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REM-Schlaf

Beim REM-Schlaf handelt es sich um eine Phase unruhigen Schlafes, die sich durch eine unregelmäßige Atmung und eine leicht erhöhte Muskelspannung auszeichnet, er wird auch als paradoxer Schlaf bezeichnet. Der REM-Schlaf ist im nächtlichen Schlafzyklus jene Schlafphase, in der sich die Augen schnell bewegen (rapid eye movements). In diesem sich meist in einer Nacht wiederholenden Schlafstadium kommt es oft zu lebhaften Träumen. Der REM-Schlaf wird daher als paradoxer Schlaf bezeichnet, da die Muskeln bis auf kleinere Zuckungen entspannt, aber andere Körperfunktionen aktiv sind. Während der Nacht wechseln sich mehrfach Phasen des REM-Schlafes und des Non-REM-Schlafes ab.

Im Detail: Der REM-Schlaf beträgt beim Erwachsenen durchschnittlich 104 Minuten mit einer Streuung von 16 Minuten pro Nach, was bedeutet, dass der REM-Schlaf 17.5 -23.8% der gesamten Schlafdauer einnimmt. Die Dauer bis zur ersten NON-REM-Phase beträgt durchschnittlich 1 Stunde. Die Phase eines Non-REM-REM-Schlaf-Zyklus beträgt beim Menschen durchschnittlich ca. 90 Minuten und wird als BRAC (basic rest activity cycle) bezeichnet. Im Verlauf des Schlafes verändert sich der zeitliche Verlauf der BRAC. Zu Beginn des Schlafes beträgt der BRAC 70-80 Minuten, aber im 2. und 3. Zyklus werden die BRACs länger und betragen 100-110 Minuten, doch in den anschließenden Phasen verkürzt sich der BRAC wieder. steigert sich der REM-Anteil von anfänglich 5-10 Minuten auf 22 Minuten in der letzten Phase, aus der man in der Regel erwacht. Im Schlaf von acht Stunden werden meist 3-6 REM-Phasen gefunden. Vor der REM-Phase liegen die slow-wave-sleep-Wellen (SWS), die aber in den letzten beiden Zyklen wenig oder gar nicht vorkommen. Im REM-Schlaf findet man rasche Abwärtsbewegungen der Augen und konjungierte Augenbewegungen. Mit dem REM gehen phasische Muskelaktivitäten in den Extremitäten und der Gesichtsmuskulatur einher. Auch die Pupillen und glatte Muskeln sind betroffen. Im REM-Schlaf kommt es zu einer totalen Muskelatonie (Muskelerschlaffung), aus der im Traum das Gefühl gelähmt zu sein resultieren kann. Aufgrund der Atonie ist eine Grobbewegung oder Haltungsänderung selten. Diese Atonie stellt sicher, dass der Träumende nicht etwa zu laufen beginnt, aufspringt springen oder mit den Händen gestikuliert, sondern trotz der Erlebnisse ruhig im Bett liegen bleibt. Allerdings wird die REM-Phase häufig durch eine grobmotorische Reaktion eingeleitet.

Anmerkung:  Wenige Menschen leiden unter dem Schenck-Syndrom, d. h., sie leben ihre Träume aus, sie sprechen im Schlaf, laufen im Bett, treten oder schlagen um sich. Diese Traum-Schlaf-Verhaltensstörung (Parasomnie) findet sich vor allem bei Männern, wobei dieses Syndrom in der Regel erst im höheren Alter auftritt. Dabei können die vom Schenck-Syndrom Betroffenen entweder sich selbst oder aber ihre Bettpartner gefährden. Dieses Syndrom geht auch häufig mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer einher.

Nach neuesten Untersuchungen (Goerke et al., 2014) können Medikamenten, die den REM-Schlaf unterdrücken, also die Schlafphasen, in denen die meisten Träume stattfinden und die Erinnerungen im Gedächtnis verfestigt werden, Gedächtnisstörungen hervorrufen. Vor allem Antidepressiva beeinflussen die kognitiven Leistungen, indem in den REM-Schlafphasen Erinnerungen im Langzeitgedächtnis nicht verfestigt werden können und damit das prozedurale Lernen stören. Man vermutet, dass solche kognitiven Beeinträchtigungen manchmal nicht so sehr Ausdruck einer Erkrankung sind, sondern diese erst durch die Antidepressiva hervorgerufen werden.

