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Schlaf fürs Gehirn
* Gespräch – Matthias Kamber, Kämpfer für sauberen Sport 36
* Begegnung – Pascal Gerber, Medizinstudent und Spengler 40
Februar 2019 176
* Forschung – «Urban Gardening» hilft armen Familien in Bolivien 28
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Bild: © Franziska Sinn, Berlin
Forschung und Wissenschaft an der Universität Bern
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SCHLAF FÜRS GEHIRN
Angenommen, Sie planen zu Ihrer Entschleunigung und
«digitalen Entgiftung» ein Silent Retreat in einem buddhis-
tischen Kloster. Welches Gadget würden Sie trotzdem
mitnehmen? Für Twitter-Chef Jack Dorsey war die Antwort
klar: Einen Schlaftracker. Seine nächtliche Erfolgsbilanz:
Ruheherzfrequenz im Schlaf konstant unter 40, Schlaf-
effizienz 89 Prozent.
Nach Fitness und Ernährung wird jetzt der Schlaf ent-
deckt als neues Wundermittel für ein gesünderes, ge-
scheiteres und glücklicheres Leben. Tatsächlich würde
ein wenig mehr Schlaf für viele von uns Wunder wirken.
Die mittlere Schlafdauer hat im letzten Jahrhundert in
den industrialisierten Ländern um rund 2,5 Stunden auf
weniger als 7 Stunden pro Nacht abgenommen. Chronisch
übermüdet zu sein, ist heute normal – wir kennen es gar
nicht anders. Es ist noch nicht lange her, da wurde der
Manager, der mit 4 Stunden Schlaf auskommt, als Ikone
der Leistungsgesellschaft gefeiert. Entsprechend schwierig
ist der Weg zurück zu einem Schlafverhalten, das unserer
Spezies angemessen wäre.
Die Wissenschaft kann da helfen, indem sie das Thema
oben auf die Traktandenliste setzt. Die Universität Bern
tut dies mit der Interfakultären Forschungskooperation
«Decoding Sleep», die auf der langen Tradition in der
Berner Schlafforschung aufbaut. «Der Durst nach Wissen
über den Schlaf steigt», so die Berner Schlafforscher
Claudio Bassetti und Fred Mast: «Und diesen Durst
möchten wir stillen.» Der Schwerpunkt in diesem Heft
soll ein Anfang sein.
Timm Eugster
UniPress 176/2019 1
Illustration: Studio Nippoldt; Bilder: NASA/JPL
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Inhalt
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SCHLAF FÜRS GEHIRN
5 «Der Urzustand des Gehirns ist das Schlafen»
Interview: Timm Eugster
6 Wir schlafen in Zyklen
7 Berner entdecken Schlaf-Wach-Schaltzentrale
Von Antoine Adamantidis
FORSCHUNG UND RUBRIKEN
10 Im Schlaf beobachtet
Von Nathalie Matter
Forschung
12 Lexikon der Schlafstörungen
28 Nachhaltigkeit: Die Gemüsegärtnerinnen
von Sucre 15 Beim Träumen das Gehirn aufräumen
Von Leonie Marti Von Fred Mast und Andrew Ellis
31 Klimaforschung: Der tiefgefrorene Pollenbericht 18 Schlaf für den Sport
Von Kaspar Meuli Von Daniel Erlacher und Ernst-Joachim Hossner
34 Krebsforschung: Datenschatz hilft gegen 19 Schlafen Sie sich kreativ
Kinderkrebs Von René Müri
Von Ori Schipper
19 Schlafen gegen Schmerzen
Von Thomas Nevian, Antoine Adamantidis
Rubriken und Carolina Gutierrez Herrera
1 Editorial 20 Der Traum vom Lernen im Schlaf
Von Flavio Schmidig, Simon Ruch und Katharina Henke
36 Gespräch
Matthias Kamber – «Antidoping-Agenturen 22 11 Fakten zum Schlafen
sind die Rückversicherung des Sports»
Interview: Ivo Schmucki 25 Schwermut überwinden im Schlaf
Von Bettina Jakob
40 Begegnung
Pascal Gerber – Der Hand- und Kopfwerker
Von Lea Muntwyler
42 Meinung
Das Land wird knapp – wir brauchen Lösungen
Von Albrecht Ehrensperger
43 Bücher
44 Impressum
UniPress 176/2019 3
© iStock 4 UniPress 176/2019
«Der Urzustand des Gehirns
ist das Schlafen»
Wir schlafen fürs Gehirn – aber sicher nicht nur.
Der Neurologe Claudio Bassetti und der Psycho-
loge Fred Mast wollen den Schlaf entschlüsseln.
Die beiden leiten die Interfakultäre Forschungskoo-
peration «Decoding Sleep» der Universität Bern.
Interview: Timm Eugster
Herr Bassetti, Herr Mast – wie lange vensysteme im Ge- Dies ermöglicht es
haben Sie letzte Nacht geschlafen? hirn bei der Geburt uns, am nächsten
Claudio Bassetti: Ich habe sehr kurz noch nicht genü- Tag eine neue Flut
geschlafen, 6 Stunden, ich hatte einen gend gereift sind, von Informationen
anstrengenden Arbeitstag, den ich mit dass man längere aufzunehmen.
Fussball und meinen Kindern ausklingen Zeit wach sein Bassetti: Wir
liess. Dann musste ich sehr früh aufstehen, könnte. Der ur- haben immer mehr
so dass es wieder einmal eine kurze Nacht sprüngliche Zustand Daten aus Experi-
gegeben hat. Das ist bei mir nicht ideal, © Adrian Moser des Gehirns ist das menten, die diese zvg
weil ich von Natur aus ein Langschläfer Fred Mast Schlafen – um wach Theorie stützen. Claudio Bassetti
wäre, was ich mir aber nicht so oft gönne. sein zu können, Dennoch ist sie
Fred Mast: Ich habe auch Fussball ge- braucht es ein gewisses Mass an Organisa- sicher erst ein Teil der Lösung des Rätsels
schaut, dann kam mein Sohn noch mit tion und Reifung. Schlaf: Schlaf ist nicht nur wichtig für das
Fragen zu seinen Mathematikaufgaben, ich Gehirn, sondern hat für den ganzen Körper
habe sicher nicht mehr als 6 Stunden ge- Im Schlaf sind wir von den Vorgängen eine wichtige Bedeutung für die Erholung
schlafen. Ich brauche nicht so viel Schlaf, der Aussenwelt abgeschottet – und und die Genesung. Dabei geht es auch um
aber wenn es mehrere Nächte nur 6 Stun- damit wehrlos wie ein Baby. Ist es nicht Energieersparnis im Schlaf, um die Erholung
den sind, dann ist es schon zu wenig. erstaunlich, dass sich so etwas wie Schlaf des Körpers, aber auch um andere Funk-
in der Evolution durchsetzen konnte? tionen. Wir wissen heute zum Beispiel, dass
Ideal wären ja acht Stunden, heisst es. Mast: Ja, im Schlaf kann man uns die auch das Immunsystem beziehungsweise
Bassetti: Es gibt echte Kurzschläfer und Vorräte stehlen oder sogar die Kinder. die Immunabwehr vom Schlaf beeinflusst
echte Langschläfer, aber die allermeisten Offenbar ist Schlaf so extrem wichtig, dass werden. Zudem wird zunehmend ein
brauchen schon 7–8 Stunden. Viele man diese Gefahr in Kauf genommen hat. Zusammenspiel zwischen peripherem
schlafen zu wenig, und das ist nicht gut. Bassetti: Auch bei Tieren, die kein so Nervensystem und Gehirn diskutiert.
kompliziertes Gehirn haben wie wir – etwa
Weshalb ist das ein Problem? Fruchtfliegen oder Würmer – sind schlaf- Wie meinen Sie das?
Mast: Schlafmangel beeinträchtigt die ähnliche Zustände vorhanden. Entzieht man Bassetti: Ich habe kürzlich einen Vortrag
Stimmung, und die schlechte Laune färbt ihnen diese Ruhephasen, müssen sie sie gehalten und dabei eine in der Schlaffor-
auch Entscheidungen ein, man tendiert zu nachholen. Das spricht für eine Urfunktion schung typische Redewendung gebraucht:
unreflektierten Handlungen. des Schlafs, die vielleicht mit Energieer-
Bassetti: Genügend Schlaf ist auch essen- sparnis und Stoffwechsel zu tun hat und Fortsetzung Seite 7
tiell für die Gesundheit. Wir haben zuneh- nicht nur mit dem Gehirn, wie viele
mend Daten, die dafür sprechen, dass Menschen denken.
