Wie Schlaf hilft, Emotionen zu verarbeiten

Newswise – Forscher der Abteilung für Neurologie der Universität Bern und des Universitätsspitals Bern haben herausgefunden, wie das Gehirn Emotionen während des Traumschlafs sortiert, um die Speicherung positiver Emotionen zu konsolidieren und gleichzeitig die Konsolidierung negativer zu dämpfen. Die Arbeit erweitert die Bedeutung des Schlafs für die psychische Gesundheit und eröffnet neue Wege für therapeutische Strategien.

Rapid Eye Movement (REM oder paradoxer) Schlaf ist ein einzigartiger und mysteriöser Schlafzustand, in dem die meisten Träume zusammen mit intensiven emotionalen Inhalten auftreten. Wie und warum diese Emotionen reaktiviert werden, ist unklar. Der präfrontale Kortex integriert viele dieser Emotionen während des Wachzustands, erscheint jedoch während des REM-Schlafs paradoxerweise ruhig. „Unser Ziel war es, den zugrunde liegenden Mechanismus und die Funktionen eines solch überraschenden Phänomens zu verstehen“, sagt Prof. Antoine Adamantidis vom Department of Biomedical Research (DBMR) der Universität Bern und der Klinik für Neurologie des Inselspitals, Universitätsspital Bern.

Die Verarbeitung von Emotionen, insbesondere die Unterscheidung zwischen Gefahr und Sicherheit, ist für Tiere überlebenswichtig. Beim Menschen führen übermäßig negative Emotionen wie Angstreaktionen und Angstzustände zu pathologischen Zuständen wie Posttraumatischen Belastungsstörungen (PTBS). In Europa sind etwa 15 % der Bevölkerung von anhaltenden Angstzuständen und schweren psychischen Erkrankungen betroffen. Die Forschungsgruppe um Antoine Adamantidis liefert nun Erkenntnisse darüber, wie das Gehirn im REM-Schlaf dabei hilft, positive Emotionen zu verstärken und stark negative oder traumatische Emotionen abzuschwächen. Diese Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft.

Ein dualer Mechanismus

Die Forscher konditionierten zunächst Mäuse darauf, mit Sicherheit assoziierte Hörreize und andere mit Gefahr assoziierte (aversive Reize) zu erkennen. Anschließend wurde die Aktivität von Neuronen im Gehirn von Mäusen während Schlaf-Wach-Zyklen aufgezeichnet. Auf diese Weise konnten die Forscher verschiedene Bereiche einer Zelle kartieren und bestimmen, wie emotionale Erinnerungen während des REM-Schlafs umgewandelt werden.

Neuronen bestehen aus einem Zellkörper (Soma), der die von den Dendriten (Inputs) kommenden Informationen integriert und über ihre Axone (Outputs) Signale an andere Neuronen sendet. Die erhaltenen Ergebnisse zeigten, dass Somaszellen stumm gehalten werden, während ihre Dendriten aktiviert werden. „Das bedeutet eine Entkopplung der beiden Zellkompartimente, also Soma schlafend und Dendriten hellwach“, erklärt Adamantidis. Diese Entkopplung ist wichtig, da die starke Aktivität der Dendriten die Kodierung sowohl von Gefahren- als auch von Sicherheitsemotionen ermöglicht, während die Hemmungen des Somas die Ausgabe des Schaltkreises während des REM-Schlafs vollständig blockieren. Mit anderen Worten, das Gehirn bevorzugt die Unterscheidung von Sicherheit und Gefahr in den Dendriten, blockiert aber die Überreaktion auf Emotionen, insbesondere auf Gefahr.

Ein Überlebensvorteil

Laut Forschern ist die Koexistenz beider Mechanismen vorteilhaft für die Stabilität und das Überleben von Organismen: „Dieser bidirektionale Mechanismus ist unerlässlich, um die Unterscheidung zwischen gefährlichen und sicheren Signalen zu optimieren“, sagt Mattia Aime von DBMR, Erstautor der Studie. Fehlt diese Unterscheidungskraft beim Menschen und werden überschießende Angstreaktionen erzeugt, kann dies zu Angststörungen führen. Die Ergebnisse sind besonders relevant für pathologische Zustände wie posttraumatische Belastungsstörungen, bei denen das Trauma im präfrontalen Kortex Tag für Tag während des Schlafs überverfestigt wird.

Durchbruch für die Schlafmedizin

Diese Erkenntnisse ebnen den Weg zu einem besseren Verständnis der Verarbeitung von Emotionen während des Schlafs beim Menschen und eröffnen neue Perspektiven für therapeutische Ziele zur Behandlung der maladaptiven Verarbeitung traumatischer Erinnerungen wie posttraumatischer Belastungsstörungen (PTSD) und ihrer frühen schlafabhängigen Konsolidierung. Zusätzliche akute oder chronische psychische Gesundheitsprobleme, die diese somatodendritische Entkopplung während des Schlafs implizieren können, umfassen akuten und chronischen Stress, Angstzustände, Depressionen, Panik oder sogar Anhedonie, die Unfähigkeit, Freude zu empfinden. Schlafforschung und Schlafmedizin sind seit langem ein Forschungsschwerpunkt der Universität Bern und des Inselspitals, Universitätsspital Bern. „Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse nicht nur für Patienten, sondern auch für die breite Öffentlichkeit von Interesse sind“, sagt Adamantidis.

Diese Studie wurde unterstützt durch die Interfakultäre Kooperationsförderung „Schlaf & Gesundheit“ der Universität Bern, das Inselspital Universitätsspital Bern, das Sinergia Stipendium „Schlaf & Schlaganfall“ des Schweizerischen Nationalfonds und den Europäischen Forschungsrat. Ein Teil der Arbeit umfasst die Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. T. Fellin am Italian Institute of Technology (IIT), Genua, Italien.

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