Neurobiologie des Schlafs Non-REM-Schlaf

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Neurobiologie
IchAcademia
bin
mir
Plau am See nicht gewiss, ob wir
verstehen, was wir wissen.
des Schlafs
Charles M. Abernathy
Dienstbesprechung
Bitte nicht stören!
Schlafendes Kind und
Kinderkopf
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Käthe Kollwitz, 1903.
Academia Neurologica
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Plau am See
Plau am See
Neurobiologie
des Schlafs
Neurobiologia do Sono
Dienstbesprechung
Neurobiologie
des
Bitte nicht
stören!Schlafs
Dr. med. Valdeci J. Pomblum
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Neurobiologie
des Schlafs
Einführung
Fast alle Landtiere richten ihr Verhalten an circadianen
Rhythmen aus
circa: „ringsherum“
dies: „Tag“
(den täglichen Zyklen von Tageslicht und Dunkelheit, die
dadurch entstehen, dass die Erde sich dreht)
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des Schlafs
Circadiane Rhythmen
Temperatur (°C)
Körpertemperatur
Tageszeit (h)
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Circadiane Rhythmen
Cortisol
(µg/100 mL)
Cortisol
Tageszeit (h)
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des Schlafs
Circadiane Rhythmen
Blutdruck
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Neurobiologie
des Schlafs
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Circadiane Rhythmen
Schlaganfall
300
250
200
150
100
50
0
1:00
AM
3:00
AM
5:00
AM
7:00
AM
9:00
AM
11:00 1 p m 3:00
AM
PM
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5:00
PM
7:00
PM
9:00
PM
11:00
PM
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Neurobiologie
des Schlafs
Zeitgeber
Zeitreize aus der Umwelt (Hell-Dunkel-, Temperatur-, und
Feuchtigkeitsschwankungen) werden allgemein als
Zeitgeber
bezeichnet.
Durch Kopplung an diese
Zeitgeber
werden Tiere entsprechend dem Tag-Nacht-Rhythmus reguliert und
halten einen Aktivitätszyklus von genau 24 Stunden aufrecht.
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Neurobiologie
des Schlafs
Zeitgeber
Wenn Säugetieren von sämtlichen Zeitgebern abgeschnitten werden,
richten sie sich in einem Aktivitäts- und Ruherhythmus ein, der meist
eine Periode von mehr oder weniger 24 Stunden hat.
Michel Siffre, 2000.
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des Schlafs
Zeitgeber
Der wichtigste Zeitgeber für Säugetiere ist der Hell-Dunkel-Zyklus.
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Neurobiologie
des Schlafs
Der suprachiasmatische Kern: Eine Gehirnuhr
Die Uhr selbst läuft weiter und hält ihren Grundrhythmus selbst dann
aufrecht, wenn die Eingangssignale
entfernt werden.
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Neurobiologie
des Schlafs
Der suprachiasmatische Kern: Eine Gehirnuhr
Säugetiere haben ein winziges Paar
von Nervenzellgruppen im
Hypothalamus, die als
biologische Uhr fungieren.
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Neurobiologie
des Schlafs
SCN-Mechanismen
Woher wissen die SCN-Neuronen, wie spät es ist ???
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des Schlafs
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Schlaf-Rhythmik
Schlaf/Wachzustand
Wachzustand
Schlaf
Wachzustand
Schlaf
Vigilanz
Schlaf
Tageszeit (h)
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Neurobiologie
des Schlafs
Schlaf
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des Schlafs
Die Pioniere
Die Pioniere
Giuseppe Moruzzi
(1910-1986)
Frédéric Bremer
(1892-1982)
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Neurobiologie
des Schlafs
Die Pioniere
1953 beschrieben Kleitman
und Aserinsky den REM-Schlaf.
Nathaniel Kleitman
(1895-1999)
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Neurobiologie
des Schlafs
Funktionelle Zustände des Gehirns
Im Lauf eines normalen Tages erlebt man zwei grundverschiedene
Verhaltensweisen: Wachsein und Schlafen.