Schlafmangel langfristig das Risiko für Mast: Interessant ist schon, dass der Schlaf
Herz-Kreislauf-Krankheiten, aber auch beim Menschen mit dem Verlust des Interfakultäre Forschungskooperation
Krebs und Demenz erhöht. Bewusstseins einhergeht – man könnte sich IFK «Decoding Sleep»
ja auch andere, weniger «dramatische» Die Universität Bern intensiviert die Schlaf-
Neugeborene schlafen in den ersten Formen vorstellen, etwa Phasen der Inakti- forschung mit der Interfakultären For-
Wochen bis zu 20 Stunden pro Tag. vität. schungskooperation (IFK) «Decoding
Warum das? Bassetti: Das ist schon ganz speziell – die Sleep». IFK sind Netzwerkprojekte aus
Bassetti: Schlaf und Lernen hängen zu- grosse Frage ist eben noch längst nicht verschiedenen Fachbereichen. Die drei IFK,
sammen. Eine der gängigen Theorien ist, beantwortet: Warum schlafen wir? die 2018 gestartet sind, wurden in einem
dass zur Reifung des Gehirns viel Schlaf kompetitiven Verfahren von der Universi-
benötigt wird, damit Lernprozesse richtig Wie ist denn der aktuelle Kenntnisstand? tätsleitung bewilligt: neben «Decoding
etabliert werden können – gerade bei Mast: Schlaf unterstützt das Gedächtnis. Sleep» sind dies «Religious Conflicts and
Neugeborenen, die sehr viel Neues auf- Tagsüber werden wir bombardiert mit Infor- Coping Strategies» (zu religiösen Kon-
nehmen und auswerten müssen. Es gibt mationen, die wir grösstenteils nicht brau- flikten) und «One Health» (zur Gesundheit
aber auch Hinweise, dass gewisse Ner- chen. Im Schlaf eliminieren wir das Unwich- von Umwelt, Tier und Mensch).
tige, konsolidieren das Wichtige und
Babys schlafen bis zu 20 Stunden pro Tag – damit ihr organisieren es neu, finden übergeordnete www.unibe.ch –> Forschung –>
Gehirn reifen kann. Regeln, wie die Dinge zusammenhängen. Forschungsschwerpunkte –> IFK
Schlaf fürs Gehirn UniPress 176/2019 5
Wir schlafen in Zyklen
Während einer achtstündigen Nachtruhe durchlaufen wir Phase vermehrt geträumt wird. Die Zyklen verändern sich
etwa 4 bis 5 Schlafzyklen von 70 bis 110 Minuten. Jeder im Laufe der Nacht: der Tiefschlaf ist hauptsächlich auf die
Zyklus besteht aus mehreren Phasen, die bestimmte Rollen ersten Zyklen beschränkt, während der REM-Schlaf in
für unsere körperliche und mentale Erholung spielen: jedem Zyklus länger wird, um eine Dauer von bis zu einer
Einschlafphase, Leichtschlaf, Tiefschlaf und dann, 60 bis 90 Stunde zu erreichen.
Minuten nach dem Einschlafen, eine erste REM-Schlaf- Erwachsene verbringen rund drei Fünftel der Nacht im
phase. Der Begriff «REM» leitet sich vom englischen «Rapid Leichtschlaf, ein Fünftel im Tiefschlaf und ein weiteres
Eye Movement» («Schnelle Augenbewegungen») ab, die in Fünftel im REM-Schlaf. Babys und Kinder brauchen mehr
dieser Schlafphase bei geschlossenen Augen auftreten. Der Schlaf als Erwachsene und verbringen viel mehr ihrer
REM-Schlaf wird auch Traumschlaf genannt, da in dieser Schlafzeit im REM-Schlaf.
Schlafprofil mit einem typischen ersten Schlafzyklus – nach kurzem Wachliegen (W) folgt etwas Leichtschlaf (N1), unterbrochen von erneutem
Wachwerden, danach etwas Schlaf der Stadien N2 und N3 mit ausgiebig Tiefschlaf (N3) sowie 13 Minuten REM-Schlaf (R), bevor ein neuer Zyklus
beginnt. Das «R» steht für REM-Schlaf, das «N» für «Non-REM-Schlaf». © Schlafgut, Grafik bearbeitet AKM
W – Wachphase
Im entspannten Wachzustand vor dem Einschlafen sind die rigsten ist, ist eine regenerative Phase, die hauptsächlich
Kurven der aufgezeichneten Hirnströme regelmässig, die der körperlichen Erholung dient. Die Hirnkurven werden
Muskelspannung ist relativ gross, und die Augen bewegen noch langsamer. Die Muskeln sind entspannt, die Augen
sich. ruhig. Der Körper heilt und «repariert» sich sozusagen.
Dies ist auch die Zeit, in der es am schwierigsten ist, einen
N1 – Einschlafphase Schläfer aufzuwecken.
Die Einschlafphase ist ein Übergangszustand zwischen
Wachsein und Schlafen, in der der Körper zur Ruhe kommt. R – REM-Schlaf
Atmung und Puls werden gleichmässiger, die Muskeln In dieser Phase bewegen sich die Augen sehr schnell und
entspannen sich. Hier treten rasche und unregelmässige das Gehirn ist überaus aktiv. In dieser Phase wird besonders
Hirnwellen auf, die Augenbewegungen werden pendel- intensiv und viel geträumt, die Muskeln sind – abgesehen
förmig. Wenn unser Gehirn soweit entspannt ist, dass wir von gelegentlichem Zucken – völlig entspannt. In der REM-
leise Geräusche oder sanfte Berührungen nicht mehr wahr- Phase ist der Atem unregelmässig, Puls und Blutdruck
nehmen, sind wir eingeschlafen. schwanken. Da das Gehirn während dieser Schlafphase
stark durchblutet ist und seine Aktivität der im Wachzu-
N2 – Leichtschlaf stand ähnelt, scheint der REM-Schlaf vor allem der Erho-
Im Stadium des Leichtschlafes lässt die Muskelspannung lung des Nervensystems und der Psyche zu dienen. Lern-
noch weiter nach, ebenso verlangsamen sich die Atmung prozesse finden ebenfalls im REM-Schlaf statt, nach
und der Herzschlag. Mitunter kommt es zu unwillkürlichen neueren Erkenntnissen jedoch auch im Tiefschlaf.
Zuckungen einzelner Körperteile, da das Gehirn und die
Muskeln unterschiedlich schnell zur Ruhe kommen. Wie misst man Schlaf?
Während das Gehirn vielleicht schon «schläft», kann die Die einzelnen Schlafstadien haben charakteristische Merk-
Muskulatur noch aktiv sein. Die Hirnstromaktivitäten male in der elektrischen Aktivität des Gehirns und sind
werden etwas langsamer, die Augen sind ruhig. messtechnisch erfassbar und abgrenzbar. Sie werden in
einer polysomnographischen Untersuchung im Schlaflabor
N3 – Tiefschlaf bestimmt (siehe Seite 10). Dabei kommen Methoden wie
Die Tiefschlafphase, in der der Blutdruck sinkt, der Herz- Elektroenzephalografie (EEG), Elektrookulografie (EOG) und
schlag langsamer wird und die Körpertemperatur am nied- Elektromyografie (EMG) zur Anwendung.
