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Studie: Was passiert mit unserem Bewusstsein, wenn wir schlafen?

Finnische WissenschafterInnen haben untersucht, inwiefern das menschliche Bewusstsein im Schlaf noch aktiv ist.

Was passiert in unserem Gehirn, wenn wir einschlafen? ForscherInnen der Universität Turku führten zwei Experimente durch, die zum ersten Mal die natürlichen Mechanismen hinter dem menschlichen Bewusstsein und dessen Zusammenhang mit der Art und Weise, wie Menschen im Schlaf reagieren, aufdeckten. Die Studienergebnisse wurden in der Fachzeitschrift "JNeurosci" veröffentlicht.

Im ersten Experiment untersuchten die WissenschafterInnen die Hirnaktivität von Menschen, die sich unter einer Narkose befanden. Das andere Experiment untersuchte, wie die ProbandInnen reagierten, während sie "normal" schliefen. Die ForscherInnen befragten die TeilnehmerInnen im Anschluss, ob sie ihre Umgebung wahrgenommen haben oder ob sie sich an irgendwelche Träume erinnern können.

"Es war eine große Herausforderung, ein Set-up zu entwerfen, bei dem sich die Hirndaten in verschiedenen Zuständen nur in Bezug auf das Bewusstsein unterscheiden. Unsere Studie überwindet viele bisherige Störfaktoren und zeigt zum ersten Mal die neuronalen Mechanismen auf, die dem verbundenen Bewusstsein zugrunde liegen", sagte Studienleiter Harry Scheinin in einer Pressemitteilung

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Nehmen wir auch im Schlaf unsere Umgebung wahr?

Ob eine Person bei Bewusstsein ist oder nicht, wurde oft durch ihr Verhalten definiert. So wird zum Beispiel angenommen, dass eine Person, die keine Reaktionen zeigt, bewusstlos ist. Studien belegen jedoch, dass das Ausbleiben von Reaktionen nicht unbedingt bedeutet, dass eine Person ihre Umgebung nicht wahrnimmt.

  • Eine nicht ansprechbare Person kann ihre Umgebung noch wahrnehmen, das heißt, dass sie immer noch mit ihrem Bewusstsein "verbunden" ist.
  • Bei einer anderen Person kann es wiederum passieren, dass sie ebenfalls nicht ansprechbar ist, aber ihre Umgebung nicht mehr wahrnehmen kann – die Verbindung zum Bewusstsein ist also abgebrochen. 

In der neuen Studie wollten die WissenschaftlerInnen "zustandsspezifische Muster" in der Gehirnaktivität identifizieren, indem sie verschiedene Bewusstseinszustände betrachteten. Sie untersuchten die Gesamtwirkung von Anästhesie und Schlaf, indem sie verschiedene Dosierungen von Medikamenten und Schlafstadien miteinander verglichen.

"Dieses einzigartige experimentelle Design war die Schlüsselidee unserer Studie und ermöglichte es uns, die Veränderungen, die spezifisch für den Bewusstseinszustand waren, von den Gesamteffekten der Anästhesie zu unterscheiden", erklärt die Studienleiterin und Anästhesistin Annalotta Scheinin.

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Welche Teile des Gehirns bilden das Supernetzwerk?

Die ForscherInnen suchten nach Netzwerken im Gehirn, die mit dem menschlichen Bewusstsein verbunden sind. Dazu haben sie die Hirnaktivität der ProbandInnen beim Einschlafen und während der Narkose mittels eines PET-Scans gemessen. Dieser zeigt, wie das Gehirn funktioniert. Die ExpertInnen entdeckten, dass Veränderungen in der Konnektivität mit einem entscheidenden Netzwerk zusammenhängen, das mehrere Bereiche tief im Gehirn miteinander verbindet.

Zu diesen Regionen gehören der

  • Thalamus, der die Sinneseindrücke des Sehens, Hörens, Fühlens und der Temperatur- und Schmerzempfindung sammelt,
  • der anteriore cinguläre Cortex, der für die Emotionsbildung und -verarbeitung verantwortlich ist  
  • und der Gyrus angularis, der das Seh- und Hörzentrum mit anderen Arealen verbindet und die räumliche Wahrnehmung reguliert.

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Werden bald Operationen ohne Vollnakose durchgeführt? 

Die Studienergebnisse zeigen, dass diese Regionen weniger durchblutet wurden, wenn eine/r der ProbandInnen den Anschluss zwischen dem Gehirn und dem Bewusstsein verlor. Wenn sie wieder aufwachten, wurde es mehr durchblutet. Dies gilt sowohl für den normalen als auch für den künstlichen Schlaf unter Narkose. Das bedeutet, dass die Veränderungen eher mit der Verbundenheit im Gehirn anstatt mit den Auswirkungen des Schlafs oder der Medikamente und Narkose zusammenhängen.

"Die Vollnarkose scheint dem normalen Schlaf mehr zu ähneln, als traditionell angenommen wurde", sagte Harry Scheinin. "Aufgrund der minimalen Verzögerung zwischen dem Aufwachen und den Befragungen tragen die aktuellen Ergebnisse zu unserem Verständnis des Narkosezustandes bei. Demnach ist ein vollständiger Bewusstseinsverlust für eine erfolgreiche Vollnarkose nicht notwendig. Es reicht also aus, die Erlebnisse des Patienten von den Geschehnissen im Operationssaal abzukoppeln", erklärt Annalotta Scheinin. Wie das genau funktionieren soll, wurde von den WissenschafterInnen nicht erklärt.