Lernmaterialien für Schlaf an der Bergische Universität Wuppertal

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TESTE DEIN WISSEN

Wie wird die Frage danach, wieso wir schlafen durch die adaptive Theorie beantwortet?

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TESTE DEIN WISSEN

Schlaf wird durch einen inneren 24-Stunden-Zeitgebermechanismus gesteuert
Die Programmierung/ Steuerung des Einschlafens ist unabhängig von Aktivitäts/Erschöpfungsunterschieden
Es liegt eine phylogenetische (stammesgeschichtliche) Adaptivität vor, da Schlaf/ Inaktivität im Dunkeln Schutz vor Gefahren bietet

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TESTE DEIN WISSEN

Was versteht man unter circadianer Rhythmik?

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TESTE DEIN WISSEN

Ungefähr 24 stündige Periodik, der viele körperliche und psychische Funktionen unterliegen z.B
- Körpertemperatur
- Hoch und Tiefs der Aufmerksamkeitsleistung
- Hormonkonzentration
Viele verschiedene funktionsgebende circadiane Rhythmen
- Die meisten gegeneinander phasenverschoben, manche aber auch synchron (z.B Katecholaminfreisetzung und Körpertemperatur)

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TESTE DEIN WISSEN

Was kann bei Isolationsexperimenten ("unter freilaufenden Bedingungen") in Bezug auf die Dauer des Schlaf-Wach-Rhythmus beobachtet werden?

Lösung anzeigen

TESTE DEIN WISSEN

Verschiebung der Periodik: Es stellt sich eine 25 stündige Rhythmik ein

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TESTE DEIN WISSEN

Was ist mit Desynchronisation endogener Rhythmen gemeint?

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TESTE DEIN WISSEN

Zuvor parallel zueinander verlaufende Rhythmen (z.B Schlaf-Wach-Rhythmus und Körpertemperatur) können sich bei Isolationsexperimenten voneinander entkoppeln

--> Hinweis darauf, dass verschiedene Rhythem durch verschiedene Taktgeber gesteuert werden und unterschiedlich gut durch externe Taktgeber modifiert werden können

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TESTE DEIN WISSEN

Welche anatomische Struktur agiert als zentraler Taktgeber?

Durch welche Informationen stellt sich dieser ein und über welche Prozesse bewirkt dieser die Synchronisation anderer Taktgeber?

Lösung anzeigen

TESTE DEIN WISSEN

Nucleus suprachiasmaticus
- Kerngebiet im vorderen Hypothalamus, oberhalb der Sehkreuzung (Chiasma opticum)
- Erhält Zuflüsse von der retinothalamischen Bahn
  - Weiterleitung von Hell-Dunkel-Unterschieden, dadurch Angleichung (Entrainment) der Ncl. suprachiasmaticus an die Tag-Nacht-Periodik

Sendet Efferenzen an sekundäre Oszillatoren z.B
- andere hypothalamische Kerne, die vegetative Funktionen steuern
- Zirbeldrüse, die die Ausschüttung von Melatonin steuert

--> Sekundäre Oszillatoren für zirkadiane Funktionen wie mot. Aktivität, Nahrungsaufnahme und Körpertemperatur

Diesen wird zirkadiane Rhythmik so "aufgedrängt"

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TESTE DEIN WISSEN

Mit welchen Messmethoden wird Schlaf üblicherweise untersucht?

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TESTE DEIN WISSEN

Elektroenzephalogramm (EEG)

Elektrokulogramm (EOG)

Elektromyogramm (EMG)

--> Polysomnographie

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TESTE DEIN WISSEN

Wie lassen sich die verschiedenen Schlafstadien im EEG unterscheiden?

