KursePhysiologieNervensystemGroßhirnrinde und höhere kongnitive FunktionenWachheit und Schlaf

Wachheit und Schlaf

Lernziele

Nach dieser Lerneinheit kannst du:

Die Schlafstadien definieren und beschreiben.
Die wichtigsten physiologischen Veränderungen während der verschiedenen Schlafstadien mit sichtbaren Änderungen im Elektroenzephalogramm vergleichen.
Den Schlafzyklus und altersbedingte Veränderungen beschreiben.
Den Schlaf-Wach-Rhythmus erläutern und auf die Rolle des zirkadianen Rhythmus eingehen.

Schlaf ist ein vorübergehender Zustand der Bewusstlosigkeit, aus dem man durch äußere oder innere Reize geweckt oder erregt werden kann. Er lässt sich grob in zwei Schlafphasen unterteilen: Non-REM- (NREM-Schlaf) und REM-Schlaf (“Rapid-Eye-Movement”-Schlaf).

Während der verschiedenen Schlafstadien (Stadium N1 – N3 und REM) sowie im Wachzustand kann die elektrische Aktivität des Gehirns mit einem Elektroenzephalogramm (EEG) aufgezeichnet werden. Die im EEG messbare Hirnaktivität lässt sich in Gamma-, Beta-, Alpha-, Theta- und Delta-Wellen unterteilen, die sich in Frequenz und Amplitude unterscheiden.

NREM- und REM-Schlaf wechseln sich im Verlauf einer 6- bis 8-stündigen Schlafperiode alle 90 bis 120 Minuten ab. Die Dauer und Anzahl der Schlafzyklen variieren dabei je nach Person, Alter und Geschlecht.

Der Schlaf-Wach-Rhythmus folgt einem annähernd 24-stündigen Muster von Schlaf und Wachheit. Der zunehmende Schlafbedarf beruht auf einem homöostatischen Schlafdruck, dem die wachmachende Wirkung des zirkadianen Rhythmus (innere Uhr) entgegenwirkt. Der zirkadiane Rhythmus reguliert multiple physiologische Funktionen (Körpertemperatur, Schlaf, Hormonsekretion) über Tag und Nacht und wird vom Nucleus suprachiasmaticus (suprachiasmatischer Nucleus, SCN) im Hypothalamus gesteuert.

Begriffe vertiefen

Schlafstadien

Eine 6-8-stündige Schlafperiode kann in verschiedene Stadien eingeteilt werden, die jeweils durch typische Veränderungen der elektrischen Aktivität des Gehirns, genauer gesagt der Frequenzen und Amplituden, gekennzeichnet sind. Weitere Informationen zu diesen Themen findest du in den folgenden Abbildungen.

Zirkadianer Rhythmus

Der zirkadiane Rhythmus steuert unseren Schlaf-Wach-Rhythmus. Im folgenden Abschnitt erfährst du mehr über seine Funktionen und Regulation.

Mehrere Hirnregionen sind an der Regulation von Schlaf und Wachheit beteiligt. Entdecke die wichtigsten in der folgenden Bildergalerie!

Schlafstörungen

Zu den häufigen Schlafstörungen zählen Insomnien, die durch Ein- oder Durchschlafstörungen gekennzeichnet sind, sowie der Bruxismus, bei dem es vor allem während des Non-REM-Schlafs (insbesondere im Stadium N2) zu unwillkürlichem Zähneknirschen kommt. Somnambulismus (Schlafwandeln) tritt typischerweise im Tiefschlaf (Non-REM-Schlaf, Stadium N3) auf und ist durch komplexe motorische Verhaltensweisen bei eingeschränktem Bewusstsein gekennzeichnet.

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Teste dein Wissen mit folgendem Quiz über die verschiedenen Schlafstadien, den zirkadianen Rhythmus sowie die beteiligten Hirnareale und Neurotransmitter!

Zusammenfassung

Kurzfakten zu Schlaf und Wachheit
Definition von Schlaf	Ein vorübergehender Zustand des reduzierten Bewusstseins, aus dem man durch äußere oder innere Reize wieder aufgeweckt werden kann.
Schlafphasen	Non-REM-Schlaf (NREM) und REM-Schlaf (“Rapid-Eye-Movement”-Schlaf)
Schlafstadien	NREM Schlaf: Stadium N1 – N3 REM Schlaf: Stadium R
Schlafprofil (EEG-Wellen)	Erfasst durch Elektroenzephalographie (EEG): Wach und aufmerksam, Augen offen: Beta-Wellen Wach und entspannt, Augen geschlossen: Alpha-Wellen Stadium N1: Theta-Wellen Stadium N2: Theta-Wellen, Schlafspindeln und K-Komplexe Stadium N3: Delta-Wellen REM-Schlaf (Stadium R): Beta-ähnliche Wellen
Schlafzyklus	NREM- und REM-Schlaf wechseln sich alle 90 bis 120 Minuten ab
Schlaf-Wach-Rhythmus	24-Stunden-Rhythmus von Schlaf und Wachheit Gleichgewicht zwischen dem homöostatischen Schlafdruck und der wachmachenden Wirkung des zirkadianen Rhythmus Natürliche Schwankungen von Melatonin und Cortisol spielen eine wichtige Rolle in diesem Zyklus
Schlaffördernde Areale	Nucleus preopticus ventrolateralis und Nucleus preopticus medianus des Hypothalamus Neurotransmitter: GABA, Galanin
Wachheitsfördernde Areale	Formatio reticularis des Hirnstamms, Hypothalamus (Area hypothalamica lateralis, Nucleus tuberomammillaris), basales Vorderhirn Neurotransmitter: Glutamat, Acetylcholin, Orexin, Noradrenalin, Serotonin, Histamin
Zirkadianer Rhythmus	Natürlicher 24-Stunden-Zyklus physiologischer Funktionen Gesteuert durch den Nucleus suprachiasmaticus (SCN) im Hypothalamus, welcher auf An- oder Abwesenheit von Licht reagiert Reguliert die Melatoninsekretion der Zirbeldrüse (Epiphyse)
Schlafstörungen	Insomnie: Ein- und/oder Durchschlafstörungen mit nicht erholsamem Schlaf. Bruxismus: Unwillkürliches Zähneknirschen, überwiegend im Non-REM-Schlaf (v. a. Stadium N2). Somnambulismus (Schlafwandeln): Komplexe motorische Handlungen im Tiefschlaf (Non-REM-Schlaf, Stadium N3)

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