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Dienstbesprechung
Bitte nicht stören!
Academia NeurologicaPlau am See
Neurobiologiedes Schlafs
Schlafendes Kind und Kinderkopf
Käthe Kollwitz, 1903.
Ich bin mir nicht gewiss, ob wir verstehen, was wir wissen.Charles M. Abernathy
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Dienstbesprechung
Bitte nicht stören!
Academia NeurologicaPlau am See
Neurobiologiedes Schlafs
Neurobiologia do Sono
Neurobiologiedes Schlafs
Dr. med. Valdeci J. Pomblum
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Fast alle Landtiere richten ihr Verhalten an circadianen Rhythmen aus
circa: „ringsherum“
dies: „Tag“
(den täglichen Zyklen von Tageslicht und Dunkelheit, die dadurch entstehen, dass die Erde sich dreht)
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Neurobiologiedes SchlafsEinführung
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Körpertemperatur
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Neurobiologiedes Schlafs
Circadiane Rhythmen
Tageszeit (h)
Tem
pera
tur
(°C
)
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Cortisol
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Neurobiologiedes Schlafs
Circadiane Rhythmen
Tageszeit (h)
Cor
tisol
(µ
g/10
0 m
L)
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Blutdruck
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Neurobiologiedes Schlafs
Circadiane Rhythmen
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Schlaganfall
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Neurobiologiedes Schlafs
Circadiane Rhythmen
0
50
100
150
200
250
300
1:00AM
3:00AM
5:00AM
7:00AM
9:00AM
11:00AM
1 p m 3:00PM
5:00PM
7:00PM
9:00PM
11:00PM
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Zeitreize aus der Umwelt (Hell-Dunkel-, Temperatur-, und Feuchtigkeitsschwankungen) werden allgemein als
Zeitgeber
bezeichnet.
Durch Kopplung an diese
Zeitgeber
werden Tiere entsprechend dem Tag-Nacht-Rhythmus reguliert und halten einen Aktivitätszyklus von genau 24 Stunden aufrecht.
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Neurobiologiedes SchlafsZeitgeber
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Wenn Säugetieren von sämtlichen Zeitgebern abgeschnitten werden, richten sie sich in einem Aktivitäts- und Ruherhythmus ein, der meist eine Periode von mehr oder weniger 24 Stunden hat.
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Neurobiologiedes SchlafsZeitgeber
Michel Siffre, 2000.
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Der wichtigste Zeitgeber für Säugetiere ist der Hell-Dunkel-Zyklus.
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Neurobiologiedes SchlafsZeitgeber
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Die Uhr selbst läuft weiter und hält ihren Grundrhythmus selbst dann aufrecht, wenn die Eingangssignale
entfernt werden.
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Neurobiologiedes Schlafs
Der suprachiasmatische Kern: Eine Gehirnuhr
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Säugetiere haben ein winziges Paar
von Nervenzellgruppen im
Hypothalamus, die als
biologische Uhr fungieren.
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Neurobiologiedes Schlafs
Der suprachiasmatische Kern: Eine Gehirnuhr
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Woher wissen die SCN-Neuronen, wie spät es ist ???
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Neurobiologiedes Schlafs
SCN-Mechanismen
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Schlaf/Wachzustand
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Neurobiologiedes Schlafs
Schlaf-Rhythmik
Tageszeit (h)
Vig
ilanz
Schlaf Wachzustand Schlaf Wachzustand Schlaf
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Neurobiologiedes Schlafs
Schlaf
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Die Pioniere
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Neurobiologiedes SchlafsDie Pioniere
Frédéric Bremer (1892-1982)
Giuseppe Moruzzi (1910-1986)
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1953 beschrieben Kleitman
und Aserinsky den REM-Schlaf.
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Neurobiologiedes SchlafsDie Pioniere
Nathaniel Kleitman(1895-1999)
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Im Lauf eines normalen Tages erlebt man zwei grundverschiedene Verhaltensweisen: Wachsein und Schlafen.
