Schlaf

Schlafendes Kind

Schlafendes Katzenjunges

Der Schlaf ist ein Zustand der äußeren Ruhe bei Lebewesen. Dabei unterscheiden sich viele Lebenszeichen von denen des Wachzustands. Puls, Atemfrequenz und Blutdruck sinken bei Primaten und höheren Lebewesen im sogenannten NREM-Schlaf ab und die Gehirnaktivität verändert sich. Das Schließen der Augen sowie die Erhöhung der Spannung der Mittelohrmuskulatur während des NREM-Schlafs unterstützt diese Funktion. Im sogenannten REM-Schlaf, auch als „paradoxer Schlaf“ bezeichnet, finden sich hingegen Zustände, die denen des Wach-Seins ähneln, insbesondere eine erhöhte Gehirnaktivität (an Träume aus dieser Phase erinnert man sich am häufigsten) und ein Anstieg von Herz- und Atemfrequenz sowie des Blutdrucks. Ausgenommen von diesem „aktiven Schlafzustand“ ist die Muskulatur, die im REM-Schlaf blockiert wird (Schlafparalyse). Dadurch lebt der Träumende seine im Traum erlebten motorischen Handlungen nicht aus. Mit der Physiologie sowie den Störungen des Schlafes beschäftigt sich ein eigenes Teilgebiet der Medizin, die Somnologie (Schlafmedizin oder auch Schlafforschung).

Die Funktion des Schlafes ist noch nicht vollständig geklärt. Sicher ist, dass Menschen und viele Tiere schlafen müssen, um zu überleben, der genaue Grund ist jedoch noch unbekannt.^[1] Schlafentzug ist eine verbreitete Foltermaßnahme.

Verhältnismäßig neu sind Bestrebungen, kulturelle und geschichtliche Unterschiede und Veränderungen in den Schlafgewohnheiten zu dokumentieren und zu beurteilen. Dies soll eines Tages ermöglichen, genauere Informationen über die evolutionären Ursachen des Schlafes zu ermitteln.

Etymologie

Das Wort „Schlaf“ kommt aus dem Altgermanischen. Es ist eine Nominalisierung vom Verb „schlafen“. Im Gotischen hieß das Wort „sleps“, im alt- und Mittelhochdeutschen „slaf“. Die germanischen Sprachen Englisch und Niederländisch verwenden ein Wort derselben Wurzel. Die ursprüngliche Bedeutung des Wortes „Schlafen“ ist „Schlapp werden“, das seinerseits mit dem Adjektiv „schlaff“ verwandt ist.^[2]

Aus dem Wort „Schlaf“ sind verschiedene andere Ausdrücke entstanden, die mit dem eigentlichen Schlaf direkt gar nichts zu tun haben. So ist „Entschlafen“ ein Euphemismus auf den Tod und bei Beischlaf redet man von Geschlechtsverkehr. Eine „Schlafmütze“ ist eigentlich ein Kleidungsstück, bezogen auf eine Person meint man aber einen Viel- oder Langschläfer.^[2]

Physiologischer Hintergrund

Schlafenszeit

Die so genannte innere Uhr ist wesentlich für einen regelmäßigen Wach-/Schlafrhythmus verantwortlich. Die Uhr kalibriert sich am Tages- und Nachtwechsel neu.^[3] Diese innere Uhr ist für den Hormonhaushalt des Körpers maßgeblich verantwortlich (siehe nächsten Abschnitt) und regelt damit auch das Schlafbedürfnis des Menschen. Der Jetlag ist ein klassisches Phänomen, der bei desynchronisiertem circadianem Rhythmus auftreten kann. Der zweite Faktor, der neben dem Tag-Nacht-Wechsel das Schlafbedürfnis regelt, ist die Zeit, die seit dem letzten Aufwachen vergangen ist.^[3] Die Forschung versucht, aus diesen Parametern eine Prognose für die optimale Schlafzeit und -dauer abzuleiten.

Schlafeinleitung

An der Schlafeinleitung sind im Wesentlichen drei Gruppen von Nervenzellen im Gehirn beteiligt. Zu diesen Nervenzellgruppen gehören ein Gebiet im Hirnstamm, die Formatio reticularis, und zwei Zwischenhirngebiete: der Thalamus und der Hypothalamus.^[3] Die Formatio reticularis ist bekannt für ihre Funktion als Signalgeber für Wachheit, und gehört deshalb zum sogenannten aufsteigenden retikulären Aktivierungssystem. Ihre Aufmerksamkeits- oder Weck-Funktion übt die Formatio reticularis über Botenstoffe aus, mit denen sie den Thalamus (das Tor zum Bewusstsein) erregt. Diese Neurotransmitter sind Noradrenalin und Acetylcholin. Innerhalb der Formatio reticularis gibt es weitere komplexe Verschaltungen u. a. mit den Raphekernen. Diese üben mit ihrem Transmitter Serotonin vor allem beim Einschlafen einen hemmenden Einfluss auf die noradrenergen Systeme aus.^[4]

Beim Einschlafen können diese Nervenzellgruppen (man sagt auch Kerngebiete) im Hirnstamm über verschiedene Wege bremsend auf die Aktivität des Thalamus einwirken. Hier wird wiederum ein anderer Transmitterstoff benutzt, nämlich γ-Aminobuttersäure. Es gibt also zwei Wege, über die das aufsteigende retikuläre Aktivierungssystem den unspezifischen Thalamus erreicht: Direkt zur Aktivierung und Erhöhung der Aufmerksamkeit oder indirekt über zwischengeschaltete hemmende Nervenzellen (Interneurone) zur Abnahme der Aufmerksamkeit und schließlich zur Schlafeinleitung.

Somit ist das aufsteigende retikuläre Aktivierungssystem einerseits für die Wachheit zuständig und andererseits für die Schlafeinleitung. Nebenbei wirkt das gleiche Kerngebiet im Hirnstamm bremsend auf die Aktivität von Nervenzellgruppen im Rückenmark, was eine allgemeine Schlaffheit der Muskulatur (Atonie) zur Folge hat: Der Mensch ist nicht nur müde, sondern auch der Tonus der Muskulatur nimmt ab; beim Einschlafen im Sitzen fällt beispielsweise der Kopf nach vorn. Häufig kommt es beim Einschlafen auch zu Zuckungen.

Der Hypothalamus ist mit dem Auge oder der Sehbahn verbunden und produziert bei Dunkelheit weniger von dem Transmitter Histamin und einem Peptid namens Orexin (von griech. orexis, ὄρεξις „Verlangen, Appetit“), das zu einer gesteigerten Aufmerksamkeit führt. Orexin hat einen maßgeblichen Einfluss auf das Schlaf-/Wachverhalten des Menschen.^[5] Ursprünglich wurde die appetitsteigernde Wirkung des Hormons festgestellt, daher der Name. Auch der Ncl. preopticus ventrolateralis (VLPO, das Esszentrum des Gehirns) des Hypothalamus ist beteiligt an der Schlafeinleitung. Der Ncl. suprachiasmaticus (SCN) enthält direkte Afferenzen aus der Retina. Hier vermuten Forscher den Sitz der Inneren Uhr, Neurone, die für die Circadiane Rhythmik verantwortlich sind. Der SCN kontrolliert sehr stark die Aktivität des Sympathikus. Über dieses vegetative System stimuliert der SCN die Freisetzung von Melatonin aus der Zirbeldrüse. Melatonin wird in den Abendstunden vermehrt ausgeschüttet und trägt zur Schlafeinleitung bei. Folglich erfährt das Gehirn über den Hypothalamus, dass es Zeit zum Schlafen ist, weil es dunkel wurde.^[6][7][8]

Der Körper besitzt weitere Mediatoren, die zu erhöhtem Schlafbedürfnis führen. So entsteht bei großen Stoffwechselleistungen (körperliche Arbeit) vermehrt Adenosin, das Müdigkeit hervorruft. Ebenso wirken Entzündungsmediatoren wie Interleukin-1, die zu vermehrtem Schlaf während einer fieberhaften Krankheit führen.

