Wie Schlafentzug die Stimmung beeinflusst
Die meisten Menschen, die schon einmal eine Nacht durchgemacht haben, sind mit dem Gefühl von extremer Erschöpfung und gleichzeitig starker Aufgedrehtheit vertraut. Obwohl der Körper physisch erschöpft ist, kann das Gehirn euphorisch, schräg und fast albern wirken.
Neurobiologen der Northwestern University haben nun als erste herausgefunden, was diesen rauschartigen Effekt auslöst. In einer neuen Studie induzierten die Forscher bei Mäusen einen leichten, akuten Schlafentzug und untersuchten dann ihr Verhalten und ihre Hirnaktivität. Während der Phase des akuten Schlafentzugs stieg nicht nur die Ausschüttung von Dopamin an, sondern auch die synaptische Plastizität wurde erhöht – das Gehirn wurde buchstäblich neu verdrahtet, um die ausgelassene Stimmung in den nächsten Tagen aufrechtzuerhalten.
Diese neuen Erkenntnisse könnten Forschern helfen, das natürliche Übergang von Stimmungszuständen besser zu verstehen. Sie könnten auch zu einem umfassenderen Verständnis der Wirkungsweise schneller wirkender Antidepressiva (wie Ketamin) beitragen und Forschern dabei helfen, bislang unbekannte Ziele für neue Antidepressiva zu identifizieren.
Die Forschung wird am Donnerstag, dem 2. November, online im Fachjournal Neuron veröffentlicht. Mingzheng Wu, Postdoktorand an der Northwestern University, ist der Erstautor der Studie, und Professorin Yevgenia Kozorovitskiy ist die korrespondierende Autorin.
Die Folgen von akutem Schlafentzug
Obwohl die schädlichen Auswirkungen von chronischem Schlafmangel gut erforscht und weit dokumentiert sind, sind die Auswirkungen von akutem Schlafentzug, wie er bei einer durchgemachten Nacht vor einer Prüfung auftreten kann, weniger gut verstanden. Diese Forschung hat die starke antidepressive Wirkung des akuten Schlafentzugs und seine Fähigkeit, das Gehirn umzuprogrammieren, aufgedeckt.
Professor Kozorovitskiy, eine Expertin für Neuroplastizität und Professorin für Neurobiologie am Weinberg College of Arts and Sciences der Northwestern University, betonte die Bedeutung, zu erkennen, wie scheinbar harmlose Aktivitäten wie eine durchwachte Nacht das Gehirn in kürzester Zeit grundlegend verändern können.
Anzeichen von Schlafentzug
Wissenschaftler wissen schon lange, dass akute Störungen des Schlafs mit veränderten mentalen Zuständen und Verhaltensweisen einhergehen. Bei Patienten können beispielsweise Veränderungen im Schlaf und im circadianen Rhythmus Manie auslösen oder gelegentlich depressive Episoden umkehren.
“Interessanterweise fühlen sich Veränderungen des Gemütszustands nach akutem Schlafentzug so real an, selbst bei gesunden Menschen, wie ich selbst und viele andere erfahren haben”, sagte Wu. “Aber die genauen Mechanismen im Gehirn, die zu diesen Effekten führen, sind bisher schlecht verstanden geblieben.”
Das Phänomen anhand von Mäusen verstehen
Um diese Mechanismen zu erforschen, entwickelte Kozorovitskiy und ihr Team ein neues Experiment, um akuten Schlafentzug bei Mäusen auszulösen, die keine genetische Veranlagung zu menschlichen Stimmungsstörungen aufwiesen. Ihr Ansatz sollte sanft genug sein, um den Tieren keinen erheblichen Stress zuzufügen, aber unangenehm genug, um sie am Schlafen zu hindern. Nach einer schlaflosen Nacht änderte sich das Verhalten der Tiere und sie wurden aggressiver, hyperaktiv und hypersexuell im Vergleich zu einer Kontrollgruppe, die eine normale Nachtruhe hatte.
Mit optischen und genetisch codierten Werkzeugen haben die Forscher die Aktivität von Dopamin-Neuronen gemessen, die für die Belohnungsreaktion des Gehirns verantwortlich sind. Sie stellten fest, dass die Aktivität während der kurzen Phase des Schlafentzugs bei den Tieren höher war.
“Wir waren neugierig, welche spezifischen Gehirnregionen für die Verhaltensänderungen verantwortlich sind”, sagte Kozorovitskiy. “Wir wollten wissen, ob es sich um ein großes, allgemeines Signal handelte, das das gesamte Gehirn beeinflusste, oder ob es etwas Spezifischeres war.”
Spezialisierte Signale
Kozorovitskiy und ihr Team untersuchten vier Gehirnregionen, die für die Ausschüttung von Dopamin verantwortlich sind: den präfrontalen Cortex, den Nucleus accumbens, den Hypothalamus und den dorsalen Striatum. Nachdem sie diese Bereiche auf Dopaminfreisetzung nach akutem Schlafentzug überwacht hatten, stellten die Forscher fest, dass drei der vier Bereiche (der präfrontale Cortex, der Nucleus accumbens und der Hypothalamus) an den Stimmungseffekten beteiligt waren.
Das Verständnis, wie Schlafentzug zu solchen Stimmungsveränderungen führen kann, bietet wertvolle Einblicke. Mit weiteren Forschungen könnte diese Studie den Weg für neue Ansätze zur Bewältigung von Stimmungsstörungen ebnen und unser Verständnis davon verbessern, wie das Gehirn unter verschiedenen Bedingungen funktioniert.
