Wir müssen jeden Tag schlafen, aber wissen Sie, wie wir aus dem Schlaf aufwachen?

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Qian Yu (Zentrum für Exzellenz in Gehirnforschung und Intelligenztechnologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: China Science Expo

Schlafen ist ein lebenslanges Ereignis. Die Schlafenszeit macht etwa ein Drittel unseres Lebens aus. Als eine der wichtigsten Lebensaktivitäten des Menschen spielt es eine Schlüsselrolle für die Wahrnehmung, das Immunsystem und die körperliche Gesundheit.

Aber haben Sie sich jemals gefragt, wie wir morgens aufwachen?

Heute werde ich Ihnen den neuronalen Mechanismus des Aufwachens aus dem Schlaf näherbringen.

schlafen

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Es sieht aus, als hätte ich gerade geschlafen, aber mein Gehirn ist tatsächlich sehr beschäftigt

Wenn wir Schlaf definieren müssen, können wir ihn als einen natürlichen, wiederkehrenden physiologischen Zustand definieren, der sich durch das Verschwinden verschiedener bewusster und aktiver Verhaltensweisen innerhalb einer bestimmten Zeitspanne jeden Tag manifestiert und auch ein Zustand geschwächter Reaktion auf äußere Umweltreize ist.

Anhand der Schlafeigenschaften können wir den Schlaf in zwei Arten unterteilen: REM-Schlaf (Rapid Eye Movement Sleep) und NREM-Schlaf (Non-REM-Schlaf) .

Der Non-REM-Schlaf kann weiter in die Phasen N1, N2 und N3 unterteilt werden, wobei Phase N1 als Übergangsphase zwischen Wachsein und Schlaf gilt. Stadium N2 ist leichter Schlaf , der während der gesamten Schlafphase anhält. Während dieser Phase kommt es im menschlichen Körper zu Veränderungen wie Muskelentspannung, langsamerer Herzfrequenz und niedrigerer Körpertemperatur. Das Stadium N3 ist das Tiefschlafstadium , auch Deltawellen- oder Slow-Wave-Schlaf genannt, das vor allem im ersten Drittel der nächtlichen Schlafzeit auftritt. Das Gehirn befindet sich zu diesem Zeitpunkt in einem unbewussten Zustand . Wenn wir im Tiefschlaf aufgeweckt werden, sind wir wahrscheinlich für einige Minuten bewusstlos und nicht einmal in der Lage, die Situation zu verstehen.

Mit zunehmendem Alter nimmt der Anteil des Non-REM-Schlafs allmählich ab, weshalb ältere Menschen in der Regel kürzer schlafen und manchmal mitten in der Nacht aufwachen und sehr aufmerksam werden, was es ihnen erschwert, wieder einzuschlafen.

Nach dem Ende jeder Non-REM-Schlafphase N1–N3 folgt ein REM-Schlaf.

Der REM-Schlafzustand wird hauptsächlich durch das sympathische Nervensystem gesteuert und umfasst physiologische Merkmale wie schnelle Augenbewegungen, Atemvariabilität und Muskelzuckungen. Dies ist auch die Schlafphase, in der wir träumen. Da eine ganze Nacht Schlaf mehrere REM-Schlafintervalle umfasst, haben wir mehrere Träume.

Da unser Schlaf während der REM-Schlafphase relativ leicht ist, werden wir leicht durch die Geräusche um uns herum geweckt. Bei Säuglingen ist der REM-Schlafbereich anteilmäßig größer, sie benötigen daher zum Schlafen eine ruhigere Umgebung. Der REM-Schlafbereich nimmt bei Erwachsenen einen vergleichsweise geringen Anteil ein, daher sind die Anforderungen an die Umgebung vergleichsweise geringer.

Während einer achtstündigen Schlafperiode tritt das Gehirn etwa vier- bis fünfmal in den REM-Schlaf ein und erwacht wieder. Wir müssen einen leichten Schlaf durchlaufen, bevor wir in den Tiefschlaf eintreten können. Manchmal liegt der Grund, warum wir nach langem Schlaf nicht aufwachen, darin, dass wir uns in einem leichten Schlafzustand befunden haben, während der Tiefschlaf die Schlüsselphase ist, um körperliche Kraft und Energie wiederherzustellen und das Gedächtnis zu festigen.

Verschiedene Schlafzustände

(Bildquelle: Referenz [15])

Wie sind wir aufgewacht?

Jeden Morgen, wenn wir zur Schule oder zur Arbeit müssen, ist das warme und bequeme Bett die Fessel, die uns vom Aufstehen abhält.

Auf natürliche Weise aufzuwachen ist das Schönste, doch normalerweise werden die Menschen von einem schrillen Wecker geweckt.

Diese Art der Stimulation wird als starker externer Informationsinput bezeichnet. Die Wahrnehmung der Außenwelt ist während des Schlafs reduziert. Beispielsweise können sie im Schlaf das Flüstern der Menschen um sie herum nicht hören, starke äußere Reize können uns jedoch in verschiedenen Schlafphasen aufwecken.

Neben einer starken Stimulation ist das natürliche Aufwachen eine weitere Möglichkeit, aus dem Schlaf zu erwachen.

Warum wachen wir auf natürliche Weise auf? Die Gründe für das natürliche Aufwachen können auf zwei Punkte zurückgeführt werden: Einer ist die Wirkung der biologischen Uhr und der andere ist die „Besessenheit“ im Herzen . Wenn wir vor dem Schlafengehen ständig an etwas denken, beispielsweise daran, an einen Ort zu gehen, den wir schon immer einmal besuchen wollten, oder daran, am Wochenendmorgen jemanden zu treffen, den wir unbedingt kennenlernen möchten (natürlich kann übermäßige „Besessenheit“ zu Schlaflosigkeit führen).

