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Das Gehirn ist mit speziellen „Schlaf“-Neuronen ausgestattet

 
, Medizinischer Redakteur
Zuletzt überprüft: 04.09.2021
 
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08 April 2021, 09:00

Wissenschaftler haben im Gehirn spezielle "Uhr"-Zellen entdeckt, die für die Tiefe und Dauer des Schlafes verantwortlich sind.

Die elektrische Aktivität von Gehirnzellen wird in Form von spezifischen Rhythmen (α, β, γ usw.) bestimmt. Diese Rhythmen unterscheiden sich in Frequenz, Amplitude und Kombinationen je nach den gesetzten Zielen. Wenn beispielsweise eine Person schläft , wird der Gehirnrhythmus gehemmt.

Wissenschaftler der University of California haben neue Neuronen entdeckt, die es dem Gehirn ermöglichen, die Schlafhemmung aufrechtzuerhalten. Im Prinzip handelt es sich dabei nicht um ganz neue Zellen, sondern um bereits bekannte Astrozyten – gliale Strukturen des Nervensystems, von denen es im Gehirn recht viele gibt – bis zu 30% aller Zellen. Bisher war jedoch allgemein anerkannt, dass ihre Hauptfunktion die Ernährung von Neuronen ist, ihre Unterstützung. Nun haben Wissenschaftler bewiesen, dass Astrozyten direkt an der elektrischen Aktivität von Neuronen beteiligt sind. Insbesondere unterstützen sie im Gehirn spezifische elektrische Schwingungen, ohne die höhere kognitive Funktionen nicht möglich sind. Darüber hinaus unterstützen die Zellen auch die für den Schlaf verantwortlichen elektrischen Schwingungen.

Experten führten Experimente an Nagetieren durch. Die Astrozyten der Mäuse wurden so transformiert, dass sie bei Bedarf einer Stimulation zugänglich waren. Als das Nagetier einschlief, stimulierten die Wissenschaftler die astrozytäre Aktivität, was zu einer stärkeren Hemmung langsamer Schwingungen führte. Dadurch wurde der Mausschlaf länger und tiefer.

Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Zellen die Schlafdauer und -tiefe auf unterschiedliche Weise anpassen können. Astrozyten sind mit zwei Rezeptorvarianten ausgestattet. Wenn die erste Variation stimuliert wird, schläft das Gehirn lange, aber die Schlaftiefe ändert sich nicht. Wenn die zweite Variante stimuliert wird, wird der Schlaf tiefer, aber nicht länger. Ein ähnlicher Effekt ist auf die Vereinigung aller Astrozyten zu einem einzigen umfassenden System zurückzuführen: Durch die Einwirkung auf die Zellen von einem Ende des Systems können Veränderungen vom anderen Ende des Systems festgestellt werden. Es ist wahrscheinlich, dass diese Entdeckung im Laufe der Zeit die Entwicklung von Medikamenten zur Behandlung verschiedener Schlafstörungen ermöglichen wird. Es ist kein Geheimnis, dass Schlafstörungen auch die Qualität des Gedächtnisses und des Lernens, den Appetit und die Funktion des Nervensystems sowie den psycho-emotionalen Zustand eines Menschen direkt beeinflussen. Daher ist dieses Thema für Ärzte vieler Fachrichtungen sehr wichtig.

Aber es wäre ein Irrtum zu glauben, dass nur Astrozyten für die Schlafqualität verantwortlich sind. Dieser Prozess beinhaltet einen ganzen neuronalen Mechanismus in Verbindung mit hormonellen Neurotransmittern, die den zirkadianen Rhythmus regulieren.

Ob die Ergebnisse der Entdeckung auf den Menschen übertragbar sind, müssen Wissenschaftler vor weiteren Forschungen klären, da das Experiment unter Beteiligung von Nagetieren durchgeführt wurde.

Ursprüngliche Informationsquelle: Elifesciences

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