REM-Schlafphasen: schnelle Augenbewegungen
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des Schlafs
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Funktionelle Zustände des Gehirns
Minutes
of
Stage 4
and
REM
Decreasing
Stage 4
25
20
15
Increasing
REM
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Hours of sleep
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Non-REM-Schlaf (orthodoxer Schlaf)
Der Non-REM-Schlaf ist offenbar eine Phase des Ruhens:
1)
Körpertemperatur und Energieverbrauch sind reduziert
2)
Parasympathische Aktivität: Atmung, HF und Nierenfunktion
3)
Während des Non-REM-Schlafes produziert das Gehirn in der
Regel keine komplexen Träume
4)
„Slow-Wave-Schlaf“
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Non-REM-Schlaf (orthodoxer Schlaf)
Ein leerlaufendes Gehirn in einem beweglichen Körper
William Dement
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Neurobiologie
des Schlafs
REM-Schlaf (paradoxer Schlaf)
Ein aktives, halluzinierendes
Gehirn in einem gelähmten Körper
William Dement
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Neurobiologie
des Schlafs
REM-Schlaf (paradoxer Schlaf)
1)
„Traumschlaf“
2)
Die Physiologie des REM-Schlafes ist ebenfalls bizarr
3)
Das EEG lässt sich angesichts der raschen Hirnwellen mit niedriger
Amplitude kaum von dem aktiven, welchen Gehirns unterscheiden
4)
Erhöhter Sauerstoffverbrauch des Gehirns
5)
Sympathische Aktivität und muskuläre Atonie
6)
Von sexuellen Eindrücken entkoppelte Penis- oder
Klitoriserektionen auftreten
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Neurobiologie
des Schlafs
Der Schlafzyklus
-Non-REM-Schlaf 75%-REM-Schlaf 25%-
Während einer normalen Nacht durchlaufen wir zunächts die vier Stadien
des Non-REM-Schlafes, treten dann in eine REM-Phase ein und kehren
anschließend wieder zu den vier Non-REM-Stadien zurück.
Dieser Zyklus wiederholt sich etwa alle 90 Minuten.
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Neurobiologie
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Schlafstadium 1
Die Übergangsphase vom Wachsein zum Einschlafen und der Eintritt in
die erste Non-REM-Phase ist das
Alpha-Wellen (9-13 Hz) nehmen ab
Theta-Wellen (4-8 Hz) nehmen zu
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Schlafstadium 2
Stadium 2 ist durch einen etwas tieferen Schlaf gekennzeichnet und
dauert circa 5 bis 15 Minuten an
Gelegentliche 8-14 Herz-Oszillationen typisch („Schlafspindeln“)
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Neurobiologie
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Schlafstadium 3 und Schlafstadium 4
In Stadium 3 setzen langsame Delta-Wellen mit hoher Amplitude ein
In Stadium 4 wird der Tiefschlaf erreicht und die EEG-Rhythmen
betragen 2 Hz oder weniger
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des Schlafs
REM-Schlaf
Wach-EEG
REM-Schlaf-EEG
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Neurobiologie
des Schlafs
Neuronale Mechanismen des Schlafs
Die Nervenzellen, die für die Kontrolle des Schlafes und Wachseins am
wichtigsten sind, sind Teil des diffusen modulatorischen
Neurotransmittersystems der Formatio reticularis:
Transmitter der Formatio reticularis Neurone:
•
Acetylcholin
•
Norepinephrin
•
Serotonin
•
Dopamin
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des Schlafs
Cholinerges System
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Dopaminerges System
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Serotogenes System
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Noradrenerges System
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Gabaerges System
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Histaminerges System
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Neurobiologie
des Schlafs
Melatoninerges System
Garfinkel et al. 1995.
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Neurobiologie
des Schlafs
Adenosinerges System
Die somnogene Substanz Adenosin wird im basalen Vorderhirn während
des Wachzustandes akkumuliert und im nachfolgenden Schlaf vermindert.
Garfinkel et al. 1995.
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Neurobiologie
des Schlafs
Hypokretinerges System
Nature Reviews
Neuroscience, 2007
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Neurobiologie
des Schlafs
Aszendierendes Retikuläres System
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Neurobiologie
des Schlafs
Der Nachtmahr
Johann H. Füssli, 1781.
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Alles Wissen und alle Vermehrung unseres Wissens
endet niemals mit einem Schlusspunkt, sondern
immer mit einem Fragezeichen.
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Hermann Hesse.
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