Mausstudie gibt Hinweise auf Tiefschlaf

Experten sind seit langem verwirrt, dass das Gehirn im Schlaf anders auf Reize reagiert als im Wachzustand.

"Es ist das gleiche Gehirn, die gleichen Neuronen und ähnliche Anforderungen an Sauerstoff und so weiter. Was ist also der Unterschied zwischen diesen beiden Zuständen?" fragte Dr. Rodolfo Llinás, Professor für Neurowissenschaften an der New York University School of Medicine.

In einem kürzlich erschienenen Artikel kündigte Llinás an, dass ein bestimmter Kalziumkanal eine entscheidende Rolle für einen gesunden Schlaf spielt, ein wichtiger Schritt zum Verständnis sowohl normaler als auch abnormaler Funktionen des Wachgehirns.

Um die allgemeine Frage des Schlafes anzugehen, konzentrierten sich Llinás und seine Kollegen auf einen entscheidenden Teil des Puzzles bei Mäusen.

Kalziumkanäle, selektive Tore in Neuronenwänden, sind ein wesentlicher Bestandteil des Neuronenfeuers und stellen sicher, dass alle Teile des Gehirns miteinander sprechen. Während des Schlafes wird jedoch die Kalziumkanalaktivität erhöht, wobei ein langsamer Rhythmus beibehalten wird, der sich von den im Wachzustand festgestellten Mustern unterscheidet.

Basierend auf diesem Hinweis entfernten die Wissenschaftler eine Art von Kalziumkanal, Cav3.1, und untersuchten, wie sich das Fehlen der Aktivität dieses Kanals auf die Gehirnfunktion der Maus auswirkte.

Dieser Kalziumkanal spielt im normalen Schlaf eine Schlüsselrolle.

Die Mäuse ohne funktionierende Cav3.1-Kalziumkanäle brauchten länger zum Einschlafen als normale Mäuse und schliefen viel kürzer. "Sie machten im Grunde ein Nickerchen", sagte Llinás.

Ihre Gehirnaktivität war ebenfalls abnormal, eher wie normale Wachheit als Schlaf. Vor allem erreichten diese Mäuse nie einen tiefen, langsamwelligen Schlaf. "Dies bedeutet, dass wir entdeckt haben, dass Cav3.1 der Kanal ist, der letztendlich den Tiefschlaf unterstützt", sagte Llinás.

Da diesen Mäusen die Fähigkeit, tief zu schlafen, völlig fehlt, exprimieren sie schließlich ein Syndrom, das psychiatrischen Störungen beim Menschen ähnelt.

Llinás glaubt, dass die Untersuchung der Funktionsweise des Gehirns bei Bewusstlosigkeit der Schlüssel zum Verständnis des normalen Bewusstseins sowie der abnormalen Gehirnaktivität ist.

Experten glauben, dass die neuen Erkenntnisse Wissenschaftlern helfen werden, einen der Schlüsselmechanismen des normalen Schlafes sowie die Rolle eines wichtigen Kalziumkanals für die gesamte Gehirnfunktion aufzudecken.

Quelle: Marine Biological Laboratory / EurekAlert