Schlafforschung

Die Schlafforschung studiert das Verhalten und sämtliche körperliche Prozesse und Bewusstseinsvorgänge während des Schlafs, sowie die Wechselwirkung zwischen Schlafen und Wachen und dem Schlaf und der Umwelt. Es gibt Grundlagenforschung (Chronobiologie, Stoffwechselvorgänge, Gehirnaktivität, Träumen, Lernprozesse), Klinische Forschung (Schlafstörung) und angewandte Forschung (Schichtarbeit).

Somnologie ist ein allgemeinerer Begriff und bezeichnet die Lehre vom Schlaf, wozu neben der Schlafforschung auch die Schlafmedizin gehört. Ein Wissenschaftler, der sich mit diesem Gebiet beschäftigt, wird Somnologe genannt.

Normaler nächtlicher Schlafablauf mit REM-Phasen

Die Schlafforschung als Wissenschaft ist ein relativ junges Teilgebiet der Medizin. Sie entstand erst, nachdem in den 1950er Jahren die REM-Phase (Rapid Eye Movement) beim Schlaf des Menschen entdeckt wurde. Die Weltgesundheitsorganisation unterscheidet in ihrer Internationalen Klassifizierung von Krankheiten 88 verschiedene Schlafstörungen. Diese sind neben den Grundlagen der Schlaf-Wach-Regulation Untersuchungsgegenstand der Schlafforschung.

So wurde beispielsweise entdeckt, dass Menschen ähnlich reagieren, wenn sie in der REM-Phase (Traumschlaf) geweckt werden. Sie sind, je nach Trauminhalt, rasch wach und können sich an einen Traum erinnern. Bei Weckungen aus dem Tiefschlaf dagegen fällt das Erwachen schwer und die Probanden können sich nicht so häufig an Trauminhalte erinnern. Heute ist bekannt, dass sowohl die NONREM- als auch die REM-Schlaf-Phasen maßgeblich an der Langzeitspeicherung von Gedächtnisinhalten beteiligt sind.

Die verschiedenen Schlafphasen erkennt man, indem man die Gehirnströme, Muskelaktivität und die Augenbewegung misst und diese visuell oder rechnergestützt analysiert. Der REM-Schlaf ist gekennzeichnet durch schnelle salvenartige horizontale Augenbewegungen, einer Lähmung der Muskulatur (Bewegungsunfähigkeit), hoher Gehirnaktivität und gelegentlichen Zuckungen.

Geschichte

Ernst Otto Heinrich Kohlschütter (* 1837 in Dresden, † 1905 in Bad Salzschlirf), Untersuchungen zur „Schlaftiefe“ über die Weckschwelle in 1862

Über lange Zeit hinweg wurde davon ausgegangen, dass Schlaf eine Erholungsphase sei, bei der das Gehirn einfach „abgeschaltet“ wäre. Folglich hielt man den Schlaf für homogen und nähere Betrachtungen erschienen uninteressant.[1] In der Mitte des 19. Jahrhunderts änderte sich das. Geräusche konnten Schlafende wecken, also konnte das Gehirn nicht völlig abgeschaltet sein. Die Versuche zur Bestimmung der „Schlaftiefe“ aus den Anfängen der quantitativen Erforschung des Schlafes sind mit dem Namen Ernst Kohlschütter und seiner Veröffentlichung zur „Messung der Festigkeit des Schlafes“ verbunden.[2] Seine „Weckreizmethode“ aus dem Jahr 1862 wählte die Stärke des Reizes, die zum Erwachen führt und als Weckschwelle bezeichnet wird, zum Maß für die Schlaftiefe. Die Weckreizmethode verwendet einen Pendelhammer, der gegen eine dicke Schieferplatte schlägt als akustischen Weckreiz.[3] Kohlschütters „Schlaftiefenkurve“ zeigte eine zunehmende Schlaftiefe am Anfang des Schlafes über die Periode, die nach neuerer Sicht dem ersten Schlafzyklus entspricht, und eine Abnahme der Schlaftiefe ab dann bis gegen Morgen.[4]

Hans Berger (* 1873 in Neuses, † 1941 in Jena), Entwicklung der Elektroenzephalographie (EEG) in 1924

Weitergehende Untersuchungen des Schlafes ermöglichte die Entwicklung der Elektroenzephalografie (EEG), mit der Hans Berger, Leiter der Neurologie am Landeskrankenhaus Jena, 1924 eine wichtige Grundlage für die Somnologie lieferte.[5] Mittels EEG wurden in neurologischer Forschung und medizinischer Diagnostik Messungen der elektrischen Aktivität des Gehirns durch Aufzeichnung der Spannungsschwankungen an der Kopfoberfläche möglich, was im Zusammenhang mit Schlafstadien entscheidend ist. Zusammen mit weiteren Verfahren ist das EEG Teil der umfangreichsten Untersuchungsmethode im Schlaflabor, der Polysomnographie.

