Hartnäckig hält sich die Vorstellung, wonach uns der Schlaf klüger macht, weil dabei das Erlernte stabil im Gehirn abgespeichert wird. Tatsächlich passiert jedoch – gerade in der ersten Hälfte der Nacht – auch das Gegenteil.
Ein Forscherteam um Jason Rihel vom University College in London hat an Zebrafischlarven untersucht, was mit ihren Synapsen, also mit ihren neuronalen Verbindungen passiert, während sie wach sind oder schlafen.
Diese Tiere eignen sich gut für solche Untersuchungen, weil sie durchsichtig sind und man bei ihnen einzelne Nervenzellen markieren und sichtbar machen kann. Ihr Schlafverhalten ist zwar nicht direkt auf den Menschen übertragbar. Aber viele Mechanismen unseres Schlafes findet man auch schon bei Tieren, deren Gehirn deutlich kleiner ist.
Platz schaffen auf der „Festplatte“
Die Wissenschaftler stellten fest, dass im Wachzustand mehr neuronale Verbindungen aufgebaut werden, im Schlaf jedoch der Prozess umgekehrt wird. Man bezeichnet diese Schwächung als „synaptisches Downscaling“. Besonders in der ersten Hälfte der Nachtruhe passiert, und wenn genügend „Schlafdruck“ gegeben ist.
Laut Rihel bedeutet das, auf den Menschen übertragen, „dass diese Umstrukturierung der Synapsen während eines Mittagsschlafs, wenn der Schlafdruck noch gering ist, weniger wirksam ist als in der Nacht, wenn wir den Schlaf wirklich brauchen“. Das Nickerchen bringt also im Hinblick auf das synaptische Herunterfahren wahrscheinlich nur wenig. Dem Nachtschlaf – insbesondere seiner ersten Hälfte – komme hier eine viel größere Bedeutung zu.
Schlaf hat viele Funktionen, und die sind alle wichtig, denn sonst würden wir nicht ungefähr ein Drittel unseres Lebens damit verbringen.
Christoph Nissen, Schlafforscher an der Universität Genf
Doch was ist der neurologische Sinn des Downscalings? Es schafft schlicht Platz für Neues. „Würde das Verknüpfen von neuen Verbindungen im Wachzustand während der Nacht ungebremst weitergehen“, erklärt Rihel, „wäre das energetisch nicht mehr tragbar. Es würde am nächsten Tag verhindern, dass neue Verbindungen hergestellt werden.“ Das Gehirn geht also gleichsam in der Nacht offline, „um uns darauf vorzubereiten, am nächsten Tag neue Dinge zu lernen“.
Das Gleichgewicht zwischen Löschen und Verstärken
Christoph Nissen von der Universität Genf jedoch betont, das Downscaling während des Schlafs betreffe nicht alle Neuronen im Gehirn: „Es gibt Bereiche, in denen sich sogar eine gegenläufige Tendenz, also eine Stärkung von synaptischen Verbindungen zeigt.“ Das sei evolutionsbiologisch durchaus sinnvoll. „Es bringt nichts, wenn man alles, was man tagsüber gelernt hat, nachts wieder ausradiert“, so der Schweizer Neurowissenschaftler. „Relevante Informationen sollen ja erhalten und möglicherweise sogar verstärkt werden.“
Eine wesentliche Funktion des Schlafs besteht also darin, die Voraussetzungen für eine Art „synaptischer Homöostase“ zu schaffen, wobei es in seiner ersten Hälfte vor allem um den Abbau überflüssiger neuronaler Verbindungen geht. Das legt den Gedanken nahe, dass man, beispielsweise in der Lernphase für eine Prüfung, medikamentös nachhelfen sollte, sobald man von Schlafstörungen geplagt wird.
Doch das könnte den Lernerfolg erst recht boykottieren: Die englischen Forscher verabreichten ihren Fischen auch zwei Schlafmedikamente, nämlich Clonidin und das derzeit angesagte Melatonin. Die Tiere fanden so zwar verlässlich in den Schlaf, doch der zeigte dafür kaum noch ein synaptisches Downscaling.
„Das Mittel der Wahl bei Schlafstörungen ist die kognitive Verhaltenstherapie“, sagt Nissen. Die Patienten sollen darin lernen, die Dinge zu tun, die ihren eigenen Schlaf begünstigen. „Wichtig ist vor allem das Verkürzen der Bettzeit, um den Schlafdruck zu erhöhen“, so Nissen. Denn viele würden denken, sie müssen besonders früh ins Bett, um die Chancen für den Schlaf zu erhöhen. Doch es gehe vielmehr darum, das Bett nur zum Schlafen, und nicht zum Wachliegen zu benutzen.
Die 8-Stunden-Regel
Ein weiteres Dogma, mit dem es laut Nissen aufzuräumen gilt: die allgemeingültige Mindestschlafzeit von ungefähr acht Stunden. Tatsächlich aber ist das Schlafbedürfnis „individuell sehr unterschiedlich“. Einige Menschen bräuchten zehn, andere aber auch nur fünf Stunden Nachtruhe, um darin alle essenziellen physiologischen Schlaffunktionen unterzubringen.
Dazu gehört nicht nur die synaptische Homöostase, sondern beispielsweise auch, dass im Gehirn schädliche Stoffwechselprodukte entsorgt werden und der Körper seine im Tagesverlauf entleerten Energiereserven wieder auffüllt.
„Angeblich soll immer noch rätselhaft sein, welche Funktion der Schlaf eigentlich hat“, so Nissen. Zwar gebe es viele offene Fragen, doch es so zu formulieren sei vor allem irreführend. Denn Schlafen habe nicht eine, sondern viele Funktionen. „Und die sind alle wichtig, denn sonst würden wir nicht ungefähr ein Drittel unseres Lebens damit verbringen.“
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