behandelt werden?

Answer 25

Narkolepsie ist eine neurologische Erkrankung, bei der die Schlaf-Wach-Regulation im Gehirn gestört ist. Die Folge ist eine übermässige Schläfrigkeit tagsüber, der die Betroffenen nicht widerstehen können und die sich auch mit ausreichend Schlaf nicht beseitigen lässt.

• Narkolepsie hat eine starke genetische Disposition und kann mit Stimulanzien behandelt werden
• Niedrige Hypocretin-1 (Orexin) – Level in der Cerebrospinalflüssigkeit sind hoch prädiktiv für Narkolepsie
• Behandlungsmöglichkeiten begrenzt effektiv:
• Stimulanzien (z.B. Modafinil)
• Antidepressiva (z.B. SSRIs, SNRIs)
• Systemische Hypocretin-1-Verabreichung

Question 26

was sind Insomnien? und wie werden sie behandelt?

Answer 26

• Primäre vs. sekundäre Insomnien (als Folge anderer organischer oder psychischer Erkrankungen)
• Schlaf wird als ungenügend erlebt, oder der Patient fühlt sich nach der üblichen Schlafzeit nicht erholt
• Gekennzeichnet durch Einschlaf- und/oder Durchschlafschwierigkeiten
• Begleitsymptome (je nach Schweregrad): Ruhelosigkeit, Reizbarkeit, Angst, Erschöpfung, Müdigkeit

• Kognitive Verhaltenstherapie
• Schlafhygiene
(z.B. regelmäßige Schlaf-Wachzeiten, Verzicht auf Alkohol und Koffein, Verzicht auf schwere Mahlzeiten vor dem Zubettgehen)
• Stimuluskontrolle
(z.B. Entfernen ablenkender Reize, Bett nur zum Schlafen nutzen)
• Schlafrestriktion
(zur Erhöhung des Schlafdrucks)
• Entspannungsverfahren
(z.B. progressive Muskelrelaxation, autogenes Training, Meditation)
• Kognitive Verfahren
(z.B. Abbau schlafbehindernder Gedanken, paradoxe Intention)
• Medikamentöse Therapie
• Benzodiazepine, Antidepressiva, Antihistaminika

Question 27

was sind circadiane Rhythmusstörungen? und welche Behandlungsmöglichkeiten gibt es?

Answer 27

Störungen, die die zeitliche Verteilung des Schlafes über den Tag betreffen
• Beispiel-Diagnosen:
• Verzögertes Schlafphasensyndrom
• Vorverlagertes Schlafphasensyndrom
• Jetlag, Schichtarbeit, freilaufender Rhythmus

Behandlungsmöglichkeiten: Lichttherapie, Melatonin, Kognitive Verhaltenstherapie

Question 28

Fragen von Prof. Schönauer:
• Beschreiben sie die Grundidee der Psychophysiologie.
• Was wissen Sie über das Elektroenzephalogramm?
• Warum muss man PET und MRI als indirekte Maße verstehen?
• Besprechen Sie die Unterschiede (Vor-und Nachteile) zentraler Psychophysiologischer Methoden.
• Was ist Schlaf?
• Was wissen Sie zur Physiologie des Schlafes?
• Welche Schlafstadien gibt es und wie unterscheiden Sie sich?
• In welcher Form kann Schlaf gestört sein? Welche Schlafstörungen gibt es?
• Beschreiben Sie eine Schlafstörung Ihrer Wahl!
• Wie können Schlafstörungen behandelt werden?
• Wie wird Schlaf anhand des homöostatischen Prozesses S und des circadianen Prozesses C reguliert?