Ersteres könnte daran liegen, dass die für den biologischen Rhythmus verantwortlichen Hirnareale (wie etwa der Nucleus suprachiasmaticus des Hypothalamus) morgens die wachheitsfördernden Schaltkreise im Gehirn aktivieren und uns so auf natürliche Weise aufwachen lassen. Letzteres liegt daran, dass einige Gehirnbereiche, die für Funktionen höherer Ebene zuständig sind, zu arbeiten beginnen und dadurch die Wachheit fördern.

Beide landen letztendlich in der Erwachensschleife. Was ist also der zugrundeliegende Schleifenmechanismus des Erwachens?

Der Erregungskreislauf entspringt in der paramedianen Region des Mittelhirns und verzweigt sich dann in zwei parallele Kreisläufe: den dorsalen Pfad , der zum Thalamus projiziert, und den ventralen Pfad , der den Hypothalamus, das basale Vorderhirn und den Kortex innerviert.

Der dorsale Pfad ermöglicht dem Thalamus die Verarbeitung von Signalen im Zusammenhang mit Empfindungen, motorischen Reaktionen und Wahrnehmung. Patienten mit Thalamusschäden befinden sich in einem bewussten, aber unbewussten vegetativen Zustand.

Im Gegensatz dazu haben Patienten mit einer Schädigung der ventralen Bahn oft Schwierigkeiten, wach zu bleiben und schlafen länger als der Durchschnittsmensch. Bei Patienten mit Läsionen des paramedianen Thalamus wurde auch über eine erhöhte Gesamtschlafdauer berichtet.

Normaler Wachzustand erfordert die gemeinsame Wirkung der dorsalen und ventralen Bahn. Die Erzeugung bewusster Inhalte beruht auf der dorsalen Bahn, um die vom Thalamokortex erzeugten Signale zu aktivieren, während die ventrale Bahn für den Verhaltenszustand des Wachseins von wesentlicher Bedeutung ist. Eine Schädigung des ventralen Pfades kann das Aufwachen unmöglich machen.

Wenn wir frühmorgens vom Wecker geweckt werden, ist unser Gehirn daher für eine gewisse Zeit leer und wir werden für viele Dinge unempfindlich. Dieser kurze „Ausfallzustand“ kann eine Manifestation der nicht vollständigen Aktivierung des dorsalen Pfades sein.

Erregungsfördernder Schaltkreis

(Bildquelle: Referenz [15])

Zusätzlich zu den beiden oben erwähnten parallelen Schaltkreisen, die die Wachheit fördern und im Wachheitsprozess unterschiedliche Rollen spielen, spielen auch Neuromodulatoren eine wichtige Rolle bei der Wachheit. Beispielsweise sind Noradrenalin (NE) und Dopamin (DA), die von Monoaminneuronen freigesetzt werden, wichtige Komponenten des wachheitsfördernden Kreislaufs.

Wie bekommt man einen guten Schlaf?

1. Sie können vor dem Schlafengehen eine bestimmte Menge Protein zu sich nehmen. Sie haben zum Beispiel sicher schon einmal gehört, dass eine Tasse heiße Milch beim Einschlafen helfen kann. Der schlaffördernde Mechanismus dahinter besteht darin, dass eine proteinreiche Ernährung die Darmzellen dazu anregt, ein Neuropeptid namens CCHa1 auszuschütten. Dieses Neuropeptid gelangt ins Gehirn und aktiviert dopaminerge Neuronen, wodurch deren Dopaminausschüttung gefördert wird, Schlaf und Wachheit gehemmt werden und so die Schlafqualität verbessert wird.

Daher kann Ihnen nicht nur eine Tasse heiße Milch vor dem Schlafengehen beim Einschlafen helfen, sondern auch eine entsprechende Erhöhung des Proteingehalts in Ihrer Ernährung trägt zu einem besseren Schlaf bei. Allerdings sollten Sie zu fettige oder schwer verdauliche Speisen meiden. Freunde, die nachts häufig aufstehen, sollten daran denken, vor dem Schlafengehen weniger Wasser zu trinken.

Proteinreiche Ernährung fördert den Schlaf

(Bildquelle: Referenz [16])

2. Sie können innerhalb einer halben Stunde vor dem Schlafengehen ein heißes Bad von weniger als 20 Minuten nehmen, um Ihre Muskeln zu entspannen und Ihre Körpertemperatur zu erhöhen. Nach dem Duschen sinkt die Körpertemperatur und die Melatoninsekretion des Gehirns nimmt zu, was zu Müdigkeit führt und das Einschlafen erleichtert.

3. Legen Sie feste Aufsteh- und Schlafenszeiten fest, um einen stabilen Schlafrhythmus aufrechtzuerhalten. Machen Sie sich keine Sorgen, wenn Sie nicht einschlafen können. Entspannen. Wenn Sie dem Schlafen selbst zu viel Aufmerksamkeit schenken und nervös sind, hat dies den gegenteiligen Effekt und ist nicht förderlich für Ihren Schlaf.

4. Schließen Sie die Vorhänge vor dem Schlafengehen und öffnen Sie sie, wenn Sie aufstehen. Die Kontrolle der Lichtintensität im Schlafzimmer trägt zur Stabilisierung der rhythmischen Signale des Nucleus suprachiasmaticus und der Zirbeldrüse bei. Sorgen Sie für eine angenehme Temperatur im Schlafzimmer und minimieren Sie Geräuschstörungen.

Und schlafen Sie am Wochenende nicht aus!

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