Aufputschmittel

Darstellung der Schlafphasen im Hypnogramm

Häufig ist es notwendig, das Schlafbedürfnis zu überwinden. Bekannt für seine Wachheit fördernde und anregende Wirkung ist der Wirkstoff Koffein, der u. a. in Kaffee und in meist geringerer Konzentration in Tee enthalten ist (vgl. Teein). Koffein verhindert die Wirkung von Adenosin. Besonders bei älteren Menschen hilft das Koffein, den Abfall der Atemfrequenz zu bekämpfen.

Drogen vom Typ der (indirekten) Sympathomimetika; wie Amphetamin, Ephedrin oder Cathin (aus den Kath-Blättern), wirken stimulierend – mit erheblichen Nebenwirkungen. Gegen zwanghafte Schläfrigkeit, wie sie bei Narkolepsie auftritt, verwendet man das Neurostimulans Modafinil ebenso off-label Methylphenidat und Amphetamin.

Schlafaufrechterhaltung und Schlafphasen

Auch in seinem weiteren Verlauf ist der Schlaf neurophysiologisch gesteuert. Zu seiner Aufrechterhaltung variieren funktionelle Systeme des Gehirns die Schlaftiefe in zeitlichen Abständen. Dabei wechseln sich Tiefschlafphasen, in denen der Schlafende schwerer aufzuwecken ist, mit einem weniger tiefen Schlaf ab. Wenn sich gegen Ende des Schlafes, üblicherweise nach etwa sechs bis sieben Stunden, diese Schlafphasen in immer kürzeren Abständen abwechseln, wird der Schlafende wach. Dieser zyklische Prozess wird auch Schlafrhythmus genannt.

Während des gesunden Schlafes beginnen sich Nervenzellverbände zu synchronisieren. Das bedeutet, dass sie ihre Aktionspotentiale in einem gemeinsamen Takt feuern. Durch das Ableiten elektrischer Ströme mittels einer Elektroenzephalografie (EEG) können diese verschiedenen Rhythmen gemessen und sichtbar gemacht werden. Je nach Schlaftiefe und des damit verbunden charakteristischen Musters lässt sich der Schlaf in verschiedene Stadien einteilen. Nach der Frequenz und Amplitude dieser „inneren Rhythmen“ werden folgende Stadien und die dazugehörigen Wellen unterschieden, wobei die konkrete Einteilung der Schlafstadien I–IV allerdings willkürlich ist:

• Aufmerksamkeit: Betawellen (14 bis 30 Hz),
• entspannt mit geschlossenen Augen: Alphawellen (8 bis 13 Hz),
• Stadium I (leichter Schlaf, kurz nach dem Einschlafen): Das Gehirn geht von den Alphawellen über zu Thetawellen (4 bis 7 Hz). Die Muskelspannung wird reduziert und das bewusste Wahrnehmen der Umgebung entschwindet langsam.
• Stadium II: In dieser Phase treten Thetawellen weiterhin auf, dazu kommen jetzt sogenannte Schlafspindeln und K-Komplexe. Dieses Schlafstadium wird im Laufe eines 8-Stunden-Schlaf zunehmend länger und nimmt mehr als 50% des Gesamtschlafes ein.
• Stadium III (Übergang in den Tiefschlaf): Deltawellen (langsame Wellen mit hoher Amplitude) treten nun in den Vordergrund (20-50% der gemessenen Hirnwellen), die Muskelspannung nimmt weiter ab.
• Stadium IV (Tiefschlaf): Deltawellen machen nun mehr als 50 Prozent der gemessenen Gehirnwellen aus. Es ist die tiefste Schlafphase, entsprechend desorientiert und verschlafen wirken Schläfer, die jetzt geweckt werden. In dieser Schlafphase treten jedoch Phänomene wie Schlafwandeln und Sprechen im Schlaf auf. Die Trennung zwischen den Stadien III und IV ist nicht eindeutig festgelegt, sodass diese oftmals zusammen betrachtet werden.
• REM-Schlaf: Der sogenannte REM-Schlaf (engl.: rapid eye movement, auch Traumschlaf oder paradoxer Schlaf) unterscheidet sich in vielen Punkten von den anderen Schlafphasen. Das EEG ähnelt Schlafstadium I (vorwiegend Theta-Wellen). Es kommt jedoch in regelmäßigen Abständen zu schnellen, richtungslosen Bewegungen des Augapfels mit einer Frequenz von 1-4 Hz. Traumberichte bei Weckungen in dieser Phase sind deutlich lebendiger, visueller und emotionaler als bei Weckungen in anderen Phasen. Während des REM-Schlafs sind die Skelett-Muskeln maximal relaxiert, mit Ausnahme der Augenmuskulatur. Es kommt jedoch zu einer Aktivierung der meisten vegetativen Funktionen mit Erhöhung des Blutdrucks, der Atmung- und Herzfrequenz sowie zu einer erhöhten Durchblutung des Genitals. Letzteres manifestiert sich beim Mann als Erektion. Das Stresshormon Adrenalin wird in dieser Phase vermehrt ausgeschüttet (möglicherweise mehr Herzattacken in dieser Phase) und die Magen- und Zwölffingerdarmaktivität steigt. Die Dauer der einzelnen REM-Phasen liegt zu Beginn des Nachtschlafs bei durchschnittlich 5-10 Minuten und wird in den folgenden Phasen länger. Die durchschnittliche Gesamtdauer pro Nacht liegt beim Erwachsenen bei ca. 104 Minuten. Foeten und Neugeborene dagegen verbringen fast die gesamte Schlafdauer im REM-Schlaf. Es scheint somit ein deutlicher Zusammenhang zwischen dem REM-Schlaf und der Reifung des ZNS zu bestehen^[9]. Die Funktion dieser Schlafphase ist Gegenstand intensiver Forschungen.^[10][11]

• 

  Stadium I

• 

  Stadium II, Schlafspindeln sind rot unterstrichen

• 

  Stadium IV

• 

  REM-Schlaf

Die Stadien I-IV werden (im Gegensatz zum REM-Schlaf) als Non-REM-, NREM- oder orthodoxer Schlaf bezeichnet. Die Stadien III und IV werden als Tiefschlaf oder (aufgrund der langsamen Hirnwellen) Slow-Wave-Sleep bezeichnet. In den Stadien I bis IV nimmt die EMG-Aktivität (Muskeltonus, v.a. der Hals- und Nackenmuskulatur) ab, bis es im REM-Schlaf zur völligen Muskelatonie kommt^[9]. Die Stadien I bis IV mit anschließendem REM-Schlaf werden mehrere Male pro Nacht wiederholt (etwa fünf- bis siebenmal). Dabei nehmen die Tiefschlafphasen zeitlich ab und die REM-Phasen zu. Das Stadium IV wird im späteren Verlauf der Nacht nicht mehr erreicht. Ältere Menschen erreichen sehr oft das Stadium IV überhaupt nicht mehr. Auch das Schlafmuster ändert sich mit dem Alter: Alte Menschen schlafen nachts nur noch wenige Stunden und schlafen dafür häufig am Tag noch einmal ein bis zwei Stunden. Säuglinge schlafen den ganzen Tag, aber jeweils in kurzen Phasen. Bei Erwachsenen konzentriert sich der Schlaf auf eine Kernzeit, meist in der Nacht. Ein Schlafzyklus dauert etwa 90 Minuten. Dieser 90-Minuten-Zyklus setzt sich auch in der Wachzeit fort und führt zu Phasen wechselnder Leistungsbereitschaft (Ultradiane Rhythmik).^[12]

