Forschungsteam entdeckt Auslöser von Müdigkeit im Mäusehirn
Ein Basler Forschungsteam kommt dem Geheimnis der Müdigkeit einen Schritt näher: Es hat bei Mäusen jene Hirnzellen gefunden, die den Drang zum Schlafen aktiv auslösen und steuern.
Die Forschenden um Alex Schier vom Biozentrum der Universität Basel stellten ihre Ergebnisse am Mittwoch im Fachjournal «Nature» vor. Die Studie in Zusammenarbeit mit Forschenden aus den USA liefert neue Einblicke in die Frage, wie das Gehirn die Dauer des Wachzustands misst und daraus den Bedarf an Schlaf ableitet. «Dies ist ein wichtiges Puzzleteil, um zu verstehen, warum wir müde werden», wird Schier in einer Mitteilung der Universität Basel zur Studie zitiert.
Um die für Müdigkeit verantwortlichen Hirnregionen zu finden, verglich das Team die Gehirnaktivität von Mäusen während normaler Schlaf-Wach-Zyklen, nach Schlafentzug und im darauffolgenden Erholungsschlaf. Dabei identifizierte es im Hirnstamm zwei spezifische Nervenzellpopulationen: Sogenannte GABAerge und serotonerge Neuronen. Die Aktivität dieser beiden Zelltypen nahm zu, je länger die Tiere wach waren, und sank nach dem Einschlafen wieder ab.
Schlafbedürfnis lässt sich reduzieren
In weiteren Experimenten prüfte das Team, ob diese Neuronen den Schlafdruck nur widerspiegeln oder ihn tatsächlich verursachen. Aktivierten die Forschenden die Zellen künstlich, schliefen die Mäuse länger und tiefer. Hemmten sie die Zellen hingegen, blieben die Tiere deutlich länger wach und schliefen weniger.
Eine langfristige Hemmung dieser beiden Nervenzelltypen reduzierte das Schlafbedürfnis der Mäuse stark. Die Tiere schliefen rund 70 Prozent weniger als üblich. Überraschenderweise zeigten die meisten von ihnen keine schweren Verhaltensstörungen, die normalerweise mit Schlafentzug einhergehen. Dies deutet laut den Forschenden darauf hin, dass diese Neuronen nicht nur die Schlafdauer, sondern auch die Stärke des Schlafbedürfnisses bestimmen.
Das Verständnis, wie das Gehirn Schlafdruck erzeugt, eröffnet laut den Forschenden neue Möglichkeiten. «Künftige Studien könnten zeigen, wie diese Nervenzellen mit dem übrigen Gehirn zusammenarbeiten und wie Schlafdruck auf molekularer Ebene entsteht», erklärte Erstautor William Joo in der Mitteilung der Universität.
Dies könne neue Wege aufzeigen, um die Widerstandsfähigkeit gegenüber Schlafentzug zu verbessern, und langfristig zu neuen therapeutischen Ansätzen bei Schlafstörungen führen. (sda)
