Schlafgeschichten

Pioniere der Schlafforschung – der Weg zur Schlafmedizin

Wellen eines Elektroenzephalogramms auf einer marmorierten Scheibe

Schichtarbeit, Wecker und 14-Stunden-Arbeitstage waren Entwicklungen der Industrialisierung im 19. Jahrhundert. Die stetige Optimierung der Arbeitswelt wirkte sich nachteilig auf die Menschen aus. Stressbedingte Erkrankungen, darunter Schlaf-wach-Störungen, nahmen stark zu. Obwohl sich schon Aristoteles in der Antike oder Hildegard von Bingen im Mittelalter mit dem Phänomen Schlaf auseinandersetzten, fehlte den Medizinern das Fachwissen, um die Ursachen der Schlafstörungen zu erkennen und geeignete Behandlungen durchzuführen.

Heute gibt es zahlreiche Schlaflabore und über 80 verschiedene international klassifizierte Schlaf-wach-Störungen. Doch nach wie vor bleiben in der Schlafmedizin viele Fragen unbeantwortet. Das hat einen einfachen Grund: Die Wissenschaft beschäftigte sich lange Zeit fast ausschließlich mit dem Leben am Tage. Es wurde angenommen, dass der Körper sich nachts abschaltet und in einen Ruhezustand übergeht, der nicht für sonderlich erforschenswert gehalten wurde. Dass nachts komplexe physiologische Vorgänge ablaufen, konnte sich vor rund 100 Jahren kaum jemand vorstellen.

Schlaf – kein homogener Prozess

Illustration des menschlichen Schlafzyklus. Die Schlaftiefenkurve durchläuft von der Wachphase ausgehend mehrere Leichtschlaf und Tiefschlafphasen.Der Mediziner Ernst Kohlschütter erkannte Mitte des 19. Jahrhunderts mit seiner Weckreizmethode, dass Schlaf kein gleichmäßiger Prozess ist. In seinen Experimenten weckte er die Probanden mit einem lauter werdenden akustischen Signal und zeichnete die Signalstärke in Abhängigkeit zur Schlafdauer auf. Seine so ermittelte Schlaftiefenkurve wies eine variierende Schlaftiefe über die gesamte Schlafdauer auf. Der Moment des tiefsten Schlafes wurde kurz nach dem Einschlafen erreicht. Kohlschütter widerlegte damit die bisherigen Annahmen und begründete die heutige Schlafforschung.

Kopfbohrungen im Dienste der Wissenschaft

Foto: Ausdruck eines Elektroenzephalogramms mit seinen vielen Graphen der Hirnströme. Die Entwicklung der Elektroenzephalografie (EEG) war 1924 ein Meilenstein für die Erforschung des Schlafs. Man erlangte Einblicke in die Gehirnaktivitäten und die Entzauberung des Schlafes konnte nun auf einer ganz anderen wissenschaftlichen Basis voranschreiten. Damals mussten die Elektroden allerdings noch sehr nah oder gar direkt an der Hirnrinde angebracht werden, um verlässliche Werte zu erhalten. 1933 ließ sich Ingenieur J. F. Tönnies von seinem Kollegen und Physiologen Alois Kornmüller (1905–1968) in einem Selbstversuch ein Loch in den Kopf bohren, um seine Gehirnströme zu messen und um verbesserte Messmethoden zu entwickeln. In der Regel wurden für die Experimente aber Hunde, Katzen und Psychiatrie-Patienten eingesetzt.

Experimente in der Mammut-Höhle

Nathaniel Kleitman (1895–1999) von der Universität Chicago gilt als Begründer der Schlafforschung in den USA. Bekannt für seine abenteuerlichen Experimente, verbrachte er 1938 zusammen mit seinem Mitarbeiter Bruce Richardson einen Monat lang in einer Höhle. Aber nicht in irgendeiner: Die Mammut-Höhle in Kentucky ist mit über 600 km kartierter Ausdehnung die weitläufigste bekannte Höhle der Welt. Mehrere Flüsse fließen unterirdisch durch das verwinkelte Höhlensystem. Die Kammer, in der Kleitman während des Experiments lebte, befand sich 40 Meter unter dem Erdboden, war komplett von Tageslicht, Geräuschen und Wettereinflüssen abgeschottet, die Temperatur betrug das ganze Jahr über konstante 12 °C. Der damals 43-Jährige wollte mehr über die innere Uhr herausfinden. Würde sich der Mensch ohne äußere Einflüsse auf einen anderen Schlaf-wach-Rhythmus einstellen können oder ist der 24-Stunden-Tag im Körper einprogrammiert?