Schlafdauer und Verteilung beim Menschen

Die – individuellen Schwankungen unterworfene – „optimale“ tägliche Menge an Schlaf für den Menschen sowie seine Verteilung über den Tag ist wissenschaftlich umstritten. Nachdem lange die negativen Folgen von Schlafmangel im Mittelpunkt der Forschung standen, geraten in letzter Zeit zunehmend die offenbar ebenfalls unliebsamen Folgen von zu viel Schlaf ins Blickfeld. Dabei scheint sich – nach großen Studien in den USA und in Japan – herauszukristallisieren, dass die oft für Erwachsene genannten „acht Stunden am Tag“ schon zu lang sind und das Optimum eher zwischen sechs und sieben Stunden liegt, was auch der Durchschnitts-Schlafzeit in Deutschland entspricht (6 Stunden 59 Minuten laut einer an der Universität Regensburg durchgeführten Studie). Studien der Universitäten von Warwick und London kamen zum gleichen Ergebnis.^[13][14]

Individuelle Unterschiede

Das individuelle Schlafbedürfnis des Erwachsenen schwankt etwa zwischen sechs und zehn Stunden und folgt ungefähr einer Normalverteilung. Extreme treten bei Säuglingen auf, die bis zu 16 Stunden schlafen^[15][16] (über den Tag verteilt), und bei alten Menschen, deren Schlafbedürfnis geringer ist („senile Bettflucht“). Nach Meinung des Schlafforschers Peretz Lavie ist von einem schlafgesunden Menschen auszugehen, wenn dieser sich bei einer täglichen Schlafdauer von vier bis zwölf Stunden wohlfühlt.

Alter	Durchschnittliches Schlafbedürfnis pro Tag
Neugeborene	bis zu 18 Stunden
1–12 Monate	14–18 Stunden
1–3 Jahre	12–15 Stunden
3–5 Jahre	11–13 Stunden
5–12 Jahre	9–11 Stunden
Jugendliche	9-10 Stunden
Erwachsene und Ältere	6–8 Stunden (normalverteilt)
Schwangere Frauen	8(+) Stunden

Tab. 1 Altersbezogenes durchschnittliches Schlafbedürfnis pro Tag beim Menschen

Es ist von entscheidender Bedeutung, dass das individuell unterschiedlich ausgeprägte Schlafbedürfnis konstitutionell vorgegeben ist und folglich nicht durch falsch verstandenes „Training“ ausgeschaltet oder längerfristig ignoriert werden kann, ohne dass der Organismus Schaden erleidet. Wer zu den Menschen mit vermehrtem Schlafbedarf gehört, sollte daher seinen alltäglichen Lebensrhythmus nach Möglichkeit darauf einstellen und sein Verhalten entsprechend anpassen. Die optimale Schlafdauer eines Menschen hängt vom circadianen Rhythmus ab. Der Schlaf ist zur „falschen“ Tageszeit relativ ineffizient. Der Zeitpunkt für den Schlaf ist am besten, wenn die folgenden zwei Ereignisse in der Mitte des Schlafens zusammentreffen:^[17]

• maximale Melatoninkonzentration im Blut und
• minimale Körperkerntemperatur.

Weiterhin sind innerhalb eines 24-Stunden-Tages die Phasen maximaler und minimaler Leistungsfähigkeit je nach Typus unterschiedlich verteilt. Vereinfachend kann zwischen einem Morgentyp und einem Abendtyp unterschieden werden. Der Morgentyp (zum Beispiel ein Frühaufsteher) ist bereits früh am Morgen fit und leistungsfähig, der Abendtyp entwickelt unter anderem als Nachtschwärmer (auch Nachtmensch) zu fortgeschrittener Abendzeit nochmals ein Aktivitätsmaximum. Im Jahre 2005 wurden die seit langem bekannten genetischen Einflüsse präzisiert, die hierbei eine Rolle spielen (Period3-Gen).

Tagschlaf ist möglich, weil die Hormonausschüttung erst nach dem Einleiten des Schlafs beginnt. Wird man kurz nach dem Beginn des Schlafes aufgeweckt, so hat man möglicherweise eine REM-Phase absolviert, besitzt aber noch nicht so eine hohe Hormonkonzentration, dass man gleich wieder einschläft.

Schlafmangel

→ Hauptartikel: Schlafmangel

Als Schlafmangel bezeichnet man den kumulativen Effekt von zu wenig Schlaf. Schlafmangel kann zu mentaler oder physischer Müdigkeit führen und entsprechend die Leistungsfähigkeit reduzieren. Das Wesen von Schlafmangel ist unter Wissenschaftlern umstritten.

Schlafen im Tierreich

Schlaf ist im Tierreich verbreitet, aber nicht universell. Der römische Gelehrte Plinius der Ältere schrieb in seiner „Naturkunde (Naturalis historia)“ dazu: „Die Frage nach dem Schlaf der Tiere bedarf keiner undurchsichtigen Vermutung. Dass unter den Landtieren alle, welche die Augen schließen, schlafen, ist offensichtlich. Dass Wassertiere ebenfalls schlafen, wenn auch recht wenig, glauben selbst diejenigen, welche es bei den übrigen Tieren in Zweifel ziehen. Ja, die Delphine und Walfische hört man sogar schnarchen.“^[18] Die heutige Sicht ist aber etwas differenzierter, man geht heute davon aus, dass die meisten Wirbeltiere (genaugenommen, die Überklasse der Kiefermäuler) die gleichen Schlafphasen wie der Mensch durchlaufen. Ein Ausnahme ist beispielsweise der Ameisenigel, ein früher Vertreter der Säugetiere, der keinen Traumschlaf (REM-Schlaf, siehe unten) zu kennen scheint.

Vögel zeigen ebenfalls ein dem Menschen ähnliches Schlafbild, sobald sie sicher sein können, dass die Stelle im Baum, die sie sich ausgesucht haben, sicher vor Feinden ist. Von dem Ast oder Zweig können sie nicht herunterfallen, da sich bei Vögeln das Kniegelenk nach hinten beugt, zusammen mit einer spezifischen Anlage der Sehnen bewirkt dies, dass die Zehen beim Absitzen allein durch das Gewicht des Vogels den Zweig fest umschließen und sich verhaken. So können diese Tiere ruhig schlafen, da sie zum Sitzen und Balancehalten keinen Muskel anspannen müssen.^[19]

Bei weiteren Tierarten wie Schlangen, Eidechsen und Fischen wird Schlaf (inklusive Traumschlaf) angenommen. Die Beurteilung wird umso schwieriger, je weniger entwickelt die Tierart ist. Auch wird es zunehmend schwieriger, (Traum)schlaf von bloßem Ruhen zu unterscheiden.^[18]