6 UniPress 176/2019 Schlaf fürs Gehirn
Sleep by the brain (Schlaf durchs Gehirn)
Berner entdecken und Sleep is for the brain (Schlaf fürs
Gehirn). Danach ist ein berühmter Physio-
Schlaf-Wach-Schaltzentrale loge zu mir gekommen, hat Komplimente
gemacht für den Vortrag – und dann
gemeint: «Was Sie gesagt haben, ist
Bisher wurde vermutet, dass verschiedene Hirnregionen für das komplett falsch: Man schläft durch den
Einschlafen und Aufwachen zuständig sind. Nun haben Berner Magen-Darm-Kanal und für den Magen-
Neurowissenschaftlerinnen und -wissenschaftler entdeckt, dass Darm-Kanal.» Er hat dann über eigene
eine einzelne Schaltzentrale im Gehirn den Schlaf-Wach-Rhyth- Daten berichtet, die dafür sprechen, dass in
mus steuert. Die Erkenntnisse sind von grosser Bedeutung für der Nacht der Magen-Darm-Kanal – und
die Behandlung von Schlafstörungen und den damit verbun- das Mikrobiom – Hirnareale beeinflussen,
denen Krankheiten. die tagsüber mit der Kontrolle von Motorik,
Sensorik und Kognition beschäftigt sind.
Der Schlaf-Wach-Zyklus mit seinen Das ist eine provokative Aussage, aber sie
verschiedenen Phasen (siehe links) ist seit soll darauf hinweisen, dass wir offen sein
längerem bekannt. Die zugrunde sollten, wie Körper und Gehirn Tag und
liegenden Mechanismen, die das Nacht zusammenspielen.
Einschlafen und Aufwachen sowie den Mast: Auch in der Psychologie hat man sich
Schlafprozess steuern, sind hingegen lange auf das Gehirn konzentriert nach
noch weitgehend unbekannt. Wenn wir dem Motto «Das Gehirn funktioniert wie
einschlafen, zeigen sich im Elektroenze- ein Computer» und vergessen, dass Gehirn
phalogramm (EEG) rhythmische Oszillati- und Körper zusammengehören. Der Körper
onen unseres Gehirns, sogenannte «lang- ist nicht nur das vom Gehirn ferngesteuerte
same Wellen». Sie sind wichtig, um uns ausführende Organ, das zum Beispiel
schlafen zu lassen und uns zu erholen. Hände hat, damit ich etwas greifen kann,
Bisherige Erkenntnisse liessen darauf sondern die Hände sind grundsätzlich
schliessen, dass diese langsamen Wellen schon in die Funktion des Gehirns inte-
© iStock in der Grosshirnrinde produziert werden, griert, wir denken ein Stück weit motorisch.
dem oberen Teil des Gehirns unmittelbar Bassetti: Stellen Sie sich vor, es ist Morgen,
unter der Schädeldecke. Im Gegensatz dazu wurde vermutet, dass das Sie wissen noch nicht, ob Sie wach sind, Sie
Aufwachen von «Aufwachzentren» verursacht würde, die sich im unteren wissen nicht, wo Sie sind, aber Sie wissen
Teil des Gehirns befinden. Dort ist auch der Hirnstamm, der den Neocortex bereits: Heute ist ein schlechter Tag. Das ist
steuert, den stammesgeschichtlich jüngsten Teil der Grosshirnrinde, von so eine Art primitives Bewusstsein.
dem motorische, sensorische und intellektuelle Funktionen ausgehen. Mast: Gerade das Emotionale hat eine
Nun haben Forschende der Universitätsklinik für Neurologie des Depart- starke Verankerung im Körper, und es ist
ments for BioMedical Research (DBMR) der Universität Bern und des Insel- stark an Entscheidungen beteiligt.
spitals Bern entdeckt, dass Nervenzellen im Thalamus, dem grössten Teil
des Zwischenhirns, sowohl das Einschlafen als auch das Aufwachen Wenn man nicht schläft, streikt irgend-
steuern. Der Thalamus ist eine wichtige Schaltzentrale im Gehirn, die mit wann der Körper: Offenbar kann man ja
nahezu allen anderen Gehirnregionen vernetzt ist und wichtige Funktionen an Schlaflosigkeit sterben.
unterstützt wie Aufmerksamkeit, Sinneswahrnehmung, Kognition und Bassetti: Ja, das ist so. Deshalb versucht
Bewusstsein. sich der Schlaf um jeden Preis durchzu-
In ihrer Untersuchung setzten die Forschenden um Professor Antoine setzen. Beim Menschen kommt es dann zu
Adamantidis eine Technik namens Optogenetik ein, mit der sie Lichtim- dissoziierten Zuständen, bei denen sich
pulse einsetzten, um die thalamischen Nervenzellen von Mäusen präzise zu Wachheit und Schlaf stark vermischen, wie
steuern. Wenn sie die Nervenzellen mit regelmässigen, lang andauernden etwa beim Schlafwandeln. Wachheit und
Impulsen stimulierten, wachten die Tiere auf. Wenn sie langsame, rhyth- Schlaf sind generell nicht einfach «On» und
mische Impulse verwendeten, hatten die Mäuse einen tieferen und erhol- «Off». Wenn man das weiss, versteht man
sameren Schlaf. auch besser diese Dämmerungszustände
von Tagträumen bis zum Sekundenschlaf.
Durchbruch für die Schlaf-Wach-Medizin Mast: Wir sprechen vom Schlaf-Wach-
Somit konnte zum ersten Mal eine Hirnregion bestimmt werden, die Kontinuum. Wir kennen diese Über-
sowohl für den Schlaf als auch das Aufwachen zuständig ist. Die Studie gangsphänomene gut vom Einschlafen,
wurde im Juni 2018 im Journal Nature Neuroscience publiziert. «Wir sind wenn das Bewusstsein langsam zurückgeht
davon überzeugt, dass ein besseres Verständnis des Schlaf-Wach-Zyklus der und man in den Schlaf hineingleitet. Und
Schlüssel zu neuen Schlaftherapien in einer zunehmend schlaflosen Gesell- mitten im Schlaf kommt das Bewusstsein
schaft ist», sagt Antoine Adamantidis. wieder zurück mit dem Traum.
Kontakt: Prof. Dr. Antoine Adamantidis, Department of BioMedical Herr Bassetti, Sie sind ja Neurologe. Wie
Research (DBMR), Forschungsgruppe Neurologie sowie Universitätsklinik kamen Sie eigentlich zum Thema Schlaf?
für Neurologie, antoine.adamantidis@dbmr.unibe.ch Bassetti: Das Leben besteht zu einem
Drittel aus Schlaf, und ich habe schon im
Ausführliche Medienmitteilung der Universität Bern vom 11. Juni 2018: Studium das Gefühl gehabt, dass man
https://bit.ly/2y3jZYO dieses Drittel in der Medizin stark vernach-
Schlaf fürs Gehirn UniPress 176/2019 7
lässigt – Schlaf war kaum ein Thema. Meine Fällen nicht als Symptome dieser Krank- zu kommen, von denen wir noch nichts
Dissertation habe ich zum Thema Koma heiten diagnostiziert und therapiert wissen, und die nur zustande kommen
geschrieben, ein schlafähnlicher Zustand, werden. können, wenn man die Ansätze und
dadurch erhielt ich Zugang zu den Metho- Methoden der anderen besser kennenlernt.
den, wie man unter anderem auch den Herr Mast, für Sie als Psychologe ist Das kann sehr stimulierend sein, man muss
Schlaf untersucht. Ich war als junger Mann das Thema Schlaf auch nicht gerade aber auch bereit sein, seine bisherigen
auch fasziniert von der Traumforschung. naheliegend. Theorien und Ansätze in Frage zu stellen.
Dann forschte ich zu Schlafapnoe, Narko- Mast: Es gibt tatsächlich nur vereinzelt Die Hoffnung ist, die Forschung so auf
lepsie und vielem mehr. Meine Wahl wurde Psychologen, die sich mit dem Thema einen neuen Stand zu bringen.
sicher beeinflusst durch die lange Tradi- beschäftigen, und dies meist eng begrenzt
tion in Bern in der Schlafmedizin und auf Fragen wie Schlafstörungen. Mein
klinischen Schlafforschung. Wir haben Hauptforschungsgebiet ist die Wahrneh- «Schlafforschung ist
hier das älteste medizinische Schlaflabor mung und Kognition, wozu auch unser
der Schweiz und in den letzten Jahren ist Realitätssinn und der Traum gehören. Das eine gesellschaftliche
auch eine sehr starke Grundlagenforschung Thema wurde in der Psychologie völlig
hinzugekommen. unter den Tisch gewischt im Zuge der Notwendigkeit.»
