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Hirnwäsche im Schlaf

Gute Nacht Die Suche nach dem Sinn des Schlafs

Schlaflosigkeit beeinträchtigt Immunsystem und Stoffwechsel

Auch das Immunsystem läuft aus dem Ruder. Bei neun Männern, die im Labor fünf Nächte je vier Stunden schlafen durften, schalteten sich vor allem Gene für die Immunabwehr anders an und aus. Sie produzierten mehr Zytokine, die zu Entzündungen führen, berichteten Forscher um Vilma Aho von der Universität von Helsinki im Fachblatt „Plos One“. Zu einem ähnlichen Ergebnis kamen sie, als sie Blutproben von mehr als 470 Finnen analysierten, die bei einer Befragung angegeben hatten, regelmäßig weniger als sechs Stunden zu schlafen. Die Entzündungsreaktionen könnten das Risiko für Herzkrankheiten erhöhen, schreiben sie.

Jan Borns Team schickte zwei Gruppen Freiwilliger zu einer Impfung, eine musste in der folgenden Nacht wach bleiben. Vier Wochen und ein Jahr später überprüften die Forscher den Impfschutz. „Die Gruppe bildete nur halb so viele Antikörper. Eine schlaflose Nacht reicht!“, sagt Born. Es gebe Indizien, dass dafür der Tiefschlaf entscheidend ist.

Zu allem Überfluss wird im Schlaf Müll beseitigt. Wie alle Zellen produzieren auch jene im Gehirn während des Tages Abfälle. Im Schlaf ziehen sie sich deshalb etwas zusammen, die Kanäle für das Hirnwasser erweitern sich um 60 Prozent. So kann es die Giftstoffe besser wegspülen. Diese Selbstreinigung hat ein Team um Maiken Needergard von der Universität von Rochester bei Mäusen entdeckt. Ob sie bei anderen Tieren – oder beim Menschen – genauso funktioniert, wie lange sie dauert und in welcher Schlafphase die Hirnwäsche erfolgt, ist unklar. Ebenso wie ein Zusammenhang mit Alzheimer oder psychiatrischen Erkrankungen.

Der Traumschlaf bleibt ein Rätsel

Die Studien sind wie Mosaiksteine. Alle zeigen, dass Schlaf essentiell ist. Trotzdem ergeben sie kein einheitliches Bild, warum er entstand. „Ausschlaggebend ist, ob diese Prozesse ablaufen können, wenn ein Tier wach ist“, sagt Siegel. Nahrung könne man nachts verdauen. „Aber man muss dazu nicht schlafen.“ Vermutlich seien immer mehr Funktionen hinzugekommen, sagt Born: „Die Atmung versorgt nicht nur Zellen mit Sauerstoff. Wir nutzen sie zum Sprechen.“

Der Traumschlaf ist im Moment das größte Rätsel. Braucht man ihn, um Emotionen zu verarbeiten? Um die Reifung des Gehirns in Kindheit und Jugend zu unterstützen? Es gibt darauf keine Antworten, die unumstritten sind. Intelligente Meeressäuger wie Delfine und Wale kommen ohne Traumschlaf aus, sogar als Neugeborene. Vögel können ihn ausschalten, um nur mit einer Hirnhälfte zu schlafen. Menschen, deren REM-Phasen aufgrund von Medikamenten gestört sind, haben keine Probleme im Alltag. Andererseits ist der Traumschlaf bei vielen Säugetieren besonders lang, wenn sie Schlaf nachholen. „Er ist wichtig, keine Frage“, sagt Rattenborg. „Aber wofür?“ Einen Hinweis fand das Team um Chiara Cirelli von der Universität von Wisconsin bei Mäusen: In der REM-Phase reiften Zellen heran, die im Schlaf besonders viel Myelin produzierten. Diese isolierende Mantelschicht schützt Nervenzellfortsätze und ermöglicht eine blitzschnelle Informationsweiterleitung.

Lange hieß es, das Gehirn spiele im Traum das Erlebte erneut durch und speichere es so im Langzeitgedächtnis ab. „Das ist falsch“, sagt Born. „Dafür ist der Tiefschlaf zuständig.“ Sein Team bat Freiwillige ins Schlaflabor und verkabelte sie. Wann immer sich in den Hirnströmen die langsamen Deltawellen des Tiefschlafes ankündigten, unterbanden sie sie mit einem Ton. Umgekehrt versuchten die Forscher, die Wellen durch einen Klick im rechten Moment zu verstärken. „Das ist wie eine Schaukel, die man anstupst“, sagt Born. Es funktioniert. Ein Zahlenrätsel zum Beispiel, das am Vortag noch wirr wirkte, wird danach leichter lösbar.

Schlaf macht schlau? Nicht unbedingt!

„Offline“ müsse das Gehirn nur sein, um Gelerntes oder Erlebtes neu zu ordnen und Wichtiges aus dem Zwischenspeicher ins Langzeitgedächtnis zu überführen. „Das ist eine gewaltige Leistung. Schwer vorstellbar, wenn weiter Eindrücke auf uns einprasseln“, sagt Born. Um keinen Datenschrott anzuhäufen, filtere das Gehirn potenziell Nützliches heraus und mache es leicht zugänglich. Bei Kindern bilden sich die langsamen Deltawellen erst nach und nach aus. Zwischen acht und zwölf Jahren, wenn der Tiefschlaf besonders lang und ausgeprägt ist, saugen sie Fakten wie Schwämme auf. Also macht Schlaf intelligent? „Einstein hat angeblich viel geschlafen“, sagt Born. Siegel räuspert sich. „Im Tierreich gilt das nicht!“ Niemand halte Fledermäuse für schlau und Elefanten für dumm.

Selbst extremer Schlafmangel wirkt sich nicht unbedingt auf die Leistungsfähigkeit aus. Im Sommer wandern Graubruststrandläufer in die Arktis. Dort, wo der Tag nie aufhört, balzen und brüten sie. Ein Team um Bart Kempenaers vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen hat die Männchen einer Kolonie in Alaska mit zwei Messgeräten ausgestattet: eines für ihre Hirnströme und eines, das ihre Kontakte mit Weibchen aufzeichnete. Eine Vaterschaftsanalyse der Eier verriet später, wer die meisten Nachkommen gezeugt hatte. Es waren gerade die, die pro Tag ein bis zwei statt sieben Stunden schliefen. Sie ließen nur kurze Tiefschlafattacken zu. Mit vernebeltem Geist könne man sich dort eigentlich nicht durchsetzen, sagt Rattenborg, der an der Studie beteiligt war. Für Schlafforscher sei das Beispiel daher eine Herausforderung. „Die Kontroversen zeigen, dass wir den Schlaf nicht gut verstehen. Wahrscheinlich haben alle ein bisschen recht.“

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