Rochester – Das Gehirn nutzt den Schlaf, um Giftstoffe wegzuspülen, die sich während eines ganzen Tages intensiven Denkens angesammelt haben. Zu diesem Ergebnis kommt die University of Rochester Medical Centre http://urmc.rochester.edu . Das Team um Maiken Nedergaard geht davon aus, dass dieses „Abfallbeseitigungssystem“ einer der Hauptgründe für den Schlaf an sich ist.
Gehirnzellen schrumpfen
Die in Science http://sciencemag.org veröffentlichte Studie hat auch gezeigt, dass Gehirnzellen während des Schlafes schrumpfen, um die Lücken zwischen den Neuronen zu öffnen und so Flüssigkeit zu ermöglichen, das Gehirn sauber zu „waschen“. Das weist auch darauf hin, dass das Versagen dieses Reingungsmechanismus eine Rolle bei Erkrankungen des Gehirns spielen könnte.
Eine der großen Fragen für Schlafforscher ist, warum Tiere schlafen, wenn sie damit angreifbar für ihre Feinde werden. Es wurde bereits nachgewiesen, dass der Schlaf eine große Rolle bei der Verankerung von Erinnerungen im Gehirn und dem Lernen spielt. Jetzt gehen die Wissenschaftler aber auch davon aus, dass „Hausarbeit“ einer der Hauptgründe für die Notwendigkeit zu schlafen, sein könnte.
Energie wird optimal genutzt
Laut Nedergaard hat das Gehirn nur eingeschränkt Energie zur Verfügung. Es scheint so zu sein, dass es zwischen zwei verschiedenen Funktionsarten wählen muss – und zwar wach und aufmerksam oder schlafen und reinigen. Die Forscherin vergleicht diesen Mechanismus mit einer Hausparty. „Entweder unterhält man die Gäste oder man räumt das Haus auf. Beides gleichzeitig geht nicht wirklich.“
Die Forschungsergebnisse basieren auf einer Entdeckung, die erst im Vorjahr gemacht wurde. Es handelt sich dabei um ein Netzwerk von „Rohrleitungen“ im Gehirn, das sogenannte glymphatische System, das Abfallstoffe aus dem Gehirn transportiert. Wissenschaftler haben bereits an den Gehirnen von Mäusen sichtbar gemacht, dass das glymphatische System zehn Mal aktiver war, wenn die Tiere schliefen.
Annahmen sind reine Spekulationen
Gehirnzellen, wahrscheinlich die Gliazellen, die Nervenzellen am Leben erhalten, schrumpfen während des Schlafes. Damit vergrößert sich der interstitielle Raum, erweitern sich also die Lücken innerhalb des Gehirns. Damit kann mehr Flüssigkeit durchgepumpt und Giftstoffe weggeschwemmt werden. Dabei handelt es sich laut Nedergaard um eine für das Überleben entscheidende Funktion.
Sie scheint im wachen Zustand jedoch nicht durchgeführt werden zu können. Es handelt sich hierbei jedoch um eine reine Spekulation. Es sehe so aus, als ob das Gehirn sehr viel Energie verliere, wenn es eine Wasserlösung durch das Gehirn pumpt, und das dürfte nicht mit der Verarbeitung von Informationen kompatibel sein. Laut Nedergaard lässt sich die wahre Bedeutung dieser Ergebnisse erst nach Studien mit Patienten einschätzen. Es dürfte jedoch relativ einfach sein, entsprechende Experimente mit einer MRT-Anlage durchzuführen.
pressetext.redaktionAnsprechpartner: Michaela Monschein
Schlafender Mann: Gehirn reinigt sich im Ruhemodus von selbst (Foto. SPL)