Verdammung von Sigmund Freud und
seiner Traumdeutung. Ich bin ziemlich über- Claudio Bassetti
«Das Ziel ist, auf neue zeugt, dass der Traum eine Funktion hat. Im
Traum findet wieder Wahrnehmung statt
Ideen zu kommen.» wie im Wachzustand, aber anders – der Bringt dies auch der Gesellschaft einen
Unterschied, und wie man ihn erklären konkreten Nutzen?
Fred Mast kann, das fasziniert mich stark und dazu Bassetti: Schlafstörungen nehmen zu, das
möchte ich sicher noch einen Beitrag dadurch verursachte Leid und der wirt-
leisten. Und was mich generell interessiert, schaftliche Schaden sind enorm. Forschung
Was fasziniert Sie besonders? ist das breite Netzwerk, das wir jetzt mit ist hier eine gesellschaftliche Notwendig-
Bassetti: Als Neurologe sehe ich die Erfor- der Interfakultären Forschungskooperation keit. Wir haben klare Hinweise, dass Krank-
schung des Schlafes als ein einmaliges IFK «Decoding Sleep» aufbauen, und heiten wie Übergewicht, Zuckerkrankheit,
Fenster, um nicht nur die sogenannten die gegenseitige Inspiration, die daraus Schlaganfall oder Herzinfarkt mit Schlaf-
Schlafkrankheiten, sondern auch die Funk- erwächst. mangel in Verbindung stehen. Diesen
tionen und Störungen des Gehirns besser Faktor untersuchen wir in den Projekten,
zu verstehen. Mit anderen Worten: Die Warum dieser fakultätsübergreifende, die wir jetzt gestartet haben. Wir verspre-
Betrachtung über 24 Stunden bringt interdisziplinäre Ansatz? chen uns auch neue Strategien für eine
eine Erweiterung des Horizonts und des Bassetti: Das wäre jetzt wirklich komplett frühere und präzisere Diagnose und für
Wissens. Alzheimer, Parkinson, Epilepsie falsch, wenn man ein so komplexes eine gezieltere personalisierte Therapie von
und Depression manifestieren sich oft Phänomen wie Schlaf rein medizinisch, rein Schlaf-Wach-Störungen, aber auch für
zuerst in Schlafstörungen, die in vielen physiologisch, rein psychologisch oder rein neurologische, psychiatrische und internis-
computerwissenschaftlich angehen würde. tische Erkrankungen. Und wir wollen dazu
Wir sind sehr froh, dass die Universität Bern beitragen, einen gesunden Umgang mit
die Bedeutung des multidisziplinären Schlaf zu fördern.
Starkes Netzwerk Ansatzes bei der Erforschung von Schlaf Mast: Die Leute beschäftigen sich heute
Die IFK «Decoding Sleep» baut auf einer gesehen und anerkannt hat. stärker mit ihrem Schlaf, er wird nicht mehr
langen Tradition in der Schlafmedizin und einfach passiv hingenommen, sondern zum
-forschung und auf starken bestehenden Wie gehen Sie das jetzt konkret an? Gegenstand der Beobachtung gemacht.
Institutionen auf. Dazu gehören das natio- Mast: Wir sind eine Volluniversität, was ein Man denke nur an all die Gadgets und
nal vernetzte Bern Network for Epilepsy, Vorteil ist, wenn man interdisziplinär Apps, um den Schlaf auszuwerten. Der
Sleep and Consciousness (BENESCO, arbeiten will. Nur schon innerhalb der Durst nach Wissen über den Schlaf steigt.
www.benesco.ch), das beim Thema Schlaf Medizin ist der Fokus breit: Normalerweise Bassetti: Und diesen Durst möchten wir
weltweit führende Universitäre Schlaf- sitzt man nicht mit Pneumologen und stillen.
Wach-Epilepsie-Zentrum Bern (SWEZ), Infektiologen am Tisch, wenn es um Schlaf
das Zentrum für Experimentelle Neuro- geht. Dann spannen wir den Bogen von der Kontakt: Prof. Dr. Claudio Bassetti,
logie (ZEN), das Institut für Psychologie Psychologie, die mehrheitlich mit dem Universitätsklinik für Neurologie,
(IfP), die Philosophisch-naturwissenschaft- gesunden Menschen arbeitet, bis zur Claudio.Bassetti@insel.ch
liche Fakultät und das neue Swiss Institute Psychiatrie. Bei den Naturwissenschaften Prof. Dr. Fred Mast, Institut für Psychologie,
for Translational and Entrepreneurial haben wir Mathematikerinnen und Compu- fred.mast@psy.unibe.ch
Medicine (sitem-insel AG). Durch ihre terspezialisten, die Prozesse modellieren
Schwerpunkte auf personalisierter Medizin können, und wir haben die experimentelle
sowie biomedizinischer Technologie trägt Forschung dabei, die Verhalten und Hirn-
die IFK zur Stärkung des Medizinalstand- mechanismen in Bezug auf Schlaf bei
orts Bern bei. Mäusen erforscht. Das Ziel dieser gemein- Im Berner Schlaflabor: Mitarbeiterin Marina Reusser «ver-
www.sleep.unibe.ch samen Projekte ist es auch, auf neue Ideen kabelt» UniPress-Autorin Nathalie Matter (Bericht Seite 10).
8 UniPress 176/2019 Schlaf fürs GehirnUniPress 176/2019 9 Boutellier
© AnnetteIm Schlaf beobachtet
Das Universitäre Schlaf-Wach-Epilepsie-Zentrum
SWEZ ist auf seinem Gebiet weltweit führend. Eine
Nacht im Schlaflabor zeigt: Schlafmedizin als auch
Schlafforschung werden hier mit Passion betrieben.
Von Nathalie Matter
22.15 Uhr im Überwachungsraum des eineinhalb Stunden sind alle Elektroden Das Herz schlägt für den Schlaf
SWEZ: Die Videomonitore zeigen die Pati- angebracht, und ein Bündel verschiedenfar- Zur Auswertung meiner Aufzeichnung
enten von oben. Einer schläft bereits. Aus biger Kabel wird von Marina Reusser an komme ich später zu Dr. Corinne Roth ans
dem Mikrofon dringt leises Schnarchen. Ein meinem Hinterkopf zusammengebunden SWEZ zurück. Die Somnologin bescheinigt
anderer liegt noch wach und ist mit seinem wie ein bunter Zopf. mir einen normalen Schlafablauf – der Wert
Handy beschäftigt. Eine weitere Patientin bei den Atemaussetzern sei aber an der
wird gerade empfangen und für die Schlaf- Schläft das ganze Gehirn? Grenze, was auf eine leichte Schlafapnoe
aufzeichnung vorbereitet. «Wir machen Die Kopfelektroden zeichnen auf, wie hinweisen könnte. Damit würde ich zu den
pro Woche 22 nächtliche Schlafaufzeich- schnell ich einschlafe, in welche Schlaf- 30 Prozent der Schweizer Bevölkerung
nungen», sagt Marina Reusser, medizinisch- stadien ich komme oder wie oft ich auf- gehören, die Schlafapnoe-Symptome auf-
technische Assistentin am SWEZ. Sie über- wache. Sie zeigen, ob die Schlafzyklen weisen (siehe Seite 12).
wacht zusammen mit einer Kollegin den normal oder auffällig sind. Dabei treten Wie kam Corinne Roth zum Schlaf?
