Der REM-Schlaf ist ein Stadium des Schlafs, das durch einen niedrigen Muskeltonus, schnelle Augenbewegungen und Träume gekennzeichnet ist. Er ist bei allen Säugetieren vorhanden und hat einzigartige physiologische Eigenschaften, die ihn vom Nicht-REM-Schlaf unterscheiden.
Wichtige Punkte zum REM-Schlaf:
- Assoziiert mit Träumen
- Rasche Augenbewegungen
- Muskeln sind gelähmt
Über den REM-Schlaf
Dieses Schlafstadium wird auch als „paradoxer Schlaf“ oder „desynchronisierter Schlaf“ bezeichnet, da es physiologische Ähnlichkeiten mit den Wachzuständen einer Person aufweist; Dazu gehören niedrige, schnelle, desynchronisierte Hirnströme. Man geht davon aus, dass die chemische und elektrische Aktivität, die diese Schlafphase reguliert, ihren Ursprung im Hirnstamm hat, und dass sie vor allem durch eine Kombination aus einem Überschuss an Acetylcholin (einem Neurotransmitter) und dem fast vollständigen Fehlen von Serotonin, Histamin und Noradrenalin (Monoamin-Neurotransmitter) gekennzeichnet ist. (1)
Dem interpunktierten REM-Schlaf gehen unmittelbar die ponto-geniculo-occipitalen (PGO) Wellen voraus, bei denen es sich um elektrische Aktivitätsausbrüche handelt, die vom Hirnstamm ausgehen. Beim Übergang vom Tiefschlaf zum paradoxen Schlaf treten diese Wellen etwa alle sechs Sekunden in Gruppen auf und dauern zwischen einer und zwei Minuten. Wenn sie in den visuellen Kortex eindringen, weisen sie ihre höchste Amplitude auf und verursachen so die schnellen Augenbewegungen im paradoxen Schlaf.
REM-Schlaf und Gehirnenergie
Im REM-Schlaf entspricht die Gehirnenergie, gemessen am Glukose- und Sauerstoffstoffwechsel, dem Energieverbrauch im Wachzustand oder übersteigt ihn sogar. Sowohl im paradoxen Schlaf als auch im Wachzustand wird im Vergleich zum langsamen Tiefschlaf mehr Acetylcholin (Neurotransmitter) verbraucht, was die schnelleren Gehirnströme erklären könnte. Die Monoamin-Neurotransmitter Serotonin, Histamin und Noradrenalin sind nicht verfügbar. (2)
Es wurde entdeckt, dass die Injektion eines Acetylcholinesterase-Hemmers sowohl bei Menschen als auch bei anderen Tieren, die sich bereits im Langsamschlaf befinden, einen paradoxen Schlaf auslösen kann. Dieser Inhibitor erhöht effektiv das verfügbare Acetylcholin. Carbachol hat einen ähnlichen Einfluss und ahmt die Wirkung von Acetylcholin auf die Neuronen nach. Die gleichen Injektionen führen bei wachen Menschen zu paradoxem Schlaf, allerdings nur, wenn die Monamin-Neurotransmitter bereits erschöpft sind.
Gamma-Aminobuttersäure (GABA) und Orexin sind zwei weitere Neurotransmitter, die offenbar das Wachsein fördern, während des Tiefschlafs abnehmen und paradoxen Schlaf verhindern. Die chemischen Veränderungen des Gehirns deuten auf eine kontinuierliche periodische Oszillation hin, im Gegensatz zu den plötzlichen Veränderungen der elektrischen Muster.
Die Rolle des Hirnstamms im REM-Schlaf
Während des REM-Schlafs scheint die neurale Aktivität ihren Ursprung im Hirnstamm zu haben, insbesondere im Locus coeruleus und im pontinen Tegmentum.
Nach der von Allan Hobson und Robert McCarley 1975-1977 vorgeschlagenen Theorie der Aktivierungssynthese sind an der Steuerung des REM-Schlafs REM-on und REM-off Neuronenbahnen im Hirnstamm beteiligt. Die REM-on-Neuronen sind hauptsächlich cholinergisch, d. h. sie arbeiten mit Acetylcholin, während die REM-off-Neuronen Noradrenalin und Serotonin aktivieren, die neben anderen Funktionen die REM-on-Neuronen überwältigen. Hobson und McCarley schlugen vor, dass die REM-On-Neuronen die REM-Off-Neuronen stimulieren und damit den Mechanismus für den Wechsel zwischen REM- und Nicht-REM-Schlaf darstellen. Zur Erklärung dieser zyklischen umgekehrten Beziehung wurden Lotka-Volterra-Gleichungen verwendet. (3)
Im Jahr 1981 schlugen Michael Jouvet und Kayuza Sakai ein ähnliches Modell vor. Es scheint, dass Acetylcholin sowohl im Wachzustand als auch in der REM-Phase gleichermaßen in der Hirnrinde vorkommt; während der REM-Phase tritt es jedoch in höheren Konzentrationen im Hirnstamm auf.
Der Entzug von GABA und Orexin könnte das Fehlen der anderen erregenden Neurotransmitter erklären. Die Positronen-Emissions-Tomographie wurde in den 1990er Jahren in der Forschung eingesetzt und bestätigte die Rolle des Hirnstamms. Diese Forschung deutet auch darauf hin, dass die paralimbischen und limbischen Systeme im Vorderhirn, die im Allgemeinen mit Emotionen in Verbindung gebracht werden, stärker aktiviert sind als andere Bereiche.
Warum ist der REM-Schlaf wichtig
Der REM-Schlaf oder Rapid Eye Movement Sleep ist eine der Schlafphasen. Es ist das Schlafstadium, das am meisten mit Träumen in Verbindung gebracht wird. Während des REM-Schlafs verhalten sich Gehirn und Körper ganz anders als in den anderen Schlafstadien. Während dieses Schlafstadiums verhalten sich die Skelettmuskeln wie gelähmt. Tatsächlich sind alle willkürlichen Muskeln, mit Ausnahme der Augenmuskeln, atonisch, d. h. ohne Bewegung. Dies hatte wahrscheinlich einen evolutionären Nutzen, da es uns und andere vor Verletzungen schützte, da wir sonst unsere Träume ausleben würden. (4)
Während des REM-Schlafs ist das Gehirn aktiver als in anderen Schlafstadien. Das EEG, das Elektroenzephalogramm, ähnelt dem Wachzustand. Natürlich zeigen die Augen in der Schlafstudie ein ausgeprägtes Muster, das auf schnelle Augenbewegungen hinweist, daher der Name. Die Skelettmuskeln zeigen manchmal kurze Zuckungen, die mit den Augenbewegungen übereinstimmen können.
Was sind Träume und warum träumen wir? Diese Frage ist nicht leicht zu beantworten. Es gibt verschiedene Theorien über die Bedeutung von Träumen. Eine davon besagt, dass Träume die Art und Weise sind, wie das Gehirn Informationen zu früheren Ereignissen verarbeitet und speichert.
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