Ja, du hast richtig gelesen. Dein Gehirn schrumpft, während du schläfst.
Das ist nichts was dich ängstigen muss. Es handelt sich hier um einen ganz natürlichen Prozess des Aufräumens im Gehirn, der wichtig ist damit wir fortwährend lernen können.
In einer räuberischen Welt macht Schlaf evolutionär gesehen nicht viel Sinn. Warum sollte sich ein Lebewesen hinlegen, die Augen schließen und sich etwa ein Drittel des Tages nicht bewegen? Das ist wie eine Einladung, gefressen zu werden.
Eine Studie des University of Rochester Medical Center (URMC) aus dem Jahr 2012 legt nahe, dass der Schlaf für das Gehirn notwendig ist, um Abfallstoffe loszuwerden. Die Studie, die in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde, zeigt außerdem, dass die Gehirnzellen im Schlaf um 60 % schrumpfen, um den Zellmüll effektiver rauszuwaschen. Die Forscherinnen und Forscher glauben, dass diese Aufräumarbeiten einer der Gründe dafür sind, dass das Gehirn im Schlaf etwa genauso viel Energie verbraucht wie im Wachzustand. Es ist bekannt, dass der Schlaf viele wichtige Funktionen erfüllt, z. B. die Konsolidierung von Erinnerungen und das Aufladen der Zellen, aber dies ist das erste Mal, dass er mit der Müllbeseitigung im Gehirn in Verbindung gebracht wird. Nedergaard und ein Team von Wissenschaftlern entdeckten den Reinigungsprozess, als sie die Gehirne von schlafenden Mäusen untersuchten.
“Das Gehirn hat nur begrenzte Energie zur Verfügung und es scheint, dass es zwischen zwei verschiedenen Funktionszuständen wählen muss – wach und bewusst oder schlafend und aufräumend”, sagte Nedergaard, Co-Direktor des URMC Center for Translational Neuromedicine, in einer Erklärung. “Man kann sich das wie eine Hausparty vorstellen. Man kann entweder die Gäste bewirten oder das Haus aufräumen, aber man kann nicht beides gleichzeitig tun.” Und man kann auch nicht lange das eine ohne das andere tun.
Aber was passiert genau bei diesem Prozess?
Das so genannte glymphatische System pumpt neben den Blutgefäßen des Gehirns Liquor durch das Hirngewebe und spült Abfallproteine zurück in den Blutkreislauf, wo sie schließlich von der Leber entsorgt werden. Es ist während der Phase des Schlafes zehnmal aktiver als während der Wachphase und der Liquorfloss erhöht sich drastisch.
“Es ist wie eine Spülmaschine”, sagt Dr. Maiken Nedergaard, Professorin für Neurochirurgie an der University of Rochester und Autorin der Studie in Science.
Und weil die Gehirnzellen im Schlaf schrumpfen, glauben die Forscher, dass es für die Flüssigkeit einfacher ist, ihre vielen Gänge auszuspülen. Im Schlaf werden auch Proteine, die für Alzheimer und andere neurologische Störungen verantwortlich sind, effizienter aus dem Gehirn entfernt als im Wachzustand. Die wichtigste Reinigungskraft des Körpers, das Lymphsystem, reicht nicht aus, um das Gehirn zu säubern, weil die Hirn-Blut-Schranke, das körpereigene Äquivalent einer Mahnwache, verhindert, dass bestimmte Reinigungsmittel durch das Blut in das Gehirn gelangen. Aber das glymphatische System, das aus Liquor besteht, hat einen besonderen Zugang zum Gehirn und kann Giftstoffe und andere Abfallprodukte herausziehen, vor allem während des Schlafs.
Die Ergebnisse scheinen die bisher beste Erklärung dafür zu liefern, warum Tiere und Menschen Schlaf brauchen.
Basierend auf der Studie von 2012 wurde im Jahr 202 neuere Untersuchungen zu den nächtlichen Aktivitäten des Gehirns durchgeführt.
Es geht um den Prozess, der synaptisches Beschneidung. Auch das ist ein ganz natürlicher Prozess, der wichtig für das Lernen und das Gedächtnis ist. Der größte Teil dieses Prozesses findet in der Kindheit und im frühen Erwachsenenalter statt. Damit bereitet sich dein Gehirn auf den neuen Tag vor.
Was sind Synapsen?
Synapsen sind Teil deines Nervensystems; sie sind Strukturen im Gehirn, die es Neuronen ermöglichen, elektrische oder chemische Signale an ein anderes Neuron zu übertragen. Viele Synapsen werden bereits im Säuglingsalter gebildet, man nennt das Synaptogenese. Diese explosionsartige Entwicklung des Gehirns ist entscheidend für das Lernen, die Anpassung und die Entwicklung des Gedächtnisses in deinem frühen Leben.
Was ist synaptisches Beschneiden?
