Brainwashing – wie sich das Gehirn im Schlaf reinigt

Guter Schlaf befreit unser Gehirn von Abfällen und hält uns gesund. Doch wie geht das vor sich? Und kann dieses "Brainwashing" in den Wechseljahren nachlassen?

Während unserer wachen Zeit sammeln sich in unserem Gehirn Ablagerungen und giftige Proteine an. Deren Beseitigung ist ein wesentlicher Prozess zur Erhaltung der Gesundheit unseres Gehirns. Foto: iStock/Lidiia Moor

Schließen wir unsere Augen, ist es ähnlich wie mit einem Geschirrspüler. Einmal zugemacht, startet er mit der Wäsche. Wieder geöffnet, erwarten uns saubere Teller. Unser biologischer Geschirrspüler ist der Schlaf – im Idealfall erwachen wir mit einem sauberen Gehirn.

So weit, so gut. Doch was passiert da während der Nacht beziehungsweise auch tagsüber im Gehirn? Darüber haben sich dänische Forscher:innen Gedanken gemacht und sich gefragt, was diese Prozesse antreibt. Ihre Schlussfolgerungen haben sie im Fachblatt „Cell Press“ veröffentlicht.

Im Wachzustand sammelt unser Gehirn Müll an

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Während unserer wachen Zeit sammeln sich in unserem Gehirn Ablagerungen und giftige Proteine an. Deren Beseitigung ist ein wesentlicher Prozess zur Erhaltung der Gesundheit unseres Gehirns. Ein eingebautes Abfallbeseitigungssystem, das so genannte glymphatische System, sorgt dafür, dass Flüssigkeit im Gehirn und Rückenmark zirkulieren, um Abfallstoffe zu beseitigen. Solche giftigen Eiweißstoffe und klebringen Ablagerungen werden mit neurologischen Störungen in Verbindung gebracht.

Die Wissenschafter:innen fanden bei Mäusen heraus, dass ein Molekül namens Noradrenalin eine Schlüsselrolle bei der Reinigung des Gehirns spielt. Während des Tiefschlafs schüttet der Hirnstamm etwa alle 50 Sekunden winzige Wellen von Noradrenalin aus. Dieses veranlasst die Blutgefäße, sich zusammenzuziehen und langsame Pulsationen zu erzeugen, die einen rhythmischen Fluss in der umgebenden Flüssigkeit erzeugen, um Abfallstoffe abzutransportieren.

Wie das Gehirn im Schlaf die Abfallstoffe ausspült

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Doch was treibt diesen Prozess an? Um Hinweise darauf zu finden, haben die Forschenden um Erstautorin Maiken Nedergaard von der University of Rochester und der University of Copenhagen untersucht, was bei Mäusen passiert, wenn das Gehirn schläft. Insbesondere konzentrierten sie sich auf die Beziehung zwischen Noradrenalin und dem Blutfluss während des Tiefschlafs. Sie fanden heraus, dass Noradrenalinwellen mit Schwankungen des Blutvolumens im Gehirn korrelieren, was darauf hindeutet, dass Noradrenalin eine rhythmische Pulsation in den Blutgefäßen auslöst.

Die Forschenden verglichen in Folge die Veränderungen des Blutvolumens mit dem Fluss der Hirnflüssigkeit und fanden heraus, dass die Gefäße als Pumpen fungieren, die die umgebende Hirnflüssigkeit antreiben, um die Abfallstoffe auszuspülen.

Schlafmittel stören die Gehirnwäsche

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Doch ist jeder Schlaf gleich? Um das herauszufinden, verabreichten die Wissenschafter:innen Mäusen Zolpidem, eine gängige Arzneimittelsubstanz zur Unterstützung des Schlafs. Dabei stellten sie fest, dass die Noradrenalin-Wellen während des Tiefschlafs bei den mit dem Schlafmittel Zolpidem behandelten Mäusen um 50 Prozent niedriger waren als bei Mäusen mit natürlichem Schlaf. Obwohl die mit Zolpidem behandelten Mäuse schneller einschliefen, ging der Flüssigkeitstransport ins Gehirn um mehr als 30 Prozent zurück. Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass das Schlafmittel die durch Noradrenalin gesteuerte Abfallbeseitigung während des Schlafs stören kann.

„Immer mehr Menschen nehmen Schlafmittel ein, und es ist wichtig zu wissen, ob das ein gesunder Schlaf ist“, erklärt Hauptautorin Natalie Hauglund von der University of Copenhagen und University of Oxford, UK. „Wenn die Menschen nicht den vollen Nutzen des Schlafs ausschöpfen, sollten sie sich dessen bewusst sein, damit sie fundierte Entscheidungen treffen können.

Schlechter Schlaf fördert neurologische Störungen

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Das Forscher:innen-Team betont, dass die Ergebnisse aller Voraussicht nach auch für Menschen gelten, die ebenfalls ein glymphatisches System haben, obwohl dies noch weiter getestet werden muss. Es wurden ähnliche Noradrenalinwellen, Blutflussmuster und Hirnflüssigkeitsströme beim Menschen beobachtet. Die Studienergebnisse könnten Aufschluss darüber geben, wie schlechter Schlaf zu neurologischen Störungen wie Morbus Alzheimer beitragen kann.

„Jetzt, da wir wissen, dass Noradrenalin für die Reinigung des Gehirns verantwortlich ist, können wir herausfinden, wie wir den Menschen einen langen und erholsamen Schlaf ermöglichen können“, betont Maiken Nedergaard.

Was schlechter Schlaf in den Wechseljahren bewirkt

Die Studie bezieht sich nicht auf die Wechseljahre, dennoch ist ein Umkehrschluss eine Überlegung wert. Gerade auf dem Weg zur Menopause leiden viele Frauen an Schlafstörungen. Es ist eines der Hauptsymptome dieser Lebensphase, wenn sich die Hormone Progesteron und Östrogen regelrecht aus dem Staub machen. Um unseren Geschirrspüler im Gehirn optimal am Laufen halten zu können, ist guter Schlaf erstrebenswert.