Genvariation beeinflusst die Leistung geistiger Aufgaben nach Schlafentzug

Wenn ihnen der Schlaf entzogen wird, können manche Menschen viel besser damit umgehen und reagieren als andere. Obwohl Wissenschaftler Gene identifiziert haben, die mit diesem Phänomen assoziiert sind, war immer noch unbekannt, warum die Auswirkungen von Schlafentzug sowohl bei Individuen als auch bei kognitiven Aufgaben so stark variieren.

Zum Beispiel können einige Menschen nach einem Tag ohne Schlaf mit einem Reaktionszeittest zu kämpfen haben, aber bei Entscheidungsaufgaben gute Leistungen erbringen oder umgekehrt.

Jetzt in einer neuen Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche BerichteForscher der Washington State University haben eine genetische Variation identifiziert, die sich erheblich darauf auswirkt, wie gut Menschen mit Schlafmangel geistige Aufgaben ausführen.

Die Ergebnisse zeigen, dass Menschen mit einer bestimmten Variation des DRD2-Gens gegenüber den Auswirkungen von Schlafentzug widerstandsfähig sind, wenn sie Aufgaben ausführen, die kognitive Flexibilität erfordern, und die Fähigkeit, auf der Grundlage sich ändernder Informationen geeignete Entscheidungen zu treffen.

Menschen mit Schlafmangel und zwei anderen Variationen desselben Gens neigen jedoch dazu, bei denselben Aufgaben viel schlechter abzuschneiden.

Das DRD2-Dopaminrezeptor-Gen beeinflusst die Verarbeitung von Informationen im Striatum, einer Region des Gehirns, die üblicherweise mit kognitiver Flexibilität verbunden ist.

"Unsere Arbeit zeigt, dass es Menschen gibt, die gegenüber den Auswirkungen von Schlafentzug in Bezug auf kognitive Flexibilität widerstandsfähig sind", sagte Paul Whitney, Professor für Psychologie an der Washington State University (WSU) und Hauptautor der Studie. "Überraschenderweise sind dieselben Menschen genauso betroffen wie alle anderen bei anderen Aufgaben, die andere kognitive Fähigkeiten erfordern, z. B. die Aufrechterhaltung des Fokus."

"Dies bestätigt etwas, von dem wir lange vermutet haben, dass die Auswirkungen von Schlafentzug nicht allgemeiner Natur sind, sondern von der spezifischen Aufgabe und den Genen der Person abhängen, die die Aufgabe ausführt."

In der neuen Studie verglichen Whitney zusammen mit den Kollegen John Hinson, Professor für Psychologie an der WSU, und Hans Van Dongen, Direktor des WSU-Forschungszentrums für Schlaf und Leistung an der WSU Spokane, wie Menschen mit unterschiedlichen Variationen des DRD2-Gens bei bestimmten Aufgaben auftraten sowohl ihre Fähigkeit, Ereignisse zu antizipieren, als auch ihre kognitive Flexibilität als Reaktion auf sich ändernde Umstände zu testen.

Die Studie rekrutierte 49 Erwachsene, um am Schlaflabor der WSU Spokane teilzunehmen. Nach einer 10-stündigen Ruhezeit wurden 34 Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, 38 Stunden ohne Schlaf zu bleiben, während die anderen normal schlafen durften.

Vor und nach dem Schlafentzug betrachteten die Probanden eine Reihe von Buchstabenpaarungen auf einem Computerbildschirm und wurden aufgefordert, für eine bestimmte Buchstabenkombination (z. B. ein A gefolgt von einem X) auf die linke Schaltfläche und für alle anderen Buchstabenpaare auf die rechte Schaltfläche zu klicken . Nach einer Weile konnten sowohl die Gruppe mit Schlafentzug als auch die Gruppe ohne Schlafentzug das Muster identifizieren und für verschiedene Buchstabenpaare richtig klicken.

Die Aufgabe wurde schwieriger. In der Mitte des Tests forderten die Forscher die Teilnehmer auf, jetzt auf die linke Schaltfläche zu klicken, um eine andere Buchstabenkombination zu erhalten. Der plötzliche Wechsel verblüffte die meisten Teilnehmer mit Schlafentzug, aber diejenigen, die eine bestimmte Variation des DRD2-Gens hatten, handhabten den Wechsel genauso wie wenn sie ausgeruht waren.

"Unsere Forschung zeigt, dass dieses spezielle Gen die Fähigkeit einer Person beeinflusst, die Richtung mental zu ändern, wenn sie neue Informationen erhält", sagte Van Dongen. "Einige Menschen sind durch diese spezielle Genvariation vor den Auswirkungen von Schlafentzug geschützt, aber für die meisten von uns hat Schlafverlust etwas mit dem Gehirn zu tun, das uns einfach daran hindert, den Gang zu wechseln, wenn sich die Umstände ändern."

Die Auswirkungen von Schlafentzug auf die kognitive Flexibilität können schwerwiegende Folgen haben, insbesondere bei hohen Einsätzen, in realen Situationen wie einer Notaufnahme oder bei militärischen Operationen, bei denen die Fähigkeit, auf sich ändernde Umstände zu reagieren, von entscheidender Bedeutung ist.

Die Forscher wenden derzeit das, was sie aus ihrer Studie gelernt haben, an, um neue Wege zu entwickeln, um Chirurgen, Polizisten, Soldaten und anderen Personen, die sich regelmäßig mit den Auswirkungen von Schlafentzug in kritischen, sich ständig ändernden Umgebungen befassen, bei der Bewältigung des kognitiven Verlusts zu helfen Flexibilität.

"Unser langfristiges Ziel ist es, Menschen so zu trainieren, dass sie unabhängig von ihrer genetischen Zusammensetzung in der Lage sind, sich ändernde Szenarien zu erkennen und angemessen darauf zu reagieren und weniger anfällig für Schlafverlust zu sein", sagte Whitney. "Natürlich ist die naheliegendere Lösung, nur etwas zu schlafen, aber in vielen realen Situationen haben wir diesen Luxus nicht."

Quelle: Washington State University