Halbhirnschlaf

Mehrere Tierarten beherrschen den sogenannten Halbhirnschlaf. In diesem Schlafzustand schläft nur eine der Gehirnhälften, während die andere aktiv bleibt. Es wird auch nur ein Auge geschlossen, sodass die Umgebung noch wahrgenommen werden kann. Diese Fähigkeit wurde zunächst bei Delfinen entdeckt, was bei ihnen als Lungenatmer im Wasser wohl einer Notwendigkeit entspricht, um nicht zu ertrinken. Gesichert ist der Halbhirnschlaf auch bei Großen Schwertwalen. Interessant ist, dass die Kälber dieser Arten im ersten Lebensmonat überhaupt nicht schlafen, was gewisse Zweifel an der Theorie entstehen lässt, wonach der Schlaf essenziell für die Entwicklung des Gehirns sei.^[20] In den allermeisten Fällen schlafen Neugeborene deutlich länger als ausgewachsene Tiere. Seelöwen und Seebären kennen beide Arten von Schlaf. Befinden sie sich an Land, schlafen sie wie Landsäuger, im Wasser wechseln sie zum Halbhirnschlaf.^[19] Auch bei Vögeln wurde der zeitweise Halbhirnschlaf inzwischen nachgewiesen.^[21][22]

Schlafdauer verschiedener Tierarten

Schlafende Japanmakaken

Schlafende Katzen

Schlafender Hund

Bei Tieren variiert sowohl die Dauer des Schlafes insgesamt als auch die Dauer des REM-Schlafes stark von Art zu Art:

Tierart	Schlaf in Stunden pro Tag	Anteil der REM-Phase am Schlaf	Augenposition während des Schlafes
Kleine Taschenmaus	20,1	16 %	beide geschlossen
Braune Fledermaus	19,9	10 %	beide geschlossen
Südliches Opossum	19,4	10 %	beide geschlossen
Nachtaffe	17,0	11 %	beide geschlossen
Katze	13,2	26 %	beide geschlossen
Taube	11,9	8 %	ein Auge manchmal offen
Haushuhn	11,8	10 %	ein Auge manchmal offen
Schimpanse	10,8	15 %	beide geschlossen
Hund	10,7	29 %	beide geschlossen
Kaiserpinguin	10,5	13 %	ein Auge manchmal offen
Fruchtfliegen	10,0	0 %	keine Augenlider
Ente	9,1	16 %	ein Auge manchmal offen
Kaninchen	8,7	14 %	beide geschlossen
Schwein	8,4	26 %	beide geschlossen
Asiatischer Elefant	5,3	34 %	beide geschlossen
Kuh	4,0	19 %	beide geschlossen
Pferd	2,9	27 %	beide geschlossen
Giraffe	1,9	21 %	beide geschlossen

Tab. 2 Schlafdauer verschiedener Tierarten^[23]

Hypothesen zur Funktion des Schlafs

Bis heute gibt es keine vollständig gesicherte Erklärung zum genauen Zweck des Schlafs, lediglich einige mehr oder weniger plausible Hypothesen, die jedoch alle nicht die naturwissenschaftliche Bedingung einer empirischen Überprüfbarkeit erfüllen. Sie stellen keine alternativen Erklärungsversuche dar, sondern beleuchten lediglich aus der Sicht unterschiedlicher biologischer Teildisziplinen die „Nützlichkeit“ verschiedener physiologischer Vorgänge des Schlafes.

Evolution

Die Grundlage für die Entwicklung von Ruhe- und Aktivitätszyklen gab die Erdrotation mit ihrem für alle Organismen unveränderlichen Rhythmus von Tag und Nacht. Die Blüten von Pflanzen öffnen und schließen sich in Abhängigkeit zur Tageszeit. Selbst Einzeller wie die Geißelalge Gonyaulax polyedra richten ihre Aktivität nach dem Sonnenstand. Solche Beobachtungen an wenig entwickelten Organismen legen die Vermutung nahe, dass schon früh in der Evolution Anpassungen an die Licht- und Temperaturverhältnisse stattgefunden haben, um die metabolische Aktivität zu regulieren. Staedt und Stoppe vermuten in einer neueren Studie, dass sich der elektrophysiologisch messbare Schlaf gleichzeitig mit der Entwicklung immer komplexerer neuronaler Netzwerke entwickelt hat.^[24][25][26] Danach gibt es eine direkte Beziehung zwischen dem Bedarf an Schlaf und der Leistungsfähigkeit des Gehirns, insbesondere was die Verarbeitung und Speicherung von Information betrifft. Auch Winson vertritt eine ähnliche These, indem er das menschliche Gehirn mit einem Großrechner vergleicht, der seine maximale Arbeitskapazität erst dann erreicht, wenn alle äußeren Sinneseindrücke und deren Verarbeitung ausgeschaltet sind. Erst in der Schlafphase könne der „Rechner“ Gehirn mit seiner gesamten Rechenleistung aufwarten.

Regenerative Hypothese

Die regenerative Hypothese besagt, dass Schlaf schlichtweg der Erholung der Organe dient. Dafür spricht, dass nach dem Schlaf viele Körperfunktionen besser funktionieren als nach einer langen Wachphase. Jedoch sind auch im Schlaf nicht alle Körperfunktionen ausgeschaltet: Schaltet z. B. jemand das Licht an, so melden die Augen Helligkeit; gibt es ein Geräusch, so melden die Ohren dieses.

Nicht-REM-Schlaf könnte ein anabolischer Zustand sein, der durch physiologische Prozesse wie Wachstum und Erholung der Organsysteme, namentlich Immunsystem, Nervensystem, Muskeln und Knochenbau, bestimmt ist. Das Wachstadium könnte als wiederkehrende, vorübergehende hyperaktive katabolische Phase definiert werden, während derer der Organismus Nahrung aufnimmt und sich fortpflanzen kann.

Schlaf fördert die Wundheilung. Eine Studie von Gumustekin^[27] aus dem Jahr 2004 konnte aufzeigen, dass Schlafentzug die Heilung von Brandwunden bei Ratten negativ beeinflusst.

Es wurde auch aufgezeigt, dass Schlafentzug das Immunsystem und den Metabolismus beeinflusst. Bei einem Versuch wurden Ratten 24 Stunden am Schlafen gehindert. Verglichen mit der Kontrollgruppe war der Anteil an weißen Blutkörperchen um 20 Prozent reduziert,^[28] was eine deutliche Veränderung des Immunsystems darstellt.

Eine weitere Studie zeigte, dass Schlaf den Metabolismus beeinflusst. Vergleicht man gesunde Menschen mit solchen, die an einer bestimmten Schlafstörung leiden, konnten die Forscher deutlich höhere Stoffwechselwerte bei den gesunden Menschen feststellen.^[29]

Eine großangelegte Studie an 305 Kindern sammelte Informationen über Wachstum, Größe und Gewicht sowie die von den Eltern aufgezeichnete Schlafzeit während des ersten bis zehnten Lebensjahrs. Die Studie kam zum Ergebnis, dass die Dauer des Schlafs bei Kindern nicht mit dem Wachstum zusammenhängt.^[30] Es wurde jedoch gezeigt, dass die Konzentration von Wachstumshormonen in erwachsenen Männern während des Schlafens, besonders in den Stadien III und IV, zunimmt. Während einer Schlafzeit von acht Stunden schütteten besonders jene Männer hohe Wachstumshormonkonzentrationen aus, die eine verhältnismäßig lange Tiefschlafphase aufwiesen.^[31] Ob natürliche oder verursachte Änderungen der Schlafdauer zu Unterschiede des tatsächlichen Wachstums führen, ist aber noch nicht geklärt.

