Bewusstseinswellen im Schlaf

Im Schlaf befindet sich unser Bewusstsein in einem Wellenzustand

Ein Schweizer Forscher-Team hat ein bisher völlig unbekanntes Verhaltenserbe entdeckt: Während des Schlafes schaltet sich das Bewusstsein alle 25 Sekunden ein und wieder aus - bei Mäusen und Menschen gleichermaßen. 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. 

Ständige 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.

Wie die Forscher herausgefunden haben, 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 unser Herz schwingt mit 

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.

Quelle: „Coordinated infraslow neural and cardiac oscillations mark fragility and offline periods in mammalian sleep“, Science Advances, ORF, u.a..

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