Schlaf von bis zu vier Patentinnen und die verschiedenen Schlafstadien nicht in «Ich habe während meines Pharmazie-
Patienten gleichzeitig auf zahlreichen allen Hirnregionen gleichzeitig auf: Tief- studiums ein Schlaf-Praktikum absolviert –
Bildschirmen und stellt sicher, dass die schlaf etwa tritt zuerst frontal auf und ist das war Liebe auf den ersten Blick.» Sie
Aufzeichnungen korrekt verlaufen. Bald dort am deutlichsten ableitbar. Daher wird findet es spannend, dass man aus verschie-
wird sie auch meinen Schlaf aufzeichnen. er mittels der Elektrode auf der Stirn be- denen Disziplinen einsteigen kann; Bio-
Ich möchte selber erfahren, wie Schlaf urteilt. «Das Einschlafen hingegen sieht logie, Psychologie oder auch Mathematik
beobachtet und gemessen wird. man an der Elektrode am Hinterkopf am «Hinter der Modellierung des Schlafs steht
schönsten», erklärt Marina Reusser. Bei eine mathematische Erklärung – zum Bei-
Ein Zopf aus Kabeln einem normalen Schlafablauf überwiegt spiel wurde das Zwei-Prozess-Modell der
Meine Schlafkoje ist ein Raum mit Kranken- zu Beginn der Nacht der Tiefschlaf, gegen Schlafregulation in Zusammenarbeit mit
bett, Schrank, einem Computer mit Büro- Morgen nimmt der Tiefschlaf ab und der Ingenieuren entwickelt.»
stuhl und einer Nasszelle. Nachts dient der REM-Schlaf zu. Über die ganze Nacht ver- Die Interdisziplinarität zeichnet das
Raum als Schlafzimmer, tagsüber wird er teilt verbringen wir rund die Hälfte unseres SWEZ aus und ist weltweit einzigartig:
für Sprechstunden und Untersuchungen Schlafs in Schlafphase 2. «Unsere Ärztinnen und Ärzte wissen,
genutzt. Auf dem Bett sind schon zahl- Was interessiert Marina Reusser eigent- was Depression, Narkolepsie oder eine
reiche Elektrodenkabel ausgebreitet. Zu den lich am Schlaf? – «Dass noch so viele Schlafapnoe sind, und können diese
aufgezeichneten Signalen gehören unter Fragen offen sind.» So absolvierte die unterscheiden», sagt Corinne Roth. «Bei
anderem die Hirnstromkurven, Augen- gelernte Pflegefachfrau noch eine Zusatz- unseren Forschungsprojekten besteht eine
bewegungen, die Muskelspannung am ausbildung zur Fachfrau neurophysiolo- enge Zusammenarbeit mit anderen Fach-
Kinn sowie Arm- und Beinbewegungen. Die gische Diagnostik, um sich mehr Hinter- bereichen, etwa der Pneumologie, Psychia-
Atmung wird mehrfach überwacht: mittels grundwissen über ihre Arbeit anzueignen. trie, Neuropädiatrie, und sie finden nicht
Gurten werden die Bewegungen des Brust- «Zum Beispiel: Schläft das ganze Gehirn, nur hier im Schlaflabor statt.» Alle hier
korbs und die Bauchatmung erfasst, ein oder nicht immer?» Zudem fasziniert sie verbinde ein gemeinsames Interesse, so
Schlauch in der Nase misst die Nasenat- die Variation an Krankheitsbildern, die Corinne Roth: «Bei uns schlägt das Herz für
mung und das Vibrieren der Atemluft beim mit Schlafstörungen zusammenhängen: den Schlaf».
Schnarchen. Ein rot leuchtender Clip lässt «All diese Zusammenhänge sind noch
meinen Finger aussehen wie den von ET nicht genügend erforscht, und ich finde es Kontakt: Dr. Corinne Roth,
und misst die Sauerstoffsättigung im Blut. spannend, dass man nicht alles in Schema F Universitätsklinik für Neurologie,
Dank all dieser Parameter lässt sich unter pressen kann.» corinne.roth@insel.ch
anderem feststellen, ob es im Schlaf zu Nachdem einige Tests absolviert wurden, Autorin: Nathalie Matter,
einer Minderatmung oder zu Aussetzern sollte ich nun voll verkabelt einschlafen, Abteilung Kommunikation & Marketing,
kommt. Ein kleines Gerät, das Marina was gar nicht so einfach ist. Nach einer nathalie.matter@kommunikation.unibe.ch
Reusser an einem elastischen Gurt unter- gefühlten Stunde finde ich in den Schlaf.
halb meiner Brust befestigt, zeichnet die In der Nacht wache ich mehrmals auf,
Körperlage auf. Ein EKG misst meinen Herz- schlafe aber kurz darauf wieder ein, was
rhythmus, ein Mikrofon über dem Bett für mich angesichts meiner häufigen Durch-
nimmt die Geräusche wie allfälliges Schnar- schlafschwierigkeiten eher ungewöhnlich
chen oder auch Reden im Schlaf auf, hinzu ist. Morgens um 6 Uhr werde ich geweckt Autorin Nathalie Matter schläft im Schlaflabor besser
kommt die Videoaufnahme. Nach rund und von den Kabeln befreit. als erwartet.
10 UniPress 176/2019 Schlaf fürs GehirnUniPress © Annette
176/2019 11BoutellierLexikon der Schlafstörungen
Ein Viertel der Bevölkerung leidet unter chro-
nischen Schlaf-Wach-Störungen – mit oft schwer-
wiegenden Folgen. Eine Übersicht über einige der
rund 90 Schlafstörungen.
Insomnien (verkürzter Schlaf) Form ist die → Narkolepsie, die übermäs- jedoch häufig nicht diagnostiziert. Risiko-
sige Tagesschläfrigkeit. Andere Patienten faktoren sind Adipositas und Diabetes
Insomnien sind Ein- und Durchschlafstörun- mit Hypersomnie leiden nachts an häufigem mellitus. Schlafapnoe erhöht das Risiko
gen, also erschwertes Einschlafen (länger Erwachen oder diversen Anfällen, was im für arterielle Hypertonie, Herzinsuffizienz
als 20 Minuten), vermehrtes Aufwachen, Schlaflabor nachgewiesen werden kann. und Schlaganfall deutlich, wie Berner
längeres Wachliegen in der Nacht oder Schlafbezogene Atmungsstörungen und Forschende zeigen konnten.
frühzeitiges Erwachen am Morgen, das zu Schlafmanko sind weitere häufige Ursachen
einer deutlichen Beeinträchtigung während einer Tagesschläfrigkeit. Sekundenschlaf
des Tages führt. Insomnien sind die häufigs- Einschlafen am Steuer verursacht laut
te Form der Schlafstörungen. Laut der Narkolepsie Unfallstatistiken 1 bis 3 Prozent aller Ver-
Schweizerischen Gesundheitsbefragung Diese seltene chronische Gehirnerkran- kehrsunfälle. Diese Zahl steht in starkem
von 2012 leidet ein Viertel der Bevölkerung kung führt zu übermässiger Tagesschläfrig- Gegensatz zu den 10 bis 30 Prozent, die
unter Schlafstörungen, bei 6 Prozent sind keit (mit «Schlafattacken»), Kataplexie (Ver- wissenschaftliche Studien erheben. Häufig
sie pathologisch. Die grosse Mehrheit lust der Muskelkontrolle, typischerweise verschweigen die Unfallverursacherinnen
(70 Prozent) hat gelegentlich Probleme mit ausgelöst durch plötzliche Emotionen), oder Unfallverursacher, dass sie einge-
dem Schlaf – nur gerade 5 Prozent haben → Schlaflähmungen, Halluzinationen schlafen sind. Die wohl häufigste Ursache
nie Einschlafschwierigkeiten oder einen und gestörtem Nachtschlaf. Eine For- des Sekundenschlafes am Steuer ist das
unruhigen Schlaf. Zu wenig Schlaf führt zu schungsgruppe mit Beteiligung des SWEZ beruflich oder sozial bedingte Schlafmanko.