Es gibt mehrere Gründe, die für die regenerative Hypothese sprechen. Der Ausgeschlafene fühlt sich erholt, es ist daher eine logische Schlussfolgerung, das sei die grundlegende Funktion des Schlafs. Die Stoffwechselrate nimmt während des Schlafens generell ab und bestimmte Hormone werden, wie oben beschrieben, vorwiegend während des Schlafs ausgeschüttet. Die Schlafzeit verschiedener Arten ist im Allgemeinen umgekehrt proportional zur Größe des Tieres, aber zunehmend mit dem Grundumsatz, der bei kleinen Tieren groß ist (siehe dazu auch Kleibers Gesetz). Ratten mit einem sehr hohen Grundumsatz schlafen bis zu 14 Stunden pro Tag, während Elefanten und Giraffen mit deutlich geringerem Umsatz nur drei bis vier Stunden pro Tag schlafen.

Um Energie sparen zu können, hätte es ausgereicht, regungslos zu ruhen, ohne den Organismus teilweise von der Umwelt abzuschneiden, da dies potentiell gefährlich ist. Ein ruhendes, aber nicht schlafendes Tier hat größere Chancen, Raubtieren zu entgehen, und kann trotzdem Energie sparen. Allerdings konnte mittels Untersuchungen am Menschen gezeigt werden, dass Testpersonen im wachen Zustand trotz körperlicher Inaktivität tatsächlich deutlich mehr Energie verbrauchen als beim Schlafen bzw. im gleichen Zeitraum (24 h) mit normalem Schlaf-Wach-Rhythmus: Während der Nacht, wo der Effekt besonders ausgeprägt ist, wiesen die Probanden im Wachzustand einen um fast ein Drittel (~32%) höheren Energieverbrauch auf, als wenn sie schliefen.^[32][33]

Dennoch muss Schlaf noch einen anderen Zweck erfüllen als nur Energie einzusparen. Zum Beispiel brauchen Tiere, die einen Winterschlaf halten, nach dem Aufwachen aus diesem erneut einen Erholungsschlaf, aufgrund von Schlafmangel während des Winterschlafes. Die Tiere hatten definitiv genügend Ruhe, und sie konnten während der Ruheperiode viel Energie einsparen, sie benötigen den Schlaf also noch für etwas anderes.^[34]

Ontogenese

Die ontogene Theorie besagt, dass die Vorgänge während des REM-Schlafes von Neugeborenen besonders wichtig für die Entwicklung des jungen Organismus zu sein scheinen.^[35] Studien, die den Effekt von Schlafmangel an Kleinkindern untersuchten, zeigten auf, dass dies zu Verhaltensstörungen, permanenten Schlafproblemen, reduzierter Gehirnmasse^[36] und einer ungewöhnlich hohen Nervenzellsterblichkeit führt.^[37]

REM-Schlaf scheint für die Entwicklung des Gehirns von entscheidender Bedeutung zu sein. Bei Neugeborenen – die an sich schon viel schlafen – macht er den größten Teil des Schlafes aus. Vergleicht man verschiedene Tierarten, so ist die Tiefschlafphase von Neugeborenen umso länger, je weniger entwickelt das Baby geboren wird. Befürworter dieser Theorie vermuten, dass während des REM-Schlafes die Muskeln teilweise gelähmt werden, um die Aktivierung und Entwicklung des Gehirns voranzutreiben, ohne dass die dadurch entstehenden Nervenimpulse zu Bewegungen führen, die besonders ein Neugeborenes in Schwierigkeiten bringen könnten. REM-Mangel von Kleinkindern führt zu späteren Entwicklungsproblemen.^[24]

Diese Theorie erklärt jedoch nicht, weshalb auch Erwachsene nach wie vor REM-Schlaf brauchen und nur unzureichend, weshalb der REM-Anteil bereits nach dem dritten Lebensjahr etwa gleich ist, wie bei einem Erwachsenen. Die Jungen von Meeressäugetieren kennen keinen REM-Schlaf zu Beginn ihres Lebens, erst im Laufe der Zeit nimmt dieser zu. Zumindest bei diesen Tieren ist er also zur Entwicklung nicht notwendig. Zu beachten ist dabei jedoch, dass diese Tiere niemals mit beiden Gehirnhälften schlafen können, da sie als Lungenatmer sonst ertrinken würden.

Verarbeitung von Erinnerungen (Psychische Hypothese)

Die Psychische Hypothese bezieht sich auf die Tatsache, dass im Schlaf Erlebnisse der Wachphasen verarbeitet werden. Das Gehirn wird bei dieser Verarbeitung von überflüssigen Informationen „gereinigt“. Auch hilft der Schlaf, neue Erfahrungen einzuordnen und positive wie negative Erfahrungen in Form von Träumen zu verarbeiten („das muss ich erstmal überschlafen“). Psychologen schätzen, dass ein Mensch nach zu langer Zeit ohne ausreichenden Schlaf gefährdet ist, psychisch zu erkranken („das bringt mich um den Schlaf“).

Wissenschaftler haben mehrere Zusammenhänge zwischen Schlaf und Gedächtnis festgestellt. In einer Studie, die von Turner, Drummond, Salamat und Brown durchgeführt wurde, konnte gezeigt werden, dass das Arbeitsgedächtnis unter Schlafmangel leidet.^[38] Das Arbeitsgedächtnis ist wichtig, weil es die Informationen für die Weiterverarbeitung aktiv hält und damit einen wichtigen Beitrag zur Persönlichkeitsentwicklung und zur Entscheidungsfindung leistet. Die Forscher erlaubten 18 Frauen und 22 Männern, während vier Tagen nur 26 Minuten pro Nacht zu schlafen. Während der Testphase wurden dauernd Kognitions- und Gedächtnistests mit den Probanden durchgeführt. Beim letzten Test war der Umfang des Arbeitsgedächtnisses um 38 Prozent geringer als bei einer Vergleichsgruppe, die normal geschlafen hatte.

Das Gedächtnis scheint von den verschiedenen Schlafphasen unterschiedlich beeinflusst zu werden. In einer Studie, bei der mehrere Gruppen von Menschen zu verschiedenen Zeiten geweckt wurden, konnte aufgezeigt werden, dass das deklarative Gedächtnis vorwiegend von Tiefschlaf, das prozedurale Gedächtnis aber vorwiegend von einer langen REM-Schlafphase profitiert.^[39]

Eine weitere Untersuchung, diesmal von Datta, unterstützt diese Thesen indirekt. Die Probanden waren 22 männliche Ratten.^[40] In einem Käfig konnte sich eine einzelne Ratte frei von einem zum anderen Ende bewegen. Der Boden der Kiste bestand aus einem Stahlgeflecht. Ein Lichtstrahl erhellte die Box, gleichzeitig ertönte ein lautes Signal. Nach fünf Sekunden bekamen die Ratten Elektroschocks. Begab sich die Ratte zum anderen Ende der Kiste, hörten die Schocks auf. War sie gar schnell genug, konnte sie diese sogar vollständig vermeiden. Der Test wurde mit der Hälfte der Ratten 30-mal durchgeführt, während die restlichen Ratten (als Kontrollgruppe) unabhängig von ihrer Reaktion mit Elektroschocks behandelt wurden. Nach jeder Testphase wurden die Ratten für sechs Stunden in einen Detektor gelegt, der Gehirnströme, Schlafstadien und weitere Daten über die Tiere sammelte. Der Test wurde insgesamt dreimal wiederholt. Die Studie kam zum Schluss, dass während des Schlafes nach den Tests die Ratten, die gelernt hatten, etwa 25 Prozent längeren REM-Schlaf aufwiesen als die Kontrollgruppe, die nichts gelernt hatte. Diese Untersuchung stützt die Resultate von Born und zeigt eine Korrelation zwischen REM-Schlaf und prozeduralem Wissen auf.

