Japanische Studie

Hirnzellen regulieren intensive Träume

26.10.2015, 17:55 Uhr

Nervenzellen kontrollieren den Schlaf. (Bild: adimas/Fotolia)

Nervenzellen kontrollieren den Schlaf. (Bild: adimas/Fotolia)


Bereits länger wurde vermutet, dass spezielle Nervenzellen im Hirnstamm den REM-Schlaf kontrollieren. Japanische Forscher haben diese nun in Mausstudien identifiziert. Sie konnten nicht nur die Länge des Traum-Schlafs variieren, sondern auch die anderer Schlafphasen. 

Japanische Forscher haben spezielle Hirnzellen entdeckt, die die verschiedenen Schlafphasen kontrollieren. Ihre Studie zeigt, dass die Regulierung des mit intensivem Träumen verbundenen REM-Schlafs und des Non-REM-Schlafs, zu dem etwa der Tiefschlaf zählt, eng zusammenhängen. Das berichtet das Team um Yu Hayashi von der Universität Tsukuba und Shigeyoshi Itohara vom Riken Institut in Saitama im Fachmagazin „Science“.

Im Lauf einer Nacht wechseln Menschen und andere Säugetiere mehrmals zwischen verschiedenen Schlafphasen hin und her. Forscher unterscheiden grundsätzlich zwischen dem – gelegentlich auch als Traumschlaf bezeichneten – REM-Schlaf, der mit heftigen Augenbewegungen (Rapid Eye Movement; REM) einhergeht, und dem Non-REM-Schlaf, der wiederum aus verschiedenen Stadien besteht.

Erkenntnisse aus Maus-Versuchen

Die Forscher identifizierten Nervenzellen im Hirnstamm, die während der Entwicklung des Embryos von der Rautenlippe im Hinterhirn zur Brückenhaube (Tegmentum pontis) wandern. Dieses Hirnareal, das zwischen Mittelhirn und Nachhirn liegt, stand bereits im Verdacht, den REM-Schlaf zu kontrollieren. Bei genetisch manipulierten Mäusen veränderten die Wissenschaftler diese Zellen so, dass sie die Abgabe des Botenstoffes Atoh1 kontrollieren konnten.

Bei den Mäusen regulierten die Forscher dann über diese Nervenzellen den REM-Schlaf. Aktivierten sie die Neuronen, so verringerten sich die REM-Phasen. Über die Neuronen konnten die Forscher nicht nur die Länge des REM-Schlafs variieren, sondern auch die des Non-REM-Schlafs. In dieser Phase überwiegen im Elektroenzephalogramm (EEG) langsame Wellen mit hoher Amplitude, die sogenannten Deltawellen.

Verringerten die Forscher Länge und Häufigkeit der REM-Phasen, verkleinerte sich auch die Amplitude der Deltawellen. Umgekehrt ließen mehr und längere REM-Phasen die Deltawellen im Tiefschlaf höher ausschlagen. Zusätzlich entdeckten die Schlafforscher im Nucleus mesencephalicus im Mittelhirn weitere Neuronen, die auf andere Weise den REM-Schlaf hemmen und damit den Tiefschlaf fördern.

Hierarchische Kontrolle

„Dieses Ergebnis zeigt zum ersten Mal, dass Schlafphasen in einer Hierarchie miteinander wechselwirken, mit dem Non-REM-Schlaf unter der Kontrolle des REM-Schlafs“, heißt es in einer Mitteilung der Universität Tsukuba. Zudem stellten die Forscher fest, dass diese Nervenzellen derselben Entwicklung entstammen wie jene Neuronen, die die Übergänge zwischen Wachzustand und Schlaf regeln.

Im Laufe der Evolution könnten sich Untergruppen dieser Neuronen gebildet haben, die nun sowohl REM-Schlaf als auch Non-REM-Schlaf kontrollieren, vermuten sie. Weil der REM-Schlaf bei Neugeborenen besonders stark ausgeprägt ist, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass er früher in der Evolution auftrat.

 


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