Schlaf und Hirnentwicklung

Schlaf ist für unser Gehirn weit mehr als Erholung, denn in dieser Ruhephase werden Verbindungen zwischen Nervenzellen verstärkt, neu geknüpft oder auch abgebaut. Noch wichtiger ist diese Phase für Kinder, deren Hirn noch in der Entwicklung begriffen ist. Im Mutterleib schlafen die Babys durchgehend, ein Wachzustand wird hormonell unterdrückt. Notgedrungen stören die Behandlung und Pflege von Frühgeborenen in der Klinik den Schlaf der kleinen Patienten. Welche Auswirkungen hat dieser beeinträchtige Schlaf auf die Hirnentwicklung und können wir diese Störungen im Klinikalltag minimieren? Dieses Projekt wird aktuell im Rahmen des Medical Scientist Programms des Interdisziplinären Zentrums für klinische Forschung gefördert (MSP 18 - Dr. Jürgen Graf)

1. Experimentell herbeigeführter Schlafmangel im Mausmodell

Um einen möglichen kausalen Zusammenhang zu klären, werden junge Mäuse beim Schlafen gestört. Zu Beginn wurde eine Methode etabliert, um den Schlaf der Mäuse zu messen (Abb. 1). Im Anschluss wird eine Schlafdeprivationsmethode etabliert, die zwischen der 2. und 3. postnatalen Woche angewandt werden soll, z.B. kurze Luftstöße, Vibrationen am Käfig. Langzeitfolgen für die Hirnentwicklung werden mit Hilfe von optischen und elektrophysiologischen Methoden und Verhaltensexperimenten erforscht.

2. Verbesserung der Schlafsituation von Neugeborenen

Ein beobachtetes Problem auf der Neonatologie ist, dass den Frühgeborenen durch die Umgebung und Behandlungshäufigkeit das Schlafen erschwert wird; sie werden aus dem Schlaf gerissen, schreien auf, sind gestresst. Ziel dieses Teilprojektes ist es, die Schlafsituation für Frühgeborene zu verbessern. Hierfür soll eine Methode entwickelt werden, um die Schlafphasen bei Frühgeborenen kontinuierlich bestimmen zu können, um die Patientenversorgung individuell an deren Schlafrhythmus anzupassen. In Zusammenarbeit mit der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin Sektion Neonatologie und dem Institut für Informatik, Prof. Denzler, arbeiten wir an einem Algorithmus, der mit Hilfe von wenigen Vitalparametern (Herzfrequenz, Atmung und Bewegung) die Schlafphasen erkennt und somit den Ärzten und Pflegern Hinweise geben kann, ob der Patient schläft oder nicht.