Die verschiedenen Studien und Untersuchungen lassen daher vermuten, dass es einen Zusammenhang zwischen dem Schlaf und vielen komplexen Funktionen des Gedächtnisses gibt.

Erhaltung (Adaptive Hypothese)

Schlafende Löwen

Die Adaptive Hypothese besagt, dass Schlaf grundsätzlich nicht der Erholung dient, sondern genetisch bezüglich seiner Länge programmiert ist, um ein ökologisches Gleichgewicht zu erhalten. Demnach schlafen und dösen große Raubkatzen etwa 18 Stunden am Tag, nicht um sich von den sechs Wachstunden zu erholen, sondern um eine „Überweidung“ ihres Jagdgebietes zu vermeiden. Den Beutetieren wird somit eine Chance gegeben, sich zu vermehren und zu erhalten.

Eine andere Sicht der adaptiven Hypothese besagt, dass wach sein und umherstreifen immer eine Gefahr für das Individuum darstellt, da man dabei das Opfer eines Räubers werden könnte. Es ist auch nicht notwendig, 24 Stunden wach zu sein, um sich zu ernähren oder andere Bedürfnisse zu befriedigen. Aus dieser Sicht der Adaption sind Organismen sicherer, wenn sie sich so lange wie möglich aus der Gefahrenzone zurückziehen. Sie schlafen zeitlich so, dass ihre Sicherheit maximiert wird, abhängig von ihren physischen Möglichkeiten (Sehvermögen, Gehör) und ihrem Lebensraum.^[41]

Diese Theorie kann jedoch nicht erklären, weshalb sich das Gehirn während des Schlafens teilweise von der Umgebung abkoppelt, denn das versetzt das Tier in eine zusätzliche Gefahr. Ein weiteres Argument gegen die Theorie ist, dass Schlaf nicht nur eine passive Konsequenz daraus ist, sich zurückzuziehen, sondern eine treibende Kraft ist: Das Tier ändert sein Verhalten, um Schlafmöglichkeiten aufzusuchen. Daher ist Circadiane Regulierung mehr als ausreichend, um den Wechsel zwischen Aktivitätsperioden und Ruhezeit zu erklären – auch als Folge einer Art Anpassung. Tiere der Polarregion, etwa Eisbären, ändern außerdem ihren Wach-/Schlafzyklus nur unwesentlich mit der Jahreszeit, obwohl sich die Bedingungen für die Jagd grundlegend ändern.

Für die erste Sicht der Theorie spricht, dass Fleischfresser wie Löwen, die sich an der Spitze der Nahrungskette bewegen, am meisten schlafen. Das widerspricht jedoch der zweiten Sicht, wonach Fleischfresser überhaupt keinen Schlaf benötigen würden. Auch ist das Nachholen von Schlaf, das nach einer verpassten Schlafzeit nötig wird, ein Nachteil. Ein Zebra, das sich nach der nächtlichen Flucht vor einem Löwen schlafen legt, setzt sich einem vermehrten und nicht verminderten Risiko aus, gefressen zu werden. Nach der Hypothese würde es dem Individuum nichts ausmachen, einmal eine Schlafzeit zu verpassen.

Kalibrations-Hypothese

Die Kalibrations-Hypothese schließlich besagt, dass Schlaf dazu dient, die einzelnen Körpersysteme wieder in einen gemeinsamen Ablaufrhythmus zu bringen. Es kann davon ausgegangen werden, dass nach ausreichendem Schlaf alle Organe und sonstigen Körperfunktionen entsprechend dem ihnen auferlegten inneren Programm zu laufen beginnen, aber dabei über den Tag hin unterschiedliche Geschwindigkeiten und Unregelmäßigkeiten erfahren. Schlaf rekalibriert dann quasi alle Systeme und stellt sie faktisch auf Null.^[42]

Pathologie des Schlafes

Als Pathologie bezeichnet man in der Medizin die „Lehre von den abnormen und krankhaften Vorgängen und Zuständen im Körper („pathologische Anatomie“) und deren Ursachen“. (Siehe auch Schlaflosigkeit)

Läsionen, das heißt Schädigungen, in dem Teil des Hypothalamus, der für die Orexinproduktion zuständig ist, führen zur Insomnie, der Schlaflosigkeit. Orexin wirkt an seinen Zielzellen im Hypothalamus über einen bestimmten Rezeptor, mit dem ein Krankheitsbild verbunden ist. Mutationen dieses Rezeptors werden für die Narkolepsie verantwortlich gemacht.

Schlafapnoe

Das Schlafapnoe-Syndrom (SAS) ist ein Beschwerdebild, das in der Regel durch Atemstillstände (Apnoen) während des Schlafs verursacht wird und in erster Linie durch eine ausgeprägte Tagesmüdigkeit bis hin zum Einschlafzwang (Sekundenschlaf) sowie einer Reihe weiterer Symptome und Folgeerkrankungen gekennzeichnet ist.

Die Atemstillstände führen zu einer verringerten Sauerstoffversorgung und zu wiederholten Aufweckreaktionen (als Alarmreaktion des Körpers). Die meisten Aufweckreaktionen führen aber nicht zum Aufwachen, sondern lediglich zu erhöhten Körperfunktionen, beispielsweise zu beschleunigtem Puls. Deswegen werden sie von den Betroffenen meist nicht wahrgenommen. Die Folge der Aufweckreaktionen ist ein nicht erholsamer Schlaf, was meistens zu der typischen, ausgeprägten Tagesmüdigkeit führt.

Restless-Legs-Syndrom

Beim Restless-Legs-Syndrom („Wittmaack-Ekbom-Syndrom“) leiden die Patienten unter unangenehmen Missempfindungen oder Bewegungsdrang in den Beinen (oder Armen), sobald sie zur Ruhe kommen, sodass sie nachts nicht einschlafen können. Das RLS ist eine neurologische Erkrankung, die sehr weit verbreitet ist (fünf bis zehn Prozent der Bevölkerung). Es wird – auch von den Betroffenen selbst – oftmals lange Zeit nicht als Ursache der Schlafstörungen erkannt. Der entstehende Schlafentzug durch die gestörten Schlafphasen führt zu Tagesmüdigkeit, kognitiven Leistungseinbußen und depressiven Verstimmungen. Eine Behandlung mit Medikamenten ist fast immer möglich.

Störungen des Schlaf-Wach-Rhythmus

Unter Störungen des Schlaf-Wach-Rhythmus versteht man Schlafkrankheiten, bei denen Betroffene einen untypischen Biorhythmus haben. Die Schlafphase verschiebt sich dementsprechend, was zu Problemen mit gesellschaftlichen Normen, die zum Beispiel bei den Arbeitszeiten zur Anwendung kommen, führen kann.

Beim Verzögerten Schlafphasensyndrom (auch Delayed Sleep Phase Syndrome, DSPS) und dem Vorverlagerten Schlafphasensyndrom (auch Advanced Sleep Phase Syndrome, ASPS) sind Betroffene nicht in der Lage sich an einen für sie passenden Schlaf-Wach-Rhythmus zu gewöhnen. Ihnen ist es beim Verzögerten Schlafphasensyndrom nur möglich, zu einer späten Tageszeit – also frühmorgens – beziehungsweise beim Vorverlagerten Schlafphasensyndrom zu einer frühen Tageszeit – also nachmittags oder frühabends – Schlaf zu finden.

