Vorlesung 12 - K12 - Schlaf, Traum und circadiana Rhythmen Flashcards
Was können wir während des Schlafs Messen?
EEG –) Gehirnaktivität (Elektroencephalogramm)
EOG –) Augenbewegungen (Elektrookulogramm)
EMG –) Muskelkontraktionen (Elektromyogramm)
Schlafstadien
- Aktiver Wachzustand: etwas langsamer als 8 bis 12 Herz, hohe Frequenz, geringe Amplitude
- Kurz vor dem Einschlafen: Alphawellen (zw. 8 und 12 Herz, hohe Frequenz, geringe Amplitude)
- Schlafstadium 1: hohe Frequenz, geringe Amplitude, insgesamt langsamer als im Wachzustand; im Laufe der Nacht: REM-Phasen (Rapid-Eye-Movements) und Mukeltonusverlust.
- Schlafstadium 2: Amplitude etwas höher als in Stadium1; Schlafspindeln Dauer 1-2 Sekunden, Frequenz 12-14Herz; K-Komplexe: starke negative und positive Ausschläge
- Schlafstadium 3: Delta-Wellen zwischen 1 und 2 Herz, die gelegentlich auftreten
- Schlafstadium 4: Deltawellen zwischen 1 und 2 Herz, hohe Amplitude, geringe Frequenz, “Tiefschlaf”.
Anteil der einzelnen Schlafstadien am Gesamtschlaf:
Stadium 1: 5-10% Stadium 2: 50% Stadium 3/4: 20% REM: 20-25% Wachzustand: 5%
Warum schlafen wir?
Schlaf gibt es bei allen Säugetieren und unterliegt dort meist sehr ähnlichen Mustern, wie beim Menschen…
…selbst Fische, Amphibien und Reptilien zeigen schlafähnliche Zustände.
Es gibt 2 Theorien über den Schlaf und seinen Zweck:
- Restaurative Theorien
- Circadiane Theorien
Restaurative Theorien
- Wachzustand stört da homöostatische Gleichgewicht
- Schlaf dient dazu, diese Homöostase wieder herzustellen
- Schlaf “restauriert” unsere Energie und das innere Gleichgewicht
Circadiane Theorien
- Neuronaler Mechanismus zur Sicherung des Überlebens
- Evolutionärer Ursprung
- Schonender Umgang mit Ressourcen
- Schutz vor natürlichen Feinden
- Innere biologische Uhr
Was jede Schlaftheorie erklären muss:
- Artspezifische Schlafdauer pro Tag
- Artspezifische Anteile an den Schlafstudien
Beispiele:
- Nach großer Beute schlafen Löwen oft 2-3Tage lang
- Faultier schläft bis zu 20 Stunden am Tag
Befunde zu circadianen Schlafrhythmen
- Menschen haben offenbar eine innere Uhr, deren Dauer ungefähr einen Tag (“circa-dian”) umfasst.
- Alle physiologischen und biochemischen Prozesse haben eine Rhythmik, die vom Wechsel der Helligkeit und manchmal auch vom Wechsel der Jahreszeiten betroffen sind.
- Viele dieser Rhythmen sind circadian, manche haben auch andere Zeitverläufe
- Hinweisreize aus der Umgebung, die über den Tagesverlauf informieren, nennt man “Zeitgeber”.
Experimentelle Befunde zu circadianen Schlafrhythmen:
Befund 1:
Bei Vorgabe künstlicher Hell-Dunkelperioden (zum Beispiel 10h Helligkeit, 10h Dunkelheit) reguliert sich der circadiane Rhythmus auf diesen 20-Stunden-Rhythmus.
Befund 2:
enn keinerlei Vorgabe von Zeitgebern erfolgt, resultieren “freilaufende” Schlaf-Wach-Zyklen, die sich auf etwa 25h einpendeln (Beispiel: “Andechser Versuche”).
Befunde, die gegen die restaurativen Schlaftheorien sprechen
- Existenz von freilaufenden Rhythmen, die auch ohne externe Zeitgeber wirksam sind
- Unabhängigkeit der freilaufenden Rhythmen von den jeweiligen Beanspruchungen im Wachzustand.
- Es existiert eine negative Korrelation zwischen Wach- und Schlafphasen:
Je länger wir wach sind, desto weniger schlafen wir!
Schlafentzug
Experimente von Kleitman (1963) und Gardner (1978; Fallstudie)
Paradigmen:
- Partielle Deprivation
- kurzzeitige vollständige Deprivation
- langzeitige vollständige Deprivation
Schlafdeprivation führt dazu, dass der vermisste Schlaf nur in geringem Maße nachgeholt wird.
REM-Schlafentzug hat unklare Konsequenzen: es gibt einen eigenen REM-Schlaf-Regulator, aber im Zweifelsfalle genießt der Tiefschlaf einen Vorzug
Auswirkungen von Schlafentzug
- Bei Versuchstieren kann Schlafentzug schon bald tödlich wirken
Pinel:
- verstärkte Müdigkeit, schlechte Ergebnisse bei Stimmungs- und Vigilanztests
- Mikroschlaf nach 2-3 Tagen; kaum Beeinträchtigung bei komplexen anspruchsvollen Tätigkeiten (Intelligenztests, kognitive und motorische Fähigkeiten)
- Leistungsverschlechterung hauptsächlich bei monotonen Tätigkeiten
- Weltrekord im Schlafentzug: 11 Tage
andere Untersuchungen (z.B. Borbély, 1998):
- ab der 3. Nacht visuelle Wahrnehmungsstörungen, illusionäre Verkennungen, Halluzinationen
- ab der 4. Nacht Wahnideen (misstrauisch), Depersonalisationserscheinunge; “Schlafentzugspsychose”
- Schlafentzug als Foltermethode
Experiment zum REM-Schlaf-Entzug
Je länger die Deprivation dauert, desto häufiger muss ein Proband geweckt werden, um ihn vom REM-Schlaf abzuhalten.
Nach einer REM-Schlafdeprivation ist der Anteil des REM-Schlafs höher als normal.
Beispiele für weitere circadiane Rhythmen
- Körpertemperatur
- Wachstumshormone
- Stresshormone
- Melatonin
Neuronale Grundlagen des Schlafs
- Theorie von Bremer: Abnahme des sensorischen Inputs seitens der Formatio reticularis ist für chlaf verantwortlich.
- Katzen wachen aus dem Schlaf auf, wenn die Formatio reticularis (RAS) stimuliert wird.
- Schlaf bedeutet nicht neuronale Ruhe.
- Entdeckung Schlaf-fördernder Schaltkreise im Gehirn: Die Stimulierung bestimmter Areale löst Schlaf aus (s.a. Narkolepsie).