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TESTE DEIN WISSEN

Unterschiedliche Schlafstadien lassen sich durch Unterschiede der gehirnelektrischen Aktivität (messbar mit EEG) voneinander abgrenzen
Dabei dominieren unterschiedlicher elektrischer Frequenzbänder in den jeweiligen Schlafphasen
Faustregel für den Slow-Wave-Sleep: Je tiefer das Schlafstadium, desto langsamer ist die Frequenz der Gehirnelektrischen Aktivität
Weitere charakteristische Phänomene im EEG (treten in Phase S2 des SWS auf)
- K-Komplex
- Schlafspindeln
Im REM-Schlaf ist das Bild ein anderes:
- Charakteristisch sind schnelle Frequenzen (Beta- bis Theta-Wellen), die auch in aufmerksamen Wachzuständen beoachtet werden können

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TESTE DEIN WISSEN

1. Beschreibe den Ablauf und das Auftreten von Schlafphasen im Laufe einer Nacht

2. Wie verändert sich der Anteil von Schlafstadien über das Alter hinweg?

Lösung anzeigen

TESTE DEIN WISSEN

1. Abwechseln von ca. 90 minütigen Zyklen

Anteiligkeit von SWS- und REM-Phasen am Gesamtzyklus abhängig von der Schlafdauer
- In den ersten Schlafphasen v.A SWS-Schlaf vorhanden (größte Anteile in der ersten Nachthälfte)
- Mit längerer Schlafdauer Zunehmen von REM-Phasen (Hier hohe Aktivität der Augenmuskultur = Rapid eye movement, sonst Tonusverlust der quergestreiften Muskulatur, Hohe Herzrate und Atemfrequenz

Babys verbringen einen Großteil ihres Schlafs in REM-Schlafphasen
Mit zunehmendem Alter werden die REM-Phasen kürzer
Insgesamt wird mit steigendem Alter weniger Schlaf benötigt

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TESTE DEIN WISSEN

Was unterscheidet SWS und REM Phasen noch? Was sind ihre Funktionen?

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TESTE DEIN WISSEN

Untersuchbar durch Schlafdeprivation (total, Nachhälften deprivieren, In bestimmten Schlafphasen aufwecken und diese so verhindern)
Nach Schlafdeprivation (total) ist nicht die gesamte Schlafzeit proportional zur Wachzeit verlängert, sondern die Tiefschlafphasen werden verlängert
Funktion des SWS:
- Reduktion des Stoffwechsels um 75%
  - Abbau von Nebenprodukten (freie Radikale, die durch oxidativen Stress entstehen)
- Unterstützung der deklarativen Gedächtnisentwicklung, wenig Einfluss auf nicht-deklarative Informationen (wie motorische Fähigkeiten)

Nach Deprivation der REM-Phasen
- Rebound Phänome: Mehr REM-Schlaf
Funktion: Wichtiger in Wachstumsphasen (Gehirnentwicklung, non-deklarative Gedächtnisbildung)

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TESTE DEIN WISSEN

Welche neuronalen Schaltkreise/ Neurotransmitter sind an der Kontrolle des Schlafs beteiligt?

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TESTE DEIN WISSEN

Acetylcholin (Ach)
- Zahlreiche von der formatio reticularis zum basen Vorderhin laufende Neuronen sind cholinerg
- Weitere Strukturen, die im cholinergen System wichtig sind: Pons, mediales Septum
- Ach-Ausschüttung korreliert mit motorischer Akitvität im Schlaf
Noradrenalin (Na)
- Wichtigstes Kerngebiet: Locus Coeruleus
Serotonin (5-HT)
- Raphe-Kerne
Histamin
- Tuberomamillarer Nucleus (Kerngebiet im Hypothalamus)
- Aktivierende Projektionen zum Neokortex (steigert Arousal)
- Steigerung der Ach-Ausschüttung in basalen Vorderhirn und der Pons
Orexin
- Lateraler Hypothalamus
- Netz aus aktivierenden Projektionen
GABA
- Ventrolaterales präoptisches Areal
- Hemmung aktivierender Zentren

Melatonin
- produziert in Zirbeldrüse (Epiphyse)
- Schlaffördernd und aktivitätsdämpfend
Cortisol
- synthetisiert in zona fasciculata (Nebennierenrinde)
- ACTH-Veränderungen gehen Cortisolveränderungen voraus
- Appetitanregend
- Produktion v.A in der 2. Nachthälfte --> bereitet auf Aufwachen vor

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TESTE DEIN WISSEN

Beschreibe die Rolle des orexinergen Systems in der neuronalen Kontrolle des Tiefschlafs

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TESTE DEIN WISSEN

Das Orexinerge System wird als Stabilisator angenommen
Es sendet erregende Signale zur Wach-an Region (Erregungssysteme im Hirnstamm und Vorderhirn)
Die Orexinausschüttung wird angeregt durch:
- Motivation wach zu bleiben
- Die biologische Uhr/ Tageszeit/ Tageslicht
- Hungersignale
Das orexinerge System wird gehemmt durch
- Sättigungssignale
Bei Narkolepsie wird dieses System instabil und die Orexinproduktion wird reduziert

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TESTE DEIN WISSEN

Welcher ist der zentrale Neurotransmitter im REM-ON-System?