Ein wesentlicher nächster Schritt war die Beschreibung von Schlafstadien mittels EEG. Schlafforscher um Alfred Lee Loomis klassifizierten Schlafstadien, damals als A bis E bezeichnet, anhand der im EEG gefundenen Merkmale wie Schlafspindeln. Die Beschreibung der Merkmale ist noch immer Grundlage der Einteilung der Schlafstadien. A und B entsprechen dem, was derzeit als Schlafstadium N1 bezeichnet wird, C ist nun N2, D und E sind nun N3. REM-Schlaf wurde nicht beschrieben.[6] Diese Einteilung wurde später mehrmals angepasst, erstmals durch die Ergänzung um den REM-Schlaf.[7]

Eugene Aserinsky, ein Doktorand bei Nathaniel Kleitman an der Universität Chicago, konnte Abschnitte im Schlaf mit schnellen Augenbewegungen und höherer Gehirnaktivität im EEG aufzeigen, in denen Träume auftraten. Damit war der REM-Schlaf entdeckt. Aserinsky und und Kleitman veröffentlichten 1953 darüber in der Zeitschrift Science.[8] [9]

Alexander Borbély hat Forschungsergebnisse zu Modellen der Schlafregulierung veröffentlicht.

Literatur

Bücher
  •  Hans Berger: Das Elektrenkephalogramm des Menschen. Bearb. Gerhard Mühlau. pmi-Verl., Frankfurt am Main 1991, ISBN 3-89119-184-7.
  • Stanislaw Kubicki (Hrsg.): Methoden der Schlafforschung („Methods of sleep research“). Fischer, Stuttgart 1985, ISBN 3-437-10950-2.
  • Hans R. Mächler: Die Anfänge moderner Schlafforschung Juris-Verlag, Dietikon 1994, ISBN 3-260-05373-5 (zugl. Dissertation, Universität Zürich 1994).
  • Peter Spork: Das Schlafbuch. Warum wir schlafen und wie es uns am besten gelingt. Edition Anaconda, Köln 2011, ISBN 978-3-86647-578-6.
  • Jürgen Staedt, Dieter Riemann: Diagnostik und Therapie von Schlafstörungen. Kohlhammer, Stuttgart 2006, ISBN 978-3-17-01-9467-0.
  • Jürgen Staedt, Yehonala Gudlowski, Marta Hauser: "Schlafstörungen im Alter. Rat und Hilfe für Angehörige". Kohlhammer, Stuttgart 2009; ISBN 9783170203846
  • Jürgen Staedt, Yehonala Gudlowski:"Schlaf und Gedächtnis oder Schlafen, um zu erinnern".Kognitive Störungen in Neurologie und Psychiatrie. Hrsg Calabrese P. & Markowitsch H.J.; Hippocampus Verlag 2012.
  • Jürgen Zulley: Mein Buch vom guten Schlaf. Zabert Sandmann, München 2005, ISBN 3-89883-134-5.
Zeitschriften
  • Somnologie. Schlafforschung und Schlafmedizin. Springer Medizin, Heidelberg 1997 ff ISSN 1432-9123

Weblinks

Einzelnachweise

  1.  William C. Dement: The study of human sleep: a historical perspective. In: Thorax. Vol. 53 Suppl 3, 1998, S. 2–7, PMID 10193352., online (als PDF-Datei, 154 kB), abgerufen am 3. Februar 2013
  2.  Ernst Otto Heinrich Kohlschütter: Messung der Festigkeit des Schlafes. In: Zeitschrift für rationelle Medicin. Dritte Reihe, Nr. 17, 1863, S. 209-253., hier online (PDF, 5,88 MB), abgerufen am 29. Januar 2013
  3.  Johannes Werner: Eine Methode zur weckreizfreien und fortlaufenden Schlaftiefenmessung beim Menschen mit Hilfe von Elektrencephalo-, Elektrooculo- und Elektrokardiographie (EEG, EOG und EKG). In: Zeitschrift für die gesamte experimentelle Medizin. Vol. 134, Nr. 2, 1961, S. 187-209, doi:10.1007/BF02046290.
  4.  Mathias Basner: Arousal threshold determination in 1862: Kohlschütter’s Measurements on the Firmness of Sleep. In: Sleep Medicine. Vol. 11, Nr. 4, 2010, S. 417-422, doi:10.1016/j.sleep.2009.10.002.
  5.  Hans Berger: Über das Elektrenkephalogramm des Menschen. In: Archiv für Psychiatrie und Nervenkrankheiten. Vol. 87, Nr. 1, 1929, S. 527-570, doi:10.1007/BF01797193.
  6.  Alfred Lee Loomis, Edmund Newton Harvey and Garret A. Hobart: Cerebral states during sleep as studied by human brain potentials. In: Journal of Experimental Psychology. Vol. 21, Nr. 2, 1937, S. 127-144, doi:10.1037/h0057431.
  7.  Hartmut Schulz: Rethinking Sleep Analysis. In: Journal of Clinical Sleep Medicine. Vol. 4, Nr. 2, 2008, S. 99-103, PMID 18468306.
  8.  Eugene Aserinsky, Nathaniel Kleitman: Regularly occurring periods of eye motility, and concomitant phenomena, during sleep. In: Science. Vol. 118, Nr. 3062, 1953, S. 273-274, PMID 13089671.
  9.  Eugene Aserinsky, Nathaniel Kleitman: Regularly occurring periods of eye motility, and concomitant phenomena, during sleep. Nachdruck. In: The Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences. Vol. 15, Nr. 4, 2003, S. 454-455, doi:10.1176/appi.neuropsych.15.4.454, PMID 14627774.
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