Schlafentzug beeinflusst die kognitive Leistung

Forschende am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund haben untersucht, wie sich Schlafentzug auf die Leistung des Gehirns auswirkt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich nicht nur die Aktivität des Gehirns verändert, sondern auch die Verbindungsstärken zwischen den Nervenzellen beeinflusst werden.

Ausreichend Schlaf ist essenziell für eine optimale Leistung am Tag. Schlafmangel beeinträchtigt nicht nur die Aufmerksamkeit, sondern auch die Gedächtnisleistung und Lernprozesse. Um neue Gedächtnisinhalte zu speichern, werden vor allem während des Nachtschlafs wichtige Verbindungen verstärkt und unwichtige wieder abgeschwächt. Ob und wie Schlafentzug die menschliche Gehirnphysiologie und Kognition moduliert, ist nicht gut verstanden.

Die Wissenschaftler untersuchten deshalb, wie sich Schlafentzug über Nacht im Vergleich zu ausreichendem Schlaf auf die kortikale Erregbarkeit, gemessen durch transkranielle Magnetstimulation, die Induzierbarkeit von Langzeitpotenzierung (LTP) und Langzeitdepression (LTD) durch transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) sowie Lernen, Gedächtnis und Aufmerksamkeit auswirkt.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Schlafmangel die kortikale Erregbarkeit aufgrund einer verstärkten glutamatbezogenen kortikalen Aktivierung erhöht und die kortikale GABA-erge Hemmung verringert. Die kortikale Erregbarkeit ist dauerhaft erhöht, was zu einer Beeinträchtigung der Signalübertragung führt. Neue, äußere Reize und Informationen können daher nur schlecht oder gar nicht verarbeitet werden und das Lernen fällt schwerer. Durch die erhöhte, kortikale Erregbarkeit wird die Neuroplastizität gestört. Das bedeute, dass die Überaktivierung des Gehirns eine Neuvernetzung der Synapsen erschwert, resümieren die Forscher.

Optimale Erregbarkeit des Gehirns könnte Erkrankungen vorbeugen

Dabei gibt es den Wissenschaftler zufolge jedoch einen Unterschied zwischen kompletten Schlafentzug und dem Arbeiten gegen die persönlich bevorzugten Schlaf- und Wachphasen (Chronotyp). Bei letzterem sind die Aktivität des Gehirns und die Neuroplastizität verringert. Beim Schlafentzug ist die Hirnaktivität aber erhöht. Insbesondere bei anspruchsvollen Tätigkeiten kann das Arbeiten im Einklang mit dem eigenen Chronotyp die Arbeitsleistung verbessern.

Da die Dynamik der Plastizität und der Aktivität des Gehirns vom Schlaf abhängig sind, könnte diese eine Rolle bei der Vorbeugung von Erkrankungen mit kognitiven Defiziten spielen. Beispiele für solche Erkrankungen sind Demenzen, bei denen häufig Schlafstörungen vorliegen, und schwere Depressionen. Bei Depressionen besteht eine verminderte Hirnaktivierung und Neuroplastizität, die durch einen therapeutischen Schlafentzug, der eine etablierte antidepressive Maßnahme ist, kompensiert werden könnten.