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Acetylcholin

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Wie wird die Frage danach, wieso wir schlafen durch die adaptive Theorie beantwortet?

Schlaf wird durch einen inneren 24-Stunden-Zeitgebermechanismus gesteuert
Die Programmierung/ Steuerung des Einschlafens ist unabhängig von Aktivitäts/Erschöpfungsunterschieden
Es liegt eine phylogenetische (stammesgeschichtliche) Adaptivität vor, da Schlaf/ Inaktivität im Dunkeln Schutz vor Gefahren bietet

Was versteht man unter circadianer Rhythmik?

Ungefähr 24 stündige Periodik, der viele körperliche und psychische Funktionen unterliegen z.B
- Körpertemperatur
- Hoch und Tiefs der Aufmerksamkeitsleistung
- Hormonkonzentration
Viele verschiedene funktionsgebende circadiane Rhythmen
- Die meisten gegeneinander phasenverschoben, manche aber auch synchron (z.B Katecholaminfreisetzung und Körpertemperatur)

Was kann bei Isolationsexperimenten ("unter freilaufenden Bedingungen") in Bezug auf die Dauer des Schlaf-Wach-Rhythmus beobachtet werden?

Verschiebung der Periodik: Es stellt sich eine 25 stündige Rhythmik ein

Was ist mit Desynchronisation endogener Rhythmen gemeint?

Zuvor parallel zueinander verlaufende Rhythmen (z.B Schlaf-Wach-Rhythmus und Körpertemperatur) können sich bei Isolationsexperimenten voneinander entkoppeln

--> Hinweis darauf, dass verschiedene Rhythem durch verschiedene Taktgeber gesteuert werden und unterschiedlich gut durch externe Taktgeber modifiert werden können

Welche anatomische Struktur agiert als zentraler Taktgeber?

Durch welche Informationen stellt sich dieser ein und über welche Prozesse bewirkt dieser die Synchronisation anderer Taktgeber?

Nucleus suprachiasmaticus
- Kerngebiet im vorderen Hypothalamus, oberhalb der Sehkreuzung (Chiasma opticum)
- Erhält Zuflüsse von der retinothalamischen Bahn
  - Weiterleitung von Hell-Dunkel-Unterschieden, dadurch Angleichung (Entrainment) der Ncl. suprachiasmaticus an die Tag-Nacht-Periodik

Sendet Efferenzen an sekundäre Oszillatoren z.B
- andere hypothalamische Kerne, die vegetative Funktionen steuern
- Zirbeldrüse, die die Ausschüttung von Melatonin steuert

--> Sekundäre Oszillatoren für zirkadiane Funktionen wie mot. Aktivität, Nahrungsaufnahme und Körpertemperatur

Diesen wird zirkadiane Rhythmik so "aufgedrängt"

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Elektroenzephalogramm (EEG)

Elektrokulogramm (EOG)

Elektromyogramm (EMG)

--> Polysomnographie

Wie lassen sich die verschiedenen Schlafstadien im EEG unterscheiden?

