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#Neues aus der Industrie
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Tiefschlaf reinigt das Gehirn, Wissenschaftler entdecken
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In einer neuen Studie, die an der Boston University entwickelt wurde, hat ein Forscherteam herausgefunden, wie Schlaf Giftstoffe aus dem Gehirn entfernt.
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Die Studie wurde von der Assistenzprofessorin für Biomedizinische Technik Laura Lewis geleitet und untersuchte, wie synchronisierte Gehirnwellen, die während des Nicht-REM-Schlafes freigesetzt werden, eine Rolle bei der Verhinderung der Bildung von Giftstoffen im Gehirn spielen können.
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Science veröffentlicht und konnten neue Erkenntnisse über die Mechanismen neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer erschließen. Lewis hofft, dass die Ergebnisse dazu beitragen können, neue Wege zu finden, um die lähmenden Bedingungen zu behandeln und zu verhindern, die Nervenzellen entarten und die kognitive Funktion negativ beeinflussen.
Die hirnbereinigenden Eigenschaften des Nicht-REM-Schlafes
Während des Schlafes durchläuft das Gehirn mehrere Phasen, die von leichter Ruhe bis zu einem tiefen Schlaf reichen, der an Bewusstlosigkeit erinnert. Träume entstehen meist während des REM-Schlafes (Rapid Eye Movement), einer Phase, die in der Regel mehrmals in der Nacht auftritt. Lewis und ihre Kollegen konzentrierten sich auf den Nicht-REM-Schlaf, die Tiefenphase, die normalerweise früher in der Nacht stattfindet und mit der Gedächtnisspeicherung verbunden ist.
Die Boston University Studie baute auf früheren Forschungen an Mäusen auf, die zeigten, dass Schlaf gerötete Toxine wie Beta-Amyloid, das mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung steht. Lewis und ihr Team interessierten sich dafür, wie die Giftstoffe ausgeschieden werden und warum der Prozess nur im Schlaf stattfindet. Sie vermutete, dass es sich bei der Reinigung um eine zerebrospinale Flüssigkeit handelte, eine dünne und transparente Flüssigkeit, die um das Gehirn fließt. Um die Mechanik des Prozesses zu untersuchen, entwarf das Team eine Studie, um mehrere verschiedene Variablen zu testen.
Nutzung von Elektroenzephalographie und MRTs
Die Teilnehmer wurden mit einer Elektroenzephalographie (EEG) Kappe ausgestattet und gebeten, in einem MRT-Gerät einzuschlafen. Lewis und das Team analysierten dann die elektrischen Ströme in ihrem Gehirn und verglichen diese mit den ausrichtenden Schlafphasen. Sie maßen auch den Sauerstoffgehalt des Blutes im Gehirn sowie den Gehalt an Liquor, der in und aus dem Organ fließt.
"Wir hatten ein Gefühl, dass jede dieser Metriken wichtig war, aber wie sie sich im Schlaf ändern und wie sie sich im Schlaf verhalten, war für uns Neuland", sagt Lewis.
Die Forscher fanden heraus, dass große, sich langsam bewegende Wellen von Liquor über das Gehirn gewaschen wurden, während des Nicht-REM-Schlafes. Die entsprechenden EEG-Werte zeigten, dass gleichzeitig die Neuronen beginnen, die Aktivität zu synchronisieren.
"Zuerst würde man diese elektrische Welle sehen, wo alle Neuronen ruhig werden", sagt Lewis. Als alle Neuronen vorübergehend aufhörten zu feuern, wurde der Sauerstoffbedarf reduziert, was den Blutfluss zum Gehirn einschränkte. Dadurch wurde Platz für das Einströmen von Liquor geschaffen, der um das Gehirn zirkuliert und den angesammelten Stoffwechsel durch Produkte wie Beta-Amyloid ausspült.
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