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Die Adoleszenz ist eine besonders sensitive Zeit der Hirnentwicklung in der ein bedeutender Um- und Abbau von neuronalen Verbindung stattfindet. Verschiedene psychische Erkrankungen treten während dieses dynamischen neuronalen Prozesses in Erscheinung . Eine genaue Beobachtung dieser vulnerablen Vorgänge könnte deshalb von grosser Bedeutung sein. Es gibt gute Hinweise, dass die Aktivität der langsamen Wellen im Schlaf, ein etabliertes Mass der Schlaftiefe, den Umbau der neuronalen Verbindungen widerspiegelt (Tononi and Cirelli, Neuron 2014). Die neuronale Aktivität während des Schlafes kann mit relativ einfachen und kostengünstigen EEG Messungen, erhoben werden. Somit können wichtige beeinflussende Faktoren wie Motivation und die momentane kognitive Aktivität, die gerade bei Kindern oder bestimmten Patientenpopulationen von Bedeutung sind, umgangen werden.
In diesem Forschungsvorhaben untersuchen wir eine solche klinische Population mit unseren Methoden. Wir konnten zum Beispiel zeigen, dass Kinder, bei denen die Kriterien einer Aufmerksamkeits-Hyperaktivitäts-Störung (ADHS) erfüllt sind, im Schlaf eine Reduktion der langsamen Wellen aufweisen im Vergleich zu Kontrollkindern (Furrer et al., Transl Psych 2019).
Zurzeit wenden wir «closed-loop» akustische Stimulation im Schlaf an um eine Verstärkung der langsamen Wellen zu erreichen und dessen Auswirkung auf die Gedächtniskonsolidierung zu untersuchen. Die eingesetzte Technologie wurde im Rahmen eine «flagships» der Hochschulmedizin Zürich in einer Zusammenarbeit mit der ETHZ und dem USZ entwickelt (SleepLoop | Hochschulmedizin Zürich | UZH)
Mit unserem Forschungsvorhaben verfolgen wir zwei Ziele: Erstens wollen wir aufzeigen, dass Störungen der Hirnaktivität im Wachzustand einen Einfluss auf die langsamwellige Aktivität im Schlaf haben und somit zum Verständnis der Funktion des Schlafes beitragen. Zweitens erhoffen wir uns, dass eine Modulation der Hirnaktivität während des Schlafes einen kausale Beeinflussung bestimmter neuronaler und kognitiver Prozesse ermöglicht. Insbesondere ist hier die beeinträchtigte Gedächtniskonsolidierung während des Schlafes ein Ziel der Modulation.
Schlafstörungen gehören zu den empfindlichsten Frühzeichen verschiedener affektiver und psychotischer Erkrankungen (Tesler et al., Current Opinion in Psychiatry 2013).
Insbesondere während der Adoleszenz, einer hoch dynamischen Phase der Gehirnentwicklung, kann das komplexe Zusammenspiel aus Schlaf, Denk- und Wahrnehmungsprozessen, aus dem Gleichgewicht geraten. Bei der elektrophysiologisch messbaren Gehirnaktivität im Schlaf scheinen die sogenannten Schlafspindeln elementar, um den Schlaf aufrecht zu erhalten und um bestimmte Lerninhalte während des Schlafes zu verfestigen (Schabus et al., Sleep 2004; Manoach & Stickgold, 2019).
Es wurde gezeigt, dass bei Menschen, die von einer Psychose betroffen sind, im Vergleich zu gleichaltrigen gesunden Menschen oder auch im Vergleich zu Menschen, die an einer Depression leiden, die Schlafspindeln reduziert sind (Ferrarelli et al.; American Journal of Psychiatry 2007; Gerstenberg et al., Schizophrenia Research 2020). Diese Reduktion an Schlafspindeln geht einher mit mit intensiveren kognitiven Störungen einher (Wamsley et al., Biological Psychiatry 2012). Insbesondere kognitive Einbussen sind mit viel Leidensdruck verbunden und in der Therapie bisher schwer zu beeinflussen.
In der Adoleszenz treten Psychosen, die charakterisiert sind durch ausgeprägte Änderungen in Denk- und Wahrnehmungsprozessen, eher selten auf. Im Gegensatz dazu zeigen sich in diesem Alter weniger ausgeprägte oder fluktuierende Änderungen des Denkens und der Wahrnehmung häufig.
Mit dem laufenden Forschungsprojekt «Schlaf Dich Wach (notion.site)» untersuchen wir junge Menschen, die Veränderungen im Denken und in der Wahrnehmung unterschiedlich stark oder häufig erleben in einem longitudinalen Ansatz unter anderem mit einem tragbarem hoch-auflösendem Schlaf-EEG.
Unsere Ergebnisse werden dazu beitragen, das Zusammenspiel der Änderungen im Schlaf mit Änderungen des Denkens und der Wahrnehmung im Wachzustand besser zu verstehen. Das Projekt wird bisherige Forschung ergänzen, die überprüft, inwiefern die Schlafspindeln als Biomarker die frühe Diagnostik unterstützen könnte. Daneben können innovative Therapien rund um die Uhr weiterentwickelt und für junge Menschen angepasst werden.