Unterschiedliche Schlafstadien lassen sich durch Unterschiede der gehirnelektrischen Aktivität (messbar mit EEG) voneinander abgrenzen
Dabei dominieren unterschiedlicher elektrischer Frequenzbänder in den jeweiligen Schlafphasen
Faustregel für den Slow-Wave-Sleep: Je tiefer das Schlafstadium, desto langsamer ist die Frequenz der Gehirnelektrischen Aktivität
Weitere charakteristische Phänomene im EEG (treten in Phase S2 des SWS auf)
- K-Komplex
- Schlafspindeln
Im REM-Schlaf ist das Bild ein anderes:
- Charakteristisch sind schnelle Frequenzen (Beta- bis Theta-Wellen), die auch in aufmerksamen Wachzuständen beoachtet werden können

1. Beschreibe den Ablauf und das Auftreten von Schlafphasen im Laufe einer Nacht

2. Wie verändert sich der Anteil von Schlafstadien über das Alter hinweg?

1. Abwechseln von ca. 90 minütigen Zyklen

Anteiligkeit von SWS- und REM-Phasen am Gesamtzyklus abhängig von der Schlafdauer
- In den ersten Schlafphasen v.A SWS-Schlaf vorhanden (größte Anteile in der ersten Nachthälfte)
- Mit längerer Schlafdauer Zunehmen von REM-Phasen (Hier hohe Aktivität der Augenmuskultur = Rapid eye movement, sonst Tonusverlust der quergestreiften Muskulatur, Hohe Herzrate und Atemfrequenz

Babys verbringen einen Großteil ihres Schlafs in REM-Schlafphasen
Mit zunehmendem Alter werden die REM-Phasen kürzer
Insgesamt wird mit steigendem Alter weniger Schlaf benötigt

Was unterscheidet SWS und REM Phasen noch? Was sind ihre Funktionen?

Untersuchbar durch Schlafdeprivation (total, Nachhälften deprivieren, In bestimmten Schlafphasen aufwecken und diese so verhindern)
Nach Schlafdeprivation (total) ist nicht die gesamte Schlafzeit proportional zur Wachzeit verlängert, sondern die Tiefschlafphasen werden verlängert
Funktion des SWS:
- Reduktion des Stoffwechsels um 75%
  - Abbau von Nebenprodukten (freie Radikale, die durch oxidativen Stress entstehen)
- Unterstützung der deklarativen Gedächtnisentwicklung, wenig Einfluss auf nicht-deklarative Informationen (wie motorische Fähigkeiten)

Nach Deprivation der REM-Phasen
- Rebound Phänome: Mehr REM-Schlaf
Funktion: Wichtiger in Wachstumsphasen (Gehirnentwicklung, non-deklarative Gedächtnisbildung)

Welche neuronalen Schaltkreise/ Neurotransmitter sind an der Kontrolle des Schlafs beteiligt?

Acetylcholin (Ach)
- Zahlreiche von der formatio reticularis zum basen Vorderhin laufende Neuronen sind cholinerg
- Weitere Strukturen, die im cholinergen System wichtig sind: Pons, mediales Septum
- Ach-Ausschüttung korreliert mit motorischer Akitvität im Schlaf
Noradrenalin (Na)
- Wichtigstes Kerngebiet: Locus Coeruleus
Serotonin (5-HT)
- Raphe-Kerne
Histamin
- Tuberomamillarer Nucleus (Kerngebiet im Hypothalamus)
- Aktivierende Projektionen zum Neokortex (steigert Arousal)
- Steigerung der Ach-Ausschüttung in basalen Vorderhirn und der Pons
Orexin
- Lateraler Hypothalamus
- Netz aus aktivierenden Projektionen
GABA
- Ventrolaterales präoptisches Areal
- Hemmung aktivierender Zentren

Melatonin
- produziert in Zirbeldrüse (Epiphyse)
- Schlaffördernd und aktivitätsdämpfend
Cortisol
- synthetisiert in zona fasciculata (Nebennierenrinde)
- ACTH-Veränderungen gehen Cortisolveränderungen voraus
- Appetitanregend
- Produktion v.A in der 2. Nachthälfte --> bereitet auf Aufwachen vor

Beschreibe die Rolle des orexinergen Systems in der neuronalen Kontrolle des Tiefschlafs

Das Orexinerge System wird als Stabilisator angenommen
Es sendet erregende Signale zur Wach-an Region (Erregungssysteme im Hirnstamm und Vorderhirn)
Die Orexinausschüttung wird angeregt durch:
- Motivation wach zu bleiben
- Die biologische Uhr/ Tageszeit/ Tageslicht
- Hungersignale
Das orexinerge System wird gehemmt durch
- Sättigungssignale
Bei Narkolepsie wird dieses System instabil und die Orexinproduktion wird reduziert

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