Tagesmüdigkeit, kognitiven Leistungsein- hat nun die Ursache der Krankheit identifi- Aber auch sedierende Medikamente oder
bussen und depressiven Verstimmungen ziert (siehe Kasten Seite 14). neurologische und psychiatrische Krank-
und kann mittel- oder langfristig zur Ver- heiten können zu Tagesschläfrigkeit führen.
schlechterung oder zum Neuauftreten von Schlafapnoe (Atemstillstand)
Krankheiten führen. Mögliche Ursachen Das Schlafapnoe-Syndrom (SAS) führt zu Schlafstörung nach Zeckenbiss
für Schlafstörungen sind Umwelteinflüsse, einer ausgeprägten Tagesmüdigkeit bis hin Wer nach einem Zeckenbiss eine virale
Belastungssituationen, Substanzen wie zum Einschlafzwang (→ Sekundenschlaf) Meningoenzephalitis entwickelt, klagt
Alkohol und Koffein, langfristig einge- sowie einer Reihe weiterer Symptome und häufig über Schlaf-Wach-Störungen wie
nommene Schlafmittel sowie Psychostimu- Folgeerkrankungen. Verursacht wird es in → Hypersomnie und Müdigkeit. Welche
lanzien wie Haschisch oder Amphetamine, der Regel durch Atemstillstände (Apnoen) pathophysiologischen Mechanismen diese
→ Schlaf-Wach-Rhythmusstörungen, während des Schlafs. Diese führen zu einer Beschwerden verursachen, ist bisher weit-
das → Restless-Legs-Syndrom, körper- verringerten Sauerstoffversorgung und gehend unbekannt. Im Rahmen der Inter-
liche Erkrankungen, Atmungsstörungen zu wiederholten Aufweckreaktionen (als fakultären Forschungskooperation IFK
oder psychische Erkrankungen wie Angst Alarmreaktion des Körpers). Die meisten «Decoding Sleep» untersucht nun ein Team
und Depression (siehe Seite 25). Aufweckreaktionen führen aber nicht zum um Professor Stephen Leib experimentell,
Aufwachen, sondern lediglich zu erhöhten ob lokale Entzündungen, Gewebeschäden
Körperfunktionen, beispielsweise zu be- oder Stoffwechselstörungen in gewissen
Hypersomnien (vermehrter Schlaf) schleunigtem Puls. Deswegen werden sie Hirnregionen, die durch das Virus ausgelöst
von den Betroffenen meist nicht wahr- werden, zu den veränderten Schlafmustern
Hypersomnie äussert sich durch verlänger- genommen. Als Folge der Aufweckreak- führen. Zudem besteht eine enge Zu-
ten Nachtschlaf oder durch ständiges tionen geht die Erholsamkeit des Schlafs sammenarbeit mit Dr. Anelia Dietmann
Schlafbedürfnis oder wiederholtes Ein- verloren. Schlafbezogene Atmungs- von der Universitätsklinik für Neurologie,
nicken während des Tages. Eine extreme störungen sind weit verbreitet, werden die das Projekt mit einer klinischen Studie
ergänzt.
Das Universitäre Schlaf-Wach-Epilepsie-Zentrum Bern SWEZ: Parasomnien (unkontrollierbares
Interdisziplinär behandeln, forschen und lehren Verhalten im Schlaf)
Am Universitären Schlaf-Wach-Epilepsie-Zentrum Bern SWEZ werden Störungen des
Schlafes, der Wachheit und des Bewusstseins diagnostiziert, therapiert, erforscht und Die meisten Menschen träumen regel-
gelehrt. Dabei arbeiten Neurologinnen, Epileptologen, Pneumologinnen, Psychiater, Pädi- mässig, auch wenn sie sich nicht daran
aterinnen, Psychosomatiker, Psychologinnen, Biologen, Pharmazeutinnen, Ingenieure und erinnern. Emotionen begleiten etwa die
Physikerinnen eng zusammen. Dieser interdisziplinäre Ansatz führt zu einer raschen, Hälfte der Träume, meistens freudige, aber
präzisen und individualisierten Diagnostik und Therapie. Die Kooperation zwischen
klinischer und experimenteller Forschung ermöglicht es zudem, neue Erkenntnisse zu
gewinnen und rasch in die Praxis umzusetzen. Im Schlaf geschieht auch Ungeheures:
www.swez.ch Der Nachtmahr von Johann Heinrich Füssli, 1781.
12 UniPress 176/2019 Schlaf fürs GehirnUniPress © 176/2019
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13Narkolepsie: Übeltäter entlarvt
Die seltene Schlafkrankheit Narko-
lepsie verursacht Tagesschläfrigkeit
und kurzfristigen Verlust des Muskel-
tonus. Der zugrunde liegende
Mechanismus blieb jedoch bislang auch Ärger, Ängste oder Stress. Im REM- Verzögerten Schlafphasensyndrom
ein Rätsel. Eine Studie des Universi- Schlaf verhindert eine Hemmung der findet man erst in den frühen Morgen-
tären Schlaf-Wach-Epilepsie-Zentrums Muskeln auf Rückenmarksniveau, dass die stunden in den Schlaf, beim Vorver-
SWEZ hat nun die Ursache der Krank- geträumten Bewegungen ausgelebt werden lagerten Schlafphasensyndrom kann
heit identifiziert. Dies hat grosse (→ Schlaflähmung). Funktioniert dies man nur nachmittags oder frühabends
Auswirkungen auf die Diagnose und wegen einer REM-Schlaf-Verhaltensstö- einschlafen. Bei der Schlaf-Wach-Störung
Therapie. rung nicht, werden die Trauminhalte in in Abweichung vom 24-Stunden-
Bewegungen umgesetzt. Bei aggressiven Rhythmus haben Betroffene entweder
Narkolepsie wurde 1877 erstmals be- Träumen kann es zu Selbst- oder Fremd- einen fix kürzeren oder fix längeren Bio-
schrieben und wird durch den Verlust verletzungen kommen oder sogar zu rhythmus, so dass sie jeden Tag zu einer
eines Proteins namens Hypokretin im sexuellen Übergriffen auf den Bettpartner anderen Uhrzeit einschlafen. Beim unregel-
Gehirn ausgelöst. Dieser Verlust ent- oder die Bettpartnerin. Die REM-Schlaf- mässigen Schlaf-Wach-Rhythmus sind
wickelt sich bei genetisch dafür prädis- Verhaltensstörung kann als Frühzeichen die Schlafphasen für die Betroffenen nicht
ponierten Personen. Eine Studie, die im von bestimmten Hirnkrankheiten wie etwa vorhersehbar verteilt. Wer trotz einer
September 2018 in der Fachzeitschrift Parkinson auftreten. Ein analoger Mecha- Schlaf-Wach-Rhythmusstörung versucht, fix
«Nature» veröffentlicht wurde, berichtet nismus mit einem Nebeneinander von terminierte Anforderungen von Schule, Be-
nun zum ersten Mal, dass bei Patien- wachen und schlafenden Hirnarealen wird ruf, Familie und Freundeskreis einzuhalten,
tinnen und Patienten mit Narkolepsie auch beim Schlafwandeln angenommen, leidet in der Folge unter → insomnischen
autoreaktive T-Zellen vorhanden sind, die wo zwar die motorischen Fähigkeiten relativ und → hypersomnischen Beschwerden,
Hypokretin erkennen und eine Immun- gut funktionieren, die Vernunft und die die erhebliche Auswirkungen auf die
antwort herbeiführen können. Diese Erinnerung aber weitgehend fehlen. Gesundheit haben können.
Immunantwort führt zum Verlust von
Hypokretin-produzierenden Nervenzellen. Schlaflähmung Tödliche familiäre Schlaflosigkeit
Damit identifiziert die Studie den Übel- Während des Schlafs ist die Skelettmusku- Die Betroffenen einer tödlichen familiären
täter dieser rätselhaften Krankheit und latur gelähmt. Das dient dazu, den Körper Schlaflosigkeit sind nicht fähig, zu schlafen.
eröffnet neue Möglichkeiten zur frühen zu schützen. Es verhindert, dass geträumte Es handelt sich bei dieser schweren Stö-
Diagnose und kausalen Therapie. Sie ist Bewegungen tatsächlich ausgeführt rung des Schlaf-Wach-Rhythmus um eine
das Ergebnis einer engen Zusammen- werden. Wenn man aufwacht, verschwin- äusserst seltene familiär vererbte Erkran-
arbeit zwischen Grundlagenforschenden det die Lähmung sofort, und man nimmt kung. Verantwortlich ist ein mutiertes
und klinischen Wissenschaftlerinnen und sie nicht wahr. Es kann jedoch vorkommen, Prionenprotein-Gen. Die meisten Patien-
Wissenschaftlern und wurde gemeinsam dass die Lähmung bewusst erlebt wird, ent- tinnen und Patienten erkranken zwischen
koordiniert von Federica Sallusto, Pro- weder kurz vor dem Einschlafen oder nach dem 40. und 60. Lebensjahr. Die Erkran-
fessorin am Institut für Forschung in dem Aufwachen. In diesem Zustand sieht, kung endete bisher immer tödlich.