Eine Schlaf-Wach-Störung bei Abweichung vom 24-Stunden-Rhythmus führt bei Betroffenen dazu, dass sie jeden Tag zu einer anderen Uhrzeit einschlafen. Ein Intervall aus schlafen und wachen ist dann entweder kürzer als 24 Stunden, sodass Betroffene jeden Tag früher einschlafen und entsprechend früher erwachen, oder es ist länger als 24 Stunden, sodass Betroffene jeden Tag später einschlafen und entsprechend später erwachen.

Narkolepsie

Narkolepsie ist ein Syndrom von vier Merkmalsbereichen, deren vorherrschendes Symptom eine krankhaft gesteigerte Tagschläfrigkeit sowie ein durch Auslöserereignisse veranlasster Schlaf („Trigger-Schlaf“) oder Verlust der Muskelkontrolle (Kataplexie) ist. Ferner ist oft die Reihenfolge der Schlafphasen verändert, sodass es zu „hypnagogen Halluzinationen“ und zu „Schlaflähmung“ kommen kann. Neurobiologisch liegt der Narkolepsie ein genetischer Defekt im Rezeptor für Orexin (s. o.) zugrunde.

Schlaflähmung tritt auch bei gesunden Menschen manchmal beim Erwachen auf. Die Lockerung der Nervenblockade läuft dann in falscher Reihenfolge ab, sodass zuerst die sensorischen Nerven und danach die motorischen Nerven „freigeschaltet“ werden. In diesem Zustand hört und fühlt der Mensch alles, kann jedoch nichts sagen, sich nicht bewegen, auch nicht die Atmung beschleunigen. Es wird von einem beengenden Gefühl völliger Machtlosigkeit berichtet.

Eine solche Situation tritt auch manchmal bei unzureichend narkotisierten Patienten während einer Operation auf. Manche Formen des Komas sollen ebenfalls von Betroffenen so empfunden werden, auch gibt es Berichte von Drogenkonsumenten über derartige Erfahrungen.

Letale familiäre Insomnie

Letale familiäre Insomnie ist eine tödliche Krankheit, bei der die Betroffenen nicht fähig sind, zu schlafen. Es handelt sich bei dieser Erkrankung um eine äußerst seltene familiär vererbte Erkrankung. Verantwortlich für die Erkrankung ist ein mutiertes Prionenprotein-Gen. Die meisten Patienten erkranken zwischen dem 40. und 60. Lebensjahr. Im Vordergrund steht eine schwere Störung des Schlaf-Wach-Rhythmus der Patienten, das heißt, sie leiden unter schweren Schlafstörungen. Es wird daher angenommen, dass sich die krankhaften Veränderungen speziell im Stammhirn abspielen, das als entwicklungsgeschichtlich alter Teil des Gehirns den Aktivitätsrhythmus steuert. Die Erkrankung verläuft über sieben bis 18 Monate und endete bisher immer tödlich. Sie wurde erstmals im Jahre 1986 beschrieben und ihre Übertragbarkeit im Jahre 1995 nachgewiesen.

Behandlung

Es gibt Empfehlungen, der Schlaflosigkeit mit Schlafritualen zu begegnen: Abendgebet, „Schäfchen zählen“ usw. helfen der Psyche, über vertraute Gedanken zur Ruhe zu kommen. Unter verschiedenen Umständen jedoch leiden Menschen unter Schlaflosigkeit, zum Beispiel in einer reaktiven Depression oder wegen der Störung durch Schmerzen. Unter diesen Umständen können Schlafmittel (Hypnotika) zu Hilfe genommen werden.

Weiterhin wird empfohlen, die wichtigsten Regeln der Schlafhygiene zu beachten, also einen regelmäßigen Schlafrhythmus einzuhalten.

Neben pflanzlichen Arzneimitteln (zum Beispiel Baldrian) werden insbesondere Antihistaminika, kurzwirksame Benzodiazepine (zum Beispiel Brotizolam) als Einschlafmittel, mittellang wirksame Benzodiazepine (zum Beispiel Nitrazepam und Diazepam) als Durchschlafmittel sowie neuere kurzwirksame Schlafmittel, wie Zopiclon und Zolpidem, zur Behandlung von Schlafstörungen eingesetzt. Antihistaminika vermitteln ihre Effekte über eine Hemmung der Wirkung des „Weckhormons“ Histamin an seinen Histamin-Rezeptoren. Benzodiazepine, Zolpidem und Zopiclon wirken an den GABA-Rezeptoren im Thalamus. Dort fördern sie die hemmende Wirkung dieses Transmitters. Die früher sehr verbreiteten Barbiturate werden heute aufgrund eines ungünstigen Nutzen-Risiko-Verhältnisses (Suizid-Potential und Unterdrückung des REM-Schlafs) praktisch nicht mehr als Schlafmittel verwendet.

In den USA wird das Hormon Melatonin, das physiologisch aus der Zirbeldrüse ausgeschüttet wird, zunehmend als Wunderdroge und Anti-Aging-Mittel verkauft. Bekannt ist, dass Melatonin sedierende Eigenschaften besitzt und die Produktion in den Abendstunden immer mehr zunimmt und es damit eine Art körpereigenes Schlafmittel darstellt. Die Verschreibung von Melatonin als Medikament ist jedoch umstritten.^[43]

Schlafentzug

→ Hauptartikel: Schlafentzug

Schlafentzug ist das gewollte oder ungewollte Verhindern des Schlafens, d. h. die Unterdrückung des Schlafdruckes.

Therapeutischer Schlafentzug

In der Psychiatrie wird der therapeutische Schlafentzug bei der Behandlung der Depression eingesetzt.^[44]

Folgen des langanhaltenden Schlafentzugs oder der Schlaflosigkeit

Ratten, die zu Forschungszwecken gewaltsam am Schlaf gehindert wurden, begannen nach sieben Tagen zu sterben.^[1] Vor ihrem Tod zeigte sich eine Störung der Aufrechterhaltung der Körpertemperatur (Thermoregulation) und ein Gewichtsverlust.

Der Weltrekord im Schlafentzug wurde 2007 vom Briten Tony Wright aufgestellt. Er schlief 266 Stunden nicht. Damit hat er den Rekord des 17-jährigen amerikanischen Schülers Randy Gardner aus dem Jahre 1965 gebrochen, der 264 Stunden (elf Tage) ohne Schlaf verbrachte. Allerdings ging es Wright nicht wie dem Amerikaner Gardner um den Eintrag ins Guinness-Buch, sondern er wollte zeigen, dass ein Mensch trotz Schlafentzug mit der richtigen Ernährung leistungsfähig bleiben kann. Experten wie der US-Schlafforscher William Dement bezweifeln allerdings, dass sich Menschen überhaupt so lange wach halten können. Während der Rekorde dürften immer wieder Mikroschlafepisoden und Sekundenschlafattacken aufgetreten sein.^[45]

Aus einer experimentellen Schlafentzugsstudie wurde bekannt, dass nach 24 Stunden die Versuchspersonen sehr leicht zu reizen waren. Nach 65 Stunden begann eine Frau beim Waschen auf Armen und im Gesicht Spinnweben zu sehen und versuchte verzweifelt, sie zu entfernen. Eine andere Frau beschwerte sich, dass ihr Hut zu eng sei und drücke, obwohl sie keinen trug.

Schlafentzug als Folter oder Strafe

Schlafentzug wurde und wird als Foltermittel eingesetzt.