Illustration: Ein Ziffernblatt, das in einer Spirale immer kleiner werdend bis in die Unendlichkeit reicht.Die beiden Forscher teilten jeden Tag gleich ein: Zehn Stunden Arbeit, neun Stunden Freizeit, neun Stunden Schlaf. Durch die ständige Messung der Körpertemperatur, die normalerweise während der Schlafphase sinkt, wollten sie herausfinden, ob sich der Körper auf einen anderen Rhythmus einstellt. Während sich Richardsons Organismus auf den vorgesehenen 28-Stunden-Rhythmus umstellte, wurde Kleitman weiterhin zur Abendzeit müde und etwa acht Stunden später fühlte er sich wach – auch wenn er in der Zwischenzeit gar nicht schlief. Das Ergebnis war also uneindeutig. Kleitman soll zu seinem Experiment später gesagt haben: „Ich habe herausgefunden, dass mir ein anständiger Vollbart wächst.“

Entstehung der modernen Schlafmedizin

Erst 1953 entdeckte Eugene Aserinsky (1921–1998), Doktorand bei Nathaniel Kleitman, den REM-Schlaf, also die Schlafphase, in der wir träumen und starke Augenbewegungen auftreten (REM = Rapid Eye Movement). Diese Entdeckung gilt als Geburtsstunde der modernen Schlafmedizin. In den folgenden Jahrzehnten entstanden Schlafinstitute mit Schlaflaboren, Schlafstörungen wurden klassifiziert und endlich als Erkrankungen verstanden. 2017 erhielten drei US-amerikanische Forscher den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für die Erforschung der inneren Uhr auf molekularer Ebene. Die Auszeichnung kann stellvertretend für die Ehrung eines ganzen Wissenschaftsfeldes und jahrzehntelanger Forschungsbemühungen gesehen werden.

1845

Cheyne-Stokes-Atmung

Beschreibung der Cheyne-Stokes-Atmung, einer Sonderform der Schlafapnoe, bei der Weckreaktionen und Schlaffragmentierung auftreten und die Atmung unnatürlich an- und abschwillt.

1862
Die Weckreizmethode

Die Weckreizmethode

Der Mediziner Ernst Kohlschütter erkannte, dass Geräusche Schlafende wecken können, und entkräftete mit seinen Untersuchungen die bis dahin geltende Annahme, dass das Gehirn während des Schlafens abgeschaltet sei. Der Grundstein für die Schlafforschung war gelegt.

1890
Der Wecker etabliert sich

Der Wecker etabliert sich

Wegen fester Arbeitszeiten und Fließbandarbeit etabliert sich im Zuge der Industrialisierung im späten 19. Jahrhundert der Wecker als Aufwachsignal.

1924
Illustration: Gehirnströme im Elektroenzephalogramm während der einzelnen Schlafphasen

EEG gibt Einblicke ins Gehirn

Hans Berger zeichnet erstmals Gehirnströme mit Hilfe der Elektroenzephalografie (EEG) auf, ein bahnbrechender Meilenstein für die Schlafforschung.

1930

Einteilung des Schlafs in Phasen

In den 1930er Jahren teilen Forscher den Schlaf in zyklisch wiederkehrende Phasen ein, statt ihn als simplen Gesamtzustand zu betrachten.

1938
Experiment in der Mammut-Höhle

Experiment in der Mammut-Höhle

Zur Erforschung des Schlaf-wach-Rhythmus verbringen die Schlafforscher Nathaniel Kleitman und Bruce Richardson einen Monat in einer von der Außenwelt abgeschotteten Höhle.

1953

Entdeckung des REM-Schlafs

Eugene Aserinsky entdeckt die Phase, in der wir träumen: den REM-Schlaf (REM = Rapid Eye Movement – schnelle Augenbewegungen).

1962
Gehirnregion steuert Schlafphasen

Gehirnregion steuert Schlafphasen

Die Steuerung der Schlafphasen wird einer Gehirnregion zugeordnet.

1965

Definition der Schlafapnoe

Die weit verbreitete Schlafapnoe, deren Folgen gefährliche Atemaussetzer, Schnarchen und Tagesmüdigkeit sind, wird als Schlafstörung beschrieben.

1968

Erstes Schlaflabor weltweit

Ende der 1960er Jahre wird das erste klinische Schlaflabor weltweit an der Stanford Universität in den USA gegründet.

1970

Erstes Schlaflabor in Deutschland

Anfang der 1970er Jahre wird das erste deutsche Schlaflabor in Hessen gegründet.

1980
Erste Schlaftracking-Uhr

Erste Schlaftracking-Uhr

Das US-Militär entwickelt in den 1980er Jahren eine Armbanduhr, die den Müdigkeitszustand der Soldaten überwacht und Schläfrigkeit meldet – ähnlich den heutigen Smartwatches.

1981

Atemgerät für Schlafapnoe

Für Patienten, die unter Schlafapnoe leiden, wird ein spezielles Atemgerät entwickelt. Es soll die Atemaussetzer im Schlaf verhindern, die zu einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen führen können.

1987

Gründung „Arbeitskreis Schlafmedizin“

Vorläufer der heutigen Deutschen Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM)

2017

Nobelpreis für die Erforschung der inneren Uhr

Die US-amerikanischen Forscher Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash und Michael W. Young erhalten den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.

 

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