Biomedizin in Bellinzona (IRB) und an hört und fühlt der oder die Betroffene alles,
der ETH Zürich, und Claudio Bassetti, kann jedoch nichts sagen, sich nicht be-
Professor am Universitären Schlaf-Wach- wegen, auch nicht die Atmung beschleu- Schlafbezogene
Epilepsie-Zentrum (SWEZ) der Universitäts- nigen. Es wird von einem beengenden Bewegungsstörungen
klinik für Neurologie am Inselspital Bern. Gefühl völliger Machtlosigkeit berichtet.
«Wenn wir autoreaktive T-Zellen in Restless-Legs-Syndrom
frühen Stadien blockieren, können wir Beim Restless-Legs-Syndrom (RLS) leiden die
möglicherweise den neuronalen Ver- Schlaf-Wach-Rhythmusstörungen Patientinnen und Patienten unter unange-
lust begrenzen und das Fortschreiten (verschobener Schlaf) nehmen Gefühlen oder Bewegungsdrang in
der Krankheit verhindern», so Claudio den Beinen, sobald sie zur Ruhe kommen,
Bassetti. «Diese Studie wird das Bewusst- Wer unter zirkadianen Schlaf-Wach-Rhyth- so dass sie nachts nicht einschlafen können.
sein für Narkolepsie schärfen, die in der musstörungen leidet, kann nicht schlafen, Es handelt sich um eine neurologische Er-
Allgemeinbevölkerung wenig bekannt wenn der Schlaf gewünscht wird, erforder- krankung, die sehr weit verbreitet ist (5 bis
ist und von Ärztinnen und Ärzten oft lich ist oder erwartet wird – und ist umge- 10 Prozent der Bevölkerung). RLS wird –
nicht oder zu spät diagnostiziert wird», kehrt auch nicht wach, wenn Wachheit auch von den Betroffenen selbst – oft lange
betont Bassetti. angezeigt wäre. Zeit nicht als Ursache der Schlafstörungen
erkannt (→ Insomnien).
Ausführliche Fassung der Medienmitteilung Jetlag
des Inselspitals und der Universität Bern vom Die vorübergehenden Formen bei Jetlag Bruxismus (Zähneknirschen)
19. September 2018: https://bit.ly/2MOAH0e oder Schichtarbeit sind weit verbreitet. Bruxismus ist die Fachbezeichnung für
meist nächtliches Zähneknirschen, das der
Schlafphasensyndrom betroffenen Person nicht bewusst ist.
Beim Schlafphasensyndrom ist der indivi- Erkannt wird es meist von Zahnärztinnen
duelle Schlaf-Wach-Rhythmus gegenüber und Zahnärzten anhand abgeschliffener
dem Rhythmus der Umgebung konstant Zähne. Eine vor allem nachts zu tragende,
um wenige Stunden verschoben: Beim meist weiche Schiene schützt die Zähne.
14 UniPress 176/2019 Schlaf fürs GehirnBeim Träumen das Gehirn aufräumen
Im Schlaf verlieren wir das Bewusstsein, um uns
scheinbar verrückten Träumen hinzugeben. Warum
eigentlich? Und was genau unterscheidet die Welt
der Träume von unserer Wahrnehmung im Wach-
zustand? Berner Psychologen sind dem Sinn des
Träumens auf der Spur.
Von Fred Mast und Andrew Ellis
Schlaf ist ein gewagtes Unterfangen: wir Wahrnehmung basiert auf Vorwissen Netzhaut bewirken. Deshalb müssen wir
setzen uns wehrlos Gefahren aus wie zum Denn Wahrnehmung funktioniert nicht so den verursachenden Reiz aus den Sinnesin-
Beispiel Einbruch und Diebstahl, einer uner- einfach, wie wir vielleicht meinen. Zwar formationen mit Hilfe von Vorwissen
wünschten Annäherung, einem unbemerk- besteht kein Zweifel daran, dass Sinnesreize erschliessen. Dieser Vorgang wird als senso-
ten Hausbrand oder im Extremfall sogar für die Wahrnehmung der Aussenwelt rische Inferenz bezeichnet. Das Wahrneh-
einer Ermordung. Im Schlaf sind wir von unabdingbar sind – aber man vergisst oft, mungssystem simuliert aufgrund von Erwar-
den Vorgängen in der Aussenwelt abge- dass zahlreiche weitere Prozesse daran tungen und Vorwissen mögliche Daten
schottet. Doch welchen Sinn hat es, dass beteiligt sein müssen. Bereits im Jahre («Ich erwarte Erdbeerkonfitüre», siehe
wir während des Schlafs das Bewusstsein 1860 sprach der Physiker und Physiologe Beispiel im Kasten) und vergleicht diese mit
vorübergehend verlieren? Und warum kehrt Hermann von Helmholtz von den «unbe- den tatsächlich gemessenen Daten. Weicht
im Schlaf das Bewusstsein in anderer Form wussten Schlüssen», auf die wir ange- die Erwartung von der Messung ab,
zurück – nämlich beim Träumen? So erle- wiesen sind, um Reize in der Aussenwelt zu entsteht ein sogenannter Vorhersagefehler
ben wir im Traum Emotionen und Wahr- erkennen. Die Informationen der Sinnes- («etwas stimmt nicht, das schmeckt nicht
nehmungen, die denjenigen des Wach- organe liefern nämlich keine hinreichenden wie Erdbeerkonfitüre»), der eine Anpassung
zustandes gleichen. Aber wie kommt diese Informationen, denn sie sind «verrauscht» erfordert («Das ist ja Kirschenkonfitüre!»).
Form von Bewusstsein zu Stande, wenn und erlauben unterschiedliche Interpreta- Dabei kommen flexibel anpassbare Gewich-
gar keine von aussen kommende Sinnes- tionen. So können Bewegungen auf unserer tungen ins Spiel: Wir können entweder
reize vorhanden sind? Das scheint unserem Netzhaut durch eine tatsächliche Bewegung stärker den sensorischen Daten vertrauen
alltäglichen Verständnis von Wahrneh- eines Objekts hervorgerufen sein, oder aber oder wir können uns mehr auf Informa-
mung zu widersprechen. Aber nur auf den durch eigene Blickbewegungen. Letztere tionen abstützen, die unsere Erwartungen
ersten Blick. können die gleiche Verschiebung auf der repräsentieren.
Die Macht des Vorwissens zeigt sich beim Frühstück
Frühmorgens stehen wir auf und begeben ideale Start in den neuen Tag. Beim Griff in mehr. Aber man weiss ja: Die Gläser mit
uns schlaftrunken in die Küche. Ein Brot den Kühlschrank bleibt es dunkel – seit ein den Konfitüren sind unten rechts, ganz
mit Butter und Erdbeerkonfitüre wäre der paar Tagen funktioniert das Licht nicht vorne steht jeweils das Glas mit Erdbeer-
konfitüre. Ohne sich weitere Gedanken zu
machen, bereitet man das Frühstück zu.
Mit einem warmen Kaffee am Tisch sitzend
freut man sich auf den ersten Biss – das
frische Brot, die Butter und vor allem den
feinen Erdbeergeschmack. Moment. Irgend-
etwas stimmt da nicht. Die Konfitüre
schmeckt nicht nach Erdbeere. Enttäu-
schend. Nach einer Weile wird klar: Fälsch-
licherweise befand sich das Glas mit der
weniger beliebten Kirschenkonfitüre an der
entsprechenden Stelle im Kühlschrank. Was
ist hier passiert? Das Vorwissen über den
Standort der Erdbeerkonfitüre wird stark
gewichtet, weil die sensorischen Daten
unzureichend sind. Man sieht nicht gut,
was da im Kühlschrank steht und verlässt
sich auf sein Vorwissen. Es entstehen dann
starke Erwartungen und Vorhersagen über
die bevorstehende Geschmacksempfindung.
Diese werden verletzt und es liegen uner-
wartet andere und sehr deutliche senso-
© AKM rische Daten vor, auf die wir uns abstützen.