Bisher lagen die molekularen Mechanismen hinter dem sogenannten REM-Schlaf weitgehend im Dunkeln, doch gibt es nun Indizien dafür, dass der Neurotransmitter Acetylcholin und seine Rezeptoren eine wichtige Rolle für die Regulierung des Traumschlafs spielen. Yasutaka et al. (2018) haben zwei Genabschnitte identifiziert, die eine wichtige Rolle für das Träumen spielen. denn sie konnten in Experimenten zeigen, dass Mäuse, wenn diese abgeschaltet sind, nicht mehr in den Traumschlaf fallen. Vor allem die Rezeptoren Chrm1 und Chrm3 sind entscheidend für die Schlafarchitektur, denn bei Mäusen ohne ein aktives Chrm1-Gen zeigten sich im Gehirn Anzeichen für einen fragmentierten und insgesamt deutlich kürzeren REM-Schlaf, war hingegen Chrm3 ausgeschaltet, reduzierte sich die Dauer des Non-REM-Schlafs. Schaltete man beide Gene gleichzeitig aus, durchliefen die Tiere im Schlaf fast überhaupt keine Traumschlafphasen mehr. Daher vermutet man, dass diese Gene eine wesentliche Rolle bei der Schlafregulation spielen.

Weitere Studien an Mäusen (Boyce et al., 2016) haben gezeigt, dass die REM-Phase für die räumliche Erinnerung essentiell ist. Mit Hilfe der Optogenetik konnte ein kausaler Zusammenhang zwischen dieser Schlafphase und der räumlichen Erinnerung nachgewiesen werden. In der Studie wurden Mäuse so trainiert, dass sie eine räumliche Orientierungsaufgabe lösen konnten, wonach bei den Tieren während des Schlafs jene Nervenzellen des Hippocampus, die für die räumliche Erinnerung zuständig sind, mittels Lichtimpulsen unterdrückt. Fand diese Unterdrückung während der REM-Phase statt, war die Erinnerung am nächsten Morgen signifikant schwächer, als wenn sie während einer anderen Schlafphase vorgenommen wurde. Übrigens ist auch bei neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer die REM-Phase oft massiv gestört ist.

Bei Mäusen hat der REM-Schlaf auch Funktionen bei der Gehirnentwicklung, dem Lernen und der Gedächtniskonsolidierung, indem in ihm neu gebildete Synapsen selektiv eliminiert werden. Dieser Prozess verläuft nach Hobson et al. (2014) ähnlich wie beim Wake-Sleep-Algorithmus des AI-Pioniers Geoffrey Hinton, durch den unnötige Verbindungen in künstlichen neuronalen Netzen gelöscht werden, was Ressourcen spart und es einem Netzwerk erlaubt, die erlernten Objektkategorien zu verallgemeinern. Das Netz vergisst dabei Details, die für die Erkennung eines Objekts offenbar keine Rolle spielen, etwa das genaue Muster der Flecken im Fell eines Dalmatiners.

Kurioses

Ein sich wingwave-Methode nennendes Leistungs- und Emotions-Coaching, das nach eigenen Angaben der Vermarkter zum Abbau von Leistungsstress und zur Steigerung von Kreativität, Mentalfitness und Konfliktstabilität führen soll, versucht wache REM-Phasen zu erzeugen, indem der Coach mit schnellen Handbewegungen den Blick seiner Coachees horizontal hin und her führt. Nach Studien habe sich gezeigt, dass schon „zwei Stunden wingwave-Coaching Redeangst und Lampenfieber in Präsentations-Sicherheit und Auftrittsfreude verwandeln können. Und bereits eine Stunde wingwave-Coaching kann bei Sportlern hartnäckige mentale Stressbeeinträchtigungen durch Sportverletzungserinnerungen abbauen.“ Dabei beruft man sich u. a. auf die schon an anderer Stelle besprochenen Psychotechniken wie „bilaterale Hemisphärenstimulation“, Neurolinguistisches Programmieren und einen „Muskeltest“.

Literatur

Boyce, R., Glasgow, S.D., Williams, S. & Adamantidis, A. (2016). Causal evidence for the role of REM sleep theta rhythm in contextual memory consolidation. Science. Doi: 10.1126/science.aad5252.
Goerke, M., Cohrs, S., Rodenbeck, A. & Kunz, D. (2014). Differential effect of an anticholinergic antidepressant on sleep – dependent memory consolidation. Sleep. Doi: 10.5665/sleep.3674.
Hobson, J. A., Hong, C.C.-H. & Friston, K. J. (2014). Virtual reality and consciousness inference in dreaming. Front. Psychol., 5, doi:10.3389/fpsyg.2014.01133.
Yasutaka, Niwa, Genki, N. Kanda, Rikuhiro , G. Yamada, Hiroshi, Kiyonari, Kenta, Sumiyama & Hiroki, R. Ueda (2018). Muscarinic Acetylcholine Receptors Chrm1 and Chrm3 Are Essential for REM Sleep. Cell Reports, 24, 2231-2247.



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