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Neurobiologiedes Schlafs
Funktionelle Zustände des Gehirns
REM-Schlafphasen: schnelle Augenbewegungen
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Neurobiologiedes Schlafs
Funktionelle Zustände des Gehirns
Hours of sleep
Minutesof Stage 4 and REM
1 2 3 4 5 6 7 80
10
15
20
25
5
Decreasing Stage 4
Increasing REM
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Der Non-REM-Schlaf ist offenbar eine Phase des Ruhens:
1) Körpertemperatur und Energieverbrauch sind reduziert
2) Parasympathische Aktivität: Atmung, HF und Nierenfunktion
3) Während des Non-REM-Schlafes produziert das Gehirn in der Regel keine komplexen Träume
4) „Slow-Wave-Schlaf“
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Neurobiologiedes Schlafs
Non-REM-Schlaf (orthodoxer Schlaf)
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Ein leerlaufendes Gehirn in einem beweglichen Körper
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Neurobiologiedes Schlafs
Non-REM-Schlaf (orthodoxer Schlaf)
William Dement
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Ein aktives, halluzinierendes
Gehirn in einem gelähmten Körper
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Neurobiologiedes Schlafs
REM-Schlaf (paradoxer Schlaf)
William Dement
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1) „Traumschlaf“
2) Die Physiologie des REM-Schlafes ist ebenfalls bizarr
3) Das EEG lässt sich angesichts der raschen Hirnwellen mit niedriger Amplitude kaum von dem aktiven, welchen Gehirns unterscheiden
4) Erhöhter Sauerstoffverbrauch des Gehirns
5) Sympathische Aktivität und muskuläre Atonie
6) Von sexuellen Eindrücken entkoppelte Penis- oder Klitoriserektionen auftreten
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Neurobiologiedes Schlafs
REM-Schlaf (paradoxer Schlaf)
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-Non-REM-Schlaf 75%-
-REM-Schlaf 25%-
Während einer normalen Nacht durchlaufen wir zunächts die vier Stadien des Non-REM-Schlafes, treten dann in eine REM-Phase ein und kehren anschließend wieder zu den vier Non-REM-Stadien zurück.
Dieser Zyklus wiederholt sich etwa alle 90 Minuten.
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Neurobiologiedes Schlafs
Der Schlafzyklus
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Die Übergangsphase vom Wachsein zum Einschlafen und der Eintritt in die erste Non-REM-Phase ist das
Alpha-Wellen (9-13 Hz) nehmen ab
Theta-Wellen (4-8 Hz) nehmen zu
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Neurobiologiedes Schlafs
Schlafstadium 1
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Stadium 2 ist durch einen etwas tieferen Schlaf gekennzeichnet und dauert circa 5 bis 15 Minuten an
Gelegentliche 8-14 Herz-Oszillationen typisch („Schlafspindeln“)
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Neurobiologiedes Schlafs
Schlafstadium 2
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In Stadium 3 setzen langsame Delta-Wellen mit hoher Amplitude ein
In Stadium 4 wird der Tiefschlaf erreicht und die EEG-Rhythmen betragen 2 Hz oder weniger
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Neurobiologiedes Schlafs
Schlafstadium 3 und Schlafstadium 4
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Wach-EEG
REM-Schlaf-EEG
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Neurobiologiedes SchlafsREM-Schlaf
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Die Nervenzellen, die für die Kontrolle des Schlafes und Wachseins am wichtigsten sind, sind Teil des diffusen modulatorischen Neurotransmittersystems der Formatio reticularis:
Transmitter der Formatio reticularis Neurone: • Acetylcholin• Norepinephrin• Serotonin• Dopamin
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Neurobiologiedes Schlafs
Neuronale Mechanismen des Schlafs
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Neurobiologiedes Schlafs
Cholinerges System
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Neurobiologiedes Schlafs
Dopaminerges System
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Neurobiologiedes Schlafs
Serotogenes System
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Academia NeurologicaPlau am See
Neurobiologiedes Schlafs
Noradrenerges System
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Neurobiologiedes Schlafs
Gabaerges System
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Neurobiologiedes Schlafs
Histaminerges System
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Neurobiologiedes Schlafs
Melatoninerges System
Garfinkel et al. 1995.
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Die somnogene Substanz Adenosin wird im basalen Vorderhirn während des Wachzustandes akkumuliert und im nachfolgenden Schlaf vermindert.
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Neurobiologiedes Schlafs
Adenosinerges System
Garfinkel et al. 1995.
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Neurobiologiedes Schlafs
Hypokretinerges System
Nature Reviews Neuroscience, 2007
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Neurobiologiedes Schlafs
Aszendierendes Retikuläres System
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Dienstbesprechung
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Neurobiologiedes Schlafs
Der NachtmahrJohann H. Füssli, 1781.
Alles Wissen und alle Vermehrung unseres Wissens endet niemals mit einem Schlusspunkt, sondern
immer mit einem Fragezeichen. Hermann Hesse.