Schlaf fürs Gehirn UniPress 176/2019 15© Creative16Common, Scott176/2019
UniPress BealeWir «stabilisieren» Fragen zu visuellen Details benötigen wir legten Zusammenhänge zu reduzieren. Die
unsere Wahrnehmung aktiv die visuelle Vorstellung. Unsere Vorstellung Hirnforschenden Giulio Tononi und Chiara
Eine aufwändige Informationsverarbeitung ist aber nicht immer zielgerichtet. Wir Chirelli konnten ausserdem zeigen, dass im
ist unserer bewussten Wahrnehmung können uns auch Fantasien und Tagträume- Schlaf synaptische Verknüpfungen abge-
gerade deswegen vorgeschaltet, damit die reien hingeben oder ganz einfach unsere baut werden, die im Wachzustand zwar
Messungen der Sinnesorgane nicht direkt Gedanken schweifen lassen. Dann denken angelegt wurden, die aber vergleichsweise
zur Wahrnehmung gelangen. Für den Orga- wir weniger strategisch und die Inhalte der zu wenig stark waren. In diesem Sinne
nismus entstünde ein grosser Nachteil, Gedanken können sich bei verringerter könnte der Traum zu einer Art Optimierung
denn dann hätte jede Blickverlagerung (bis Kontrolle wie von selbst entfalten. In den beitragen, die hilft, Wichtiges von Unwich-
zu drei Mal pro Sekunde) eine sprungartige Vorstellungen können wir auch Handlungen tigem zu trennen – und damit die Effizienz
Verlagerung unserer Umgebung zur Folge. simulieren, wie zum Beispiel den Bewe- der Informationsverarbeitung verbessert.
Das ist erwiesenermassen nicht der Fall. gungsablauf beim Golfabschlag mental
Ganz im Gegenteil: Die wahrgenommene simulieren oder – mit weniger Realitäts- Können Maschinen träumen?
Umgebung erscheint als äusserst stabiles bezug – uns vorstellen, wie ein Adler über Auch Computerprogramme können lernen,
und ruhendes Bezugssystem, obwohl wir das Bundeshaus zu fliegen. ihre Umwelt zu interpretieren, wie die
unsere Augen bewegen und sich somit die Mit Hilfe der virtuellen Realität können Forschung im Bereich künstlicher Intelligenz
Netzhautabbilder fortwährend verändern. wir heute fantasierte Szenarien sogar in zeigen konnte. Anhand eines gelernten
Unsere Wahrnehmung sieht keineswegs so eine sinnlich wahrnehmbare Welt über- Modells der Welt liessen David Ha und
aus wie die verwackelten Aufnahmen einer führen – etwa im Vogelflugsimulator (siehe Jürgen Schmidhuber das Computerpro-
Handykamera. Dies bedeutet, dass unsere Bild). Darin liegt ja auch die magische gramm künstliche Traumwelten erzeugen,
Wahrnehmung durch Prozesse gesteuert Anziehung von Videospielen und virtueller in denen das Programm wiederum lernen
sein muss, welche die jeweilige Blickver- Realität begründet: Wir können gezielt in konnte. Das auf diese Weise erworbene
lagerung kennen, und die Konsequenzen virtuelle «Traumwelten» einsinken. Wissen konnte auf neue Welten übertragen
kompensieren können. Die innere Produktion von Wahrneh- werden. Übertragen auf den Menschen
mung (sensorische Inferenz) kann also würde das bedeuten: Durch den Traum
Mit dem geistigen Auge sehen gewissermassen im Leerlauf aktiv sein. werden Trainingsgelegenheiten geschaffen,
Wahrnehmung ist also weit mehr als das, Damit stellt sich die Frage, ob dieser die unser Lernen und Verhalten optimieren
was an Reizen auf die Sinnesorgane ein- Prozess auch bei Träumen involviert ist. können. Falls es möglich ist, in der Traum-
wirkt. Das ist ein wichtiger Punkt, denn Beim Träumen erleben wir uns als welt zu trainieren, dann wäre dies mit
hieraus entsteht die Möglichkeit, dass die handelnde Personen, wir verfolgen Ziele Sicherheit ein evolutionärer Vorteil. Das ist
bei der Wahrnehmung beteiligten Mecha- und können dabei Freude, Angst, Scham momentan noch viel Theorie und wenig
nismen auch dann aktiv sind, wenn keine oder Enttäuschung erleben. Die Inhalte empirisch gesichertes Wissen. Doch mit
Reize von aussen einwirken. Erwartungen unserer Träume treffen wir als unmittelbare modernen Experimentalverfahren und
oder Vorwissen stehen dann nicht im Dienst Realität an. Das ist bei der Vorstellung oder mathematischer Modellierung dürfte die
der Verarbeitung sensorischer Information, beim Abtauchen in virtuelle Welten anders, Forschung das Mysterium Traum schon bald
sondern werden benutzt, um sensorische denn wir verwechseln sie in der Regel nicht weiter entschlüsseln.
Daten mental zu simulieren. Wir können mit wirklich wahrgenommenen Inhalten.
«vor dem geistigen Auge» Vorstellungen Dieser fundamentale Unterschied sollte Kontakt: Prof. Dr. Fred Mast,
erzeugen. Diese Vorstellungen haben eine jedoch die Sicht auf allfällige Gemeinsam- fred.mast@psy.unibe.ch
räumliche Ausdehnung, sie haben eine keiten nicht verhindern. Andrew Ellis, andrew.ellis@psy.unibe.ch,
Farbe, sie können sich bewegen – dies sind beide Institut für Psychologie
alles Qualitäten, die wir aus der Wahrneh- Träume optimieren das Denken
mung kennen. Das Gehirn kann Sinnes- Der Psychiater Allan Hobson und der
daten simulieren, um damit möglichst Neurowissenschaftler Karl Friston sehen
wahrnehmungsnahe Vorstellungen zu einen starken Zusammenhang zwischen
erzeugen. Aus zahlreichen Untersuchungen Träumen und Wahrnehmung. Im Traum
ist bekannt, dass bei visuellen Vorstellungen wird zwar die Verarbeitung sensorischer Wie wissen wir, was real ist?
Gehirnareale des visuellen Kortex aktiv sind, Daten aktiv gehemmt und die Kontrolle Im Rahmen der Interfakultären
die auch beim Prozess der visuellen Wahr- durch frontale Hirnregionen ist ebenfalls Forschungskooperation «Decoding Sleep»
nehmung eine tragende Rolle spielen. stark verringert. Dennoch sind weite untersuchen Fred Mast (Institut für
Wenn wir mit dem inneren Auge sehen, Teile des Gehirns aktiv und es werden Psychologie) und Thomas König (Universi-
können wir sehr zielgerichtet vorgehen und Vorhersagen generiert, die aber in diesem tätsklinik für Psychiatrie und Psychothe-
uns bestimmte Inhalte lebendig und genau Fall nicht für den Abgleich mit den von rapie) zusammen mit den beiden Dokto-
vorstellen. Dies ist zum Beispiel dann der den Sinnesorganen gemessenen Daten randinnen Simone Denzer und Sarah
Fall, wenn wir uns fragen, wie die Kuppel verwendet werden: Diese Vorhersagen Diezig das Realitätserleben. Wann be-
des Bundeshauses aussieht. Wir haben manifestieren sich nun als Traum. werten wir Informationen als real? Wann
diese bestimmt bereits gesehen. Gibt es Doch welche Funktion könnten Träume beginnen wir den Informationen zu miss-
Fenster in der Dachkonstruktion, welche haben? Im Wachzustand wird das Gehirn trauen? Wann erscheint uns die Umge-
Form hat die Kuppel und wie sieht die mit sensorischen Daten geradezu bombar- bung als fremd und bizarr? Die Forschen-
Spitze aus? Zur Beantwortung präziser diert. Es werden sehr spezifische Verbin- den verwenden virtuelle Realität und
dungen zwischen einzelnen Ereignissen Elektroenzephalografie zur Untersuchung
angelegt, die aber letztlich unwichtig sind der zugrunde liegenden Mechanismen.
oder sogar stören können. Mentale Simula-
Virtual Reality ermöglicht es, in Traumwelten abzutauchen
und dabei wach zu sein – hier der Vogelflugsimulator tion in Träumen könnte also dazu dienen, Weitere Informationen:
«Birdly». die Komplexität der im Wachzustand ange- www.sleep.unibe.ch/research/projects
Schlaf fürs Gehirn UniPress 176/2019 17
Bild: © Adrian MoserSie können auch lesen
