Nachts im Gehirn

Der Schlafbedarf ist individuell unterschiedlich und unter anderem abhängig vom Alter, der Jahreszeit, erblicher Veranlagung oder Stress. Laut dem Statistischen Bundesamt schlafen Deutsche ab 10 Jahre durchschnittlich 8 Stunden und 37 Minuten pro Nacht.

Während dieser Zeit ruht der Körper, doch im Kopf ist trotzdem einiges los. Dies wird in einem Elektroenzephalogramm (EEG) sichtbar. Hier werden die elektrischen Ströme des Gehirns gemessen und grafisch dargestellt. Dabei sieht man auch: Der Schlaf besteht aus einer Abfolge von Schlafzyklen, die wiederum in unterschiedliche Schlafphasen unterteilt werden.

Alles beginnt mit der Einschlafphase: Hier ist der Schlaf sehr leicht und das Bewusstsein wechselt zwischen Wachsein und Schlafen. Darauf folgt die sogenannte Phase des leichten Schlafs und dann die Tiefschlafphase. Am Ende eines Schlafzyklus steht die REM-Phase. REM steht für rapid eye movements (schnelle Augenbewegungen) und beschreibt, dass sich die Augen des Schlafenden unter den geschlossenen Augenlidern bewegen.

Ein Schlafzyklus dauert bei Erwachsenen zwischen 90 und 110 Minuten und wiederholt sich vier bis sechs Mal pro Nacht. Geträumt wird übrigens nach aktuellem Kenntnisstand in jeder Schlafphase und nicht wie bisher angenommen nur während des REM-Schlafs. Hier sind gemäß dem Max-Planck-Institut die Träume in ihrer räumlich-visuellen Struktur dem Wachzustand allerdings besonders ähnlich. Es sind oft Träume mit intensiven emotionalen Inhalten. Gehirn und Herz-Kreislauf-System verhalten sich im REM-Schlaf als wären sie wach, während die Bewegungsmuskulatur weitestgehend ausgeschaltet ist (Schlafparalyse).

Im Tiefschlaf werden hingegen alle Körperfunktionen gedrosselt. Puls und Atmung verlangsamen sich, die Körpertemperatur fällt. Es ist die Zeit der Regeneration und der Zellreparatur. Um das anzuregen, schüttet die Hirnanhangdrüse Wachstumshormone aus. Bei Kindern bewirken die Hormone unter anderem auch Muskelaufbau und Knochenwachstum. Der erste Tiefschlaf der Nacht ist der längste, im weiteren Verlauf der Nacht verkürzen sich diese Phasen.

Im EEG sind in der Tiefschlafphase langsame, synchron verlaufende Erregungswellen zu sehen. Bereits seit 20 Jahren weiß man, dass diese Wellen die Gedächtnisbildung unterstützen. Forschende der Charité in Berlin haben im Dezember 2024 in der Fachzeitschrift »Nature Communications« hierfür einen Erklärungsansatz geliefert: Das Gehirn spielt im Schlaf verschiedene Erinnerungen ab. Die Erregungswellen machen demnach die Hirnrinde – den Sitz des Langzeitgedächtnisses – besonders empfänglich für diese Informationen, indem sie die synaptischen Verbindungen zwischen den Nervenzellen der Hirnrinde stärken. Die Synapsen arbeiten den Erkenntnissen der Wissenschaftler zufolge am effektivsten, direkt nachdem die Spannung von einem niedrigen auf ein hohes Niveau steigt. Auch wenn in diesem Bereich sicherlich noch viel Forschung betrieben werden muss, kann dieses Wissen eventuell in Zukunft dazu genutzt werden, um die Gedächtnisleistung, beispielsweise bei beginnender Vergesslichkeit, zu verbessern.