Synaptisches Bescheiden ist im Wesentlichen das “Aufräumen” deines Gehirns. Stell dir dein Gehirn wie eine Steckdose vor: Wenn zu viele Geräte eingesteckt sind, wird es überlastet und kann durchbrennen. Beschneiden ist also so, als würdest du Geräte, die du nicht mehr brauchst, ausstecken. So bleibt dein Gehirn auch dann leistungsfähig, wenn du älter wirst und neue komplexe Informationen lernst. Du trennst dich buchstäblich von alten, schwachen Synapsen, um Platz für hochwertigere Verbindungen zu schaffen, die komplexere geistige Funktionen unterstützen und deine neuronalen Schaltkreise rationalisieren. Dadurch wird das Gehirn “plastisch” (mehr als ursprünglich angenommen), d.h. formbar. Diese Plastizität ermöglicht weiteres Wachstum und ist entscheidend für die Entwicklung eines erwachsenen Gehirns.
Wie stutzt dein Gehirn seine Synapsen?
Im Alter von 2 bis 3 Jahren hast du die meisten Synapsen, die du jemals in deinem Gehirn haben wirst. Kurz nachdem du den Höhepunkt erreicht hast, beginnt dein Gehirn mit der Beschneidung. In den ersten Jahren wird der Synapsenschnitt von deinen Genen beeinflusst. Deine Lebenserfahrungen wirken sich dann auf die Beschneidung im späteren Leben aus.
Eine Synapse kann gestärkt oder geschwächt werden, je nachdem, wie oft sie benutzt wird. Wenn es um Synapsen geht, heißt es buchstäblich “use it or lose it”. Diejenigen, die häufig benutzt werden, werden gestärkt, während weniger aktive Synapsen geschwächt werden, bis sie schließlich abgeschnitten werden.
Zwischen dem 2. und 10. Lebensjahr ist die Beschneidung ziemlich hart; etwa 50 % deiner Synapsen gehen in dieser Zeit verloren. In der Pubertät verlangsamt sich die Beschneidung und die Anzahl der Synapsen stabilisiert sich. Das Beschneiden setzt sich bis ins frühe Erwachsenenalter fort und hört irgendwann in deinen 20ern auf. Im frühen Erwachsenenalter findet das Beschneiden vor allem im präfrontalen Kortex statt, der mit Persönlichkeit, kritischem Denken und Entscheidungsfindung zu tun hat.
Synaptisches Beschneiden und Schlaf
Der Schlaf ist der perfekte Zeitpunkt für die synaptische Verjüngung, da du dich weniger mit der Außenwelt beschäftigst. Wenn du wach bist, gibt es ständig Reize, die deine Aufmerksamkeit erfordern. Während du schläfst, kann dein Gehirn alle deine Synapsen überprüfen und effizient und ungestört löschen.
Tagsüber verstärken und erweitern sich deine Synapsen, wenn du Erfahrungen machst. Wenn du dann schläfst, schneidet dein Gehirn die Synapsen ab, die durch Nichtgebrauch geschwächt wurden. Es ist wichtig, dass du sie nachts abschneidest, damit die temporären Synapsen, die tagsüber entstanden sind, dein Gehirn nicht überfordern. Untersuchungen an Mäusen haben gezeigt, dass die Synapsen, die nicht gekürzt werden, tendenziell die größeren sind. Man nimmt daher an, dass diese Synapsen die stabilsten und wichtigsten Erinnerungen sind.
Wenn die synaptische Beschneidung schiefläuft
Leider macht unser Gehirn nicht immer alles richtig und die Beschneidung kann negative Auswirkungen haben. Viele schwere psychische Krankheiten können durch eine atypische Synapsenabtrennung verursacht werden. Dieses “fehlerhafte” Beschneiden kann möglicherweise eine Rolle bei der Entwicklung psychiatrischer Störungen spielen, die im späten Jugendalter oder frühen Erwachsenenalter auftreten.
Synaptisches Beschneiden und psychische Erkrankungen
Neuro-Imaging hat gezeigt, dass Menschen, bei denen psychische Störungen wie Schizophrenie diagnostiziert wurden, weniger neuronale Verbindungen in den präfrontalen Gehirnregionen haben als Menschen mit “neurotypischen” Gehirnen. Allerdings befindet sich die Forschung noch in einem frühen Stadium, so dass der Zusammenhang nicht eindeutig ist.
Die wichtigste psychische Krankheit, die in Bezug auf glitschiges Beschneiden untersucht wurde, ist die Schizophrenie (obwohl hier noch mehr Forschung nötig ist). Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Menschen mit Schizophrenie eine genetische Variante haben, die dazu führt, dass ihr Gehirn beim Beschneiden etwas zu hart ist, was zu übermäßigem Beschneiden führt.
Synaptisches Pruning und Autismus
Obwohl bei Autismus viele Faktoren eine Rolle spielen, könnte eine fehlerhafte Synapsenabschaltung eine Rolle spielen. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Gehirne von Menschen mit Autismus im Vergleich zu einem “neurotypischen” Gehirn zu wenig beschnitten sind. Das könnte einige der Symptome von Autismus erklären, wie z. B. die Überempfindlichkeit gegenüber verschiedenen Reizen. Bei zu vielen Synapsen, die alle gleichzeitig feuern, kommt es zu einer Reizüberflutung.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22896675/
https://www.scientificamerican.com/article/sleep-shrinks-the-brain-and-thats-a-good-thing/