Schlaf: Ein völlig neues Ziel nach 2 Jahren

Die Menschen verbringen etwa ein Drittel ihres Lebens mit Schlafen. Anhaltender Schlafmangel beeinträchtigt nicht nur die Stimmung, sondern kann auch schwerwiegende gesundheitliche Folgen haben. Es ist jedoch noch nicht klar, warum wir tatsächlich regelmäßigen Schlaf brauchen. Amerikanische Forscher haben dies nun erkannt. Sein Fazit in der Zeitschrift Science Advances: Während Schlaf für die Gehirnlernprozesse in der frühen Kindheit wichtig ist, liegt der Schwerpunkt später auf der Reparatur.

Mäuse schlafen fünfmal so viel wie Elefanten, Babys brauchen mehr Schlaf als Erwachsene, und Delfine und Zugvögel schlafen nur die Hälfte des Gehirns, während der andere wach ist. Alle diese Phänomene gehören zu Mysterien, die in einigen Fällen der Wissenschaft immer noch ein Mysterium darstellen.

Schlafentzug kann schwerwiegende Folgen haben

Es ist klar, dass Schlaf überlebenswichtig ist: Dies wurde durch Experimente des Schlafforschers Allan Rechtschaffen bestätigt, der in den 1980er Jahren zeigte, dass Ratten, die für immer daran gehindert wurden, sich auszuruhen, nach einigen Wochen starben.

Beim Menschen führt ein kurzfristiger Schlafentzug zu einer Verringerung der Reaktionszeit und zu Konzentrationsproblemen, während chronische Schlafprobleme mit Depressionen, Übergewicht, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und einem geschwächten Immunsystem verbunden sind.

Am wichtigsten ist die Frage, welche Funktionen der Schlaf tatsächlich erfüllt. Wissenschaftler der Universitäten von Texas und Kalifornien sowie des Santa Fe Institute unter der Leitung des Mathematikers Junyu Cao haben jetzt eine statistische Analyse mit Daten aus mehr als 60 Schlafstudien durchgeführt, an denen Menschen und Säugetiere teilnahmen. Sie bewerteten Daten zur Gesamtschlafdauer, zu Zeiten in verschiedenen Schlafstadien sowie zur Gehirn- und Körpergröße.

Im Alter von 2,4 Jahren ändert sich die Nachtruhefunktion

Das Team, bestehend aus Neurologen, Biologen und Statistikern, entwickelte ein Modell, das erklärt, warum die Schlafzeit zwischen verschiedenen Arten abnimmt, je größer das Gehirn wird. Insbesondere identifizierten die Forscher einen Punkt, der bei Menschen im Alter von 2,4 Jahren auftritt und von dem sich die Funktion der Nachtruhe erheblich unterscheidet: von der Reorganisation bis zur Reparatur. Dies steht im Einklang mit den Ergebnissen früherer Studien, die einige wichtige Übergänge in der Gehirnentwicklung bei Kindern zwischen zwei und drei Jahren zeigen.

In diesem Alter wächst das Gehirn schnell. Während des REM-Schlafes, der durch schnelle Augenbewegungen und Träume gekennzeichnet ist, ist das Gehirn damit beschäftigt, Synapsen herzustellen und zu stärken. Dies sind die Strukturen, die Nervenzellen miteinander verbinden und ihnen die Kommunikation ermöglichen. „Babys sollten während des REM-Schlafes nicht aufwachen, da im Schlaf wichtige Arbeiten im Gehirn stattfinden“, kommentierte die Biologin und Co-Autorin Gina Poe in einer in der Studie veröffentlichten Mitteilung.

Wartung und Reparatur des Gehirns – wie in der U-Bahn

Nach etwa 2,4 Jahren ändert sich jedoch der Hauptzweck des Schlafes – und zwar schnell. Anstatt Synapsen zu bauen, geht es von nun an und für den Rest des Lebens hauptsächlich um die Wartung und Reparatur des Gehirns. Denn tatsächlich ist eine bestimmte neurologische Schädigung des Gehirns während der Wachstunden bei Menschen und Tieren normal. Der theoretische Physiker und Co-Autor Geoffrey West erklärt, dass Schlaf hilft, diesen Schaden zu reparieren – wie U-Bahnen, die nachts gewartet und repariert werden, um den Verkehr tagsüber nicht zu behindern.

Diese Wartungsaktivitäten fanden hauptsächlich während des Nicht-REM-Schlafes statt. Entsprechend steigt sein Anteil ab dem Alter von 2,4 Jahren beim Menschen, während die Schlafdauer im Allgemeinen abnimmt. Neugeborene verbringen beispielsweise etwa 50 Prozent ihres Schlafes in der REM-Phase, während dieser Prozentsatz im Alter von zehn Jahren auf 25 Prozent und letztendlich auf 15 Prozent bei Menschen über 50 sinkt.

„Schlaf ist genauso wichtig wie Essen“, schließt der Biologe Poe. „Und es ist erstaunlich, wie gut der Schlaf die Bedürfnisse unseres Nervensystems erfüllt. Von Quallen über Vögel bis hin zu Walen schläft jeder. „Unser Gehirn ruht nicht, während wir schlafen.“