Der genaue Grund, warum wir schlafen, ist seit langem eines der größten Mysterien der modernen Wissenschaft. Viele verschiedene Theorien wurden aufgestellt, aber Tatsache ist, dass niemand ganz sicher ist, warum wir ungefähr ein Drittel unseres Lebens schlafend verbringen.
Es gibt viele Untersuchungen, die zeigen, wie Schlaf hilft, Erinnerungen zu festigen und den Körper zu reparieren, aber viele Wissenschaftler glauben, dass diese Aktionen den zugrunde liegenden Zweck des Schlafs nicht vollständig erklären, insbesondere aus evolutionärer Sicht. Wenn wir so viel Zeit unseres Lebens schlafend und verletzlich verbringen, sind wir großen Gefahren ausgesetzt, so dass viele Experten glauben, dass es einen zwingenderen Grund geben muss, warum wir schlafen.
Eine der wichtigsten Schlaftheorien besagt, dass der Schlaf notwendig ist, damit das Gehirn sich von den Aktivitäten des Vortages aufräumen und neu starten kann. Die Forschung an Mäusen unterstützt diese Theorie.
Eine Studie, die 2013 in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, ergab, dass Schlaf dem Gehirn die Möglichkeit gibt, sich selbst zu reinigen. Die Studie selbst umfasste die Untersuchung des Flüssigkeitsflusses im Gehirn von Mäusen im Wach- und Schlafzustand.1
Die Forscher konzentrierten sich insbesondere darauf, wie Flüssigkeiten innerhalb des Lymphsystems oder der Räume zwischen Neuronen fließen. Dies ist so etwas wie ein Abfallentsorgungssystem, das die Abfallprodukte beseitigt, die Gehirnzellen bei der Ausführung normaler Aufgaben erzeugen.1
Der Flüssigkeitsfluss im schlafenden Gehirn erhöht sich
Der Transport dieser Abfallstoffe erfordert jedoch viel Energie, und die Forscher stellten die Hypothese auf, dass das Gehirn diese Reinigungsfunktionen nicht unterstützen und gleichzeitig sensorische Informationen verarbeiten kann. Um diese Idee zu testen, verbrachte die Hauptautorin der Studie, Lulu Xie, zwei Jahre damit, Mäuse an einer Art Mikroskop einzuschlafen, mit dem die Forscher beobachten konnten, wie sich Farbstoff durch lebendes Gewebe bewegte.
Nachdem die EEG-Aktivität bestätigte, dass die Mäuse wirklich schliefen, wurde ihnen ein grüner Farbstoff in ihre Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit injiziert. Eine halbe Stunde später wurden die Mäuse geweckt und dann wurde ein roter Farbstoff injiziert. Durch diesen Prozess konnten die Forscher die Bewegungen des grünen und roten Farbstoffs durch das Gehirn beobachten. Sie beobachteten, dass im Schlaf zwar große Mengen an Liquor cerebrospinalis durch das Gehirn strömten, im Wachzustand jedoch nur sehr wenig Bewegung beobachtet wurde.1
Räume zwischen Gehirnzellen werden im Schlaf größer
Warum gab es also während der Schlafzustände einen so größeren Flüssigkeitsfluss als im Wachzustand? Die Forscher beobachteten auch, dass die Zwischenräume zwischen den Gehirnzellen während des Schlafs viel größer wurden, sodass die Flüssigkeit freier fließen konnte. Diese Kanäle nahmen während des Schlafs um etwa 60 % zu.
Die Forscher fanden auch heraus, dass, wenn den Mäusen bestimmte Proteine injiziert wurden, die Proteine im Schlaf viel schneller abgebaut wurden. 1
Mögliche Auswirkungen
Diese Ergebnisse haben erhebliche Auswirkungen auf die Behandlung von schmutzigen Gehirnerkrankungen wie Alzheimer, sagte Maiken Nedergaard, einer der Autoren der Studie. Genau zu verstehen, wie und wann das Gehirn das glymphatische System aktiviert und Abfallstoffe beseitigt, ist ein entscheidender erster Schritt bei den Bemühungen, dieses System möglicherweise zu modulieren und effizienter zu machen.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass bestimmte neurologische Erkrankungen wie Demenz, Alzheimer und Schlaganfall mit Schlafstörungen einhergehen. Laut Nedergaard könnten diese Ergebnisse darauf hindeuten, dass Schlafmangel bei solchen Erkrankungen eine ursächliche Rolle spielen könnte.
Nachdem die Forscher nun diesen Gehirnreinigungsprozess identifiziert haben, hoffen sie, dass er zu weiteren Untersuchungen über die Funktionsweise des Prozesses und die mögliche Rolle, die er bei neurologischen Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit spielen könnte, führen wird.
Die Studie unterstreicht auch einmal mehr die Bedeutung des Schlafs. „Dies könnte für Schichtarbeiter, die nachts arbeiten, eine Menge Diskussionen auslösen“, sagte Nedergaard gegenüber Science. „Sie entwickeln wahrscheinlich Schäden, wenn Sie nicht schlafen.“2