Elementares Prinzip

Naturmedizin 6/2019

Regulierung von Müdigkeit und Schlafqualität

Die zeitliche Taktung spezifischer neuronaler Netzwerke ist für Müdigkeit und Schlafqualität entscheidend. Tiefschlafphasen im Menschen sind durch rhythmische Hirnströme charakterisiert. Dies konnte nun auch an Taufliegen festgestellt werden. Diese Erkenntnis verweist auf ein Grundprinzip.
Befindet sich ein Mensch im Tiefschlaf, sind Millionen Neurone der Großhirnrinde im Gleichtakt aktiv und generieren langsame, rhythmische Ströme. Diese lassen sich mittels EEG messen. Ist der Mensch längere Zeit wach oder einem Schlafentzug ausgesetzt, lässt sich eine ebensolche Hirnaktivität beobachten. Sie ist dann ein Zeichen für Müdigkeit. Offenbar gilt diese Erkenntnis nicht nur für den Menschen und andere Wirbeltiere, sondern ist ein Prinzip, das sich früh im Stammbaum des Lebens entwickelt hat und Aktivitäts- sowie Schlafphasen steuert. Den Nachweis konnte die Arbeitsgruppe um Dr. David Owald, Leiter der Emmy Noether-Nachwuchsgruppe am Institut für Neurophysiologie, nun anhand der Taufliege Drosophila melanogaster erbringen.
Um herauszufinden, welche Rolle die Gleichtaktung neuronaler Netzwerke und das Generieren der charakteristischen Gehirnaktivität bei der Schlafsteuerung spielen, hat das Forschungsteam neuartige optische Spannungssensoren in schlafregulierende Nervenzellen der Fliegen eingebracht. „So war es uns erstmals möglich, gleichzeitig die Aktivität individueller Zellen zu beobachten“, erklärt Erstautor der Studie Dr. Davide Raccuglia. Bei müden Tieren zeigte die Gesamtheit der beobachteten Nervenzellen langsame rhythmische Ströme. Gezielte Lichtaktivierung einzelner Neurone machte außerdem Netzwerke sichtbar, deren Aktivierung ursächlich für die Gleichtaktung elektrischer Muster in Schlafneuronen ist. „Der Prozess hängt maßgeblich von bestimmten Rezeptoren, sogenannten NMDA-Rezeptoren, ab, sowie von Netzwerken, die die Taktung der inneren Uhr vermitteln“, erklärt Dr. Raccuglia. Die grundlegenden Erkenntnisse können künftig genutzt werden, um Schlafstörungen bei Menschen besser zu verstehen und potenziell zu behandeln.
Quelle: Raccuglia D et al.: Network-specific synchronization of electrical slow-save oscillations regulates sleep drive in drosophila. Curr Biol. 2019 Oct 17; doi: 10.1016/j.cub.2019.08.070

Alle im Rahmen dieses Internet-Angebots veröffentlichten Artikel sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch Übersetzungen und Zweitveröffentlichungen, vorbehalten. Jegliche Vervielfältigung, Verlinkung oder Weiterverbreitung in jedem Medium als Ganzes oder in Teilen bedarf der schriftlichen Zustimmung des Verlags.

x