In der Bundesrepublik Deutschland wurden RAF-Häftlinge in Isolationshaft in Zellen mit ständiger Beleuchtung und durch regelmäßiges Wecken am Schlaf gehindert.^[46] In der Sowjetunion unter Stalin war Schlafentzug eine gängige Verhörmethode, aber auch in der DDR in Stasigefängnissen bis 1989.^[47] Im antiken Rom soll König Perseus von Makedonien als Gefangener durch Schlafentzug getötet worden sein. Aus dem alten China wird berichtet, dass Verbrecher mit dem Tod durch Schlafentzug bestraft wurden.

In dem von den USA in Guantánamo betriebenen Gefangenenlager wurde häufig versucht, Häftlinge durch Schlafentzug bei Verhören zu Kooperation zu bewegen.^[48][49]

Schlafforschung

Die Schlafforschung ist eine relativ junge Disziplin der Biologie, die ersten Elektroenzephalographie-Untersuchungen (EEG) im Schlaflabor wurden in den 1920er Jahren gemacht. Die Philosophen Platon, Hippokrates und Aristoteles hatten etwa versucht, den Schlaf durch ein Aufsteigen von mit der Nahrung aufgenommenen, giftigen Dämpfen aus dem Magen zu erklären, die im Schlaf abgebaut würden. Zudem ließe sich Blut, das während des Wachens überhitzt, aufgestaut oder eingedickt worden sein soll, nur im Schlaf abkühlen und verdünnen. Im Mittelalter dachte die Naturheilkundlerin Hildegard von Bingen, der Mensch brauche Schlaf, da er grundsätzlich aus zwei Teilen bestehe. Deshalb brauche das Wachsein den Gegenpol Schlaf. Alexander von Humboldt nahm noch im 19. Jahrhundert an, Schlaf müsse sein, um einem Sauerstoffmangel im Gehirn entgegenzuwirken.^[50][51][52]

Die wichtige Entdeckung des REM-Schlafes gelang den Forschern Aserinsky und Kleitman 1953. Vier Jahre später wurde die Theorie aufgestellt, wonach nur in dieser Schlafphase das Träumen stattfindet. Dies ist heute zwar widerlegt, denn man träumt eindeutig auch im Tiefschlaf, doch geht man immer noch davon aus, dass die Träume im REM-Schlaf besonders realistisch und lebhaft sind.^[53][24]

Obwohl der Schlaf seit jeher ein zentraler Faktor der menschlichen Kultur ist – allgegenwärtig, universell, scheinbar durch die Biologie vorgegeben^[54]  – haben sich Anthropologen bisher kaum um dieses Thema gekümmert. Die ersten anthropologischen Studien zum Thema Schlaf wurden erst 1991 gestartet, zur Analyse des plötzlichen Kindstods.

Schlafkultur

→ Hauptartikel: Schlafkultur

Die Schlafkultur beschreibt kulturelle und geschichtliche Aspekte des Schlafens. Zur Schlafkultur gehört das Wann, das Wo und das Wie sich Menschen an verschiedenen Orten und zu verschiedenen Zeiten schlafen legen beziehungsweise gelegt haben.

Weil der Schlaf und alles, was damit zusammenhängt, generell als sehr persönliche und intime Angelegenheit betrachtet wird, sind Forschungen und Aufzeichnungen zu diesem Thema rar. Wissenschaftliche Arbeiten, die anhand der Schlafgewohnheiten verschiedener Völker, insbesondere noch sehr naturnah lebender, Rückschlüsse auf die evolutionären Ursachen des Schlafes geben wollen, wurden erst in neuester Zeit unternommen.

Träumen

Pierre Puvis de Chavannes: Der Traum, 1883

→ Hauptartikel: Traum

Als Traum wird das psychische Erleben im Schlaf bezeichnet, das überwiegend von visuellen und akustischen Wahrnehmungen geprägt ist. Kognitive Fähigkeiten wie begriffliches Denken und kausal-logisches Erinnern treten dabei in den Hintergrund. Während des Traumgeschehens ist eine Unterscheidung zwischen psychischem Erleben und körperlicher Sinneswahrnehmung aufgehoben, wodurch innere psychische Prozesse als äußere physische Realität erlebt werden. Die meisten Träume sind nach dem Erwachen oft schwer oder überhaupt nicht erinnerlich. Studien zufolge erinnern sich die Menschen allerdings fast immer an lebhafte Träume beim direkten Aufwachen aus der REM-Phase. Im REM-Stadium ist das Gehirn so aktiv wie beim Einschlafen, daher ist dies auch ein optimaler Zeitpunkt zum Aufwachen.

Nur in seltenen Fällen erlebt der Schlafende einen Klartraum, das heißt, er ist sich vollends bewusst, dass er träumt und kann sein Handeln im Traum aktiv beeinflussen.

Die wissenschaftliche Disziplin der Traumforschung ist die Oneirologie. Oft wird dieser Begriff auch für die Traumdeutung verwendet.

Schlafen und Sexualität

Konnotation

Der Ausdruck „miteinander schlafen“ steht für den sexuellen Beischlaf. Tatsächlich hat der regelmäßig im wachen Zustand ausgeübte Beischlaf mit Schlafen im eigentlichen Sinne nichts zu tun. Der Ursprung dieser Umschreibung dürfte daher kommen, dass der übliche Ort für Geschlechtsverkehr wie für „normales“ Schlafen das Bett ist. In Japan etwa wurde nach dem Zweiten Weltkrieg, während der Besatzung durch die Amerikaner, sogar das Abbilden und Filmen von Schlafzimmern aus sittlichen Gründen verboten. Die Japaner assoziieren noch viel mehr als die Europäer alles, was mit der Schlafstätte zu tun hat, mit Sex, so etwa den Ausdruck „das Kopfkissen teilen“ oder das „tatami“.^[55]

Pollution

→ Hauptartikel: Pollution

Pollution oder nächtlicher Samenerguss ist ein unwillkürlicher Samenerguss, ausgelöst durch einen unbewussten Orgasmus, der ohne aktives Zutun und ohne Wachbewusstsein bei Männern und männlichen Jugendlichen ab der Pubertät während des Schlafes auftreten kann. Dieses Ereignis ist oft von erotischen Träumen begleitet.

Morgendliche Erektion

→ Hauptartikel: Morgendliche Erektion

Eine morgendliche Erektion ist eine Erektion des Penis, die beim morgendlichen Erwachen festgestellt wird. Manche Männer haben fast jeden Morgen eine Erektion, andere selten oder nie. Die Ursache dieser speziellen Erektion liegt nicht in sexueller Erregung, sondern in der REM-Phase des Schlafes. Während der REM-Phasen beschleunigen sich Puls sowie Atmung und der Schläfer durchlebt intensive Träume. Außer bei Albträumen kommt es in diesen Phasen auch häufig zur Erektion. Diese Erektionen sind unabhängig davon, ob der Trauminhalt sexuell ist oder nicht, sondern lediglich eine Folge des gestiegenen Blutdrucks.

Mythen und Fakten

• „Schnarchen ist ein häufiges Problem, aber harmlos.“

Obwohl Schnarchen für die meisten Leute harmlos sein dürfte, könnte es ein Hinweis auf eine lebensbedrohende Schlafkrankheit namens Schlafapnoe sein, besonders wenn es mit großer Müdigkeit am Tag einhergeht. Der an Schlafapnoe Leidende atmet mit großen Unterbrechungen, was zu Sauerstoffmangel führen kann. Personen, die darunter leiden, erwachen in der Nacht und hecheln nach Luft. Die Atempausen reduzieren den Sauerstoffanteil im Blut, belasten das Herz und den Blutkreislauf und können zu Herz-Kreislauferkrankungen führen.^[56]

• „Um beim Autofahren wach zu bleiben, hilft es, das Radio lauter zu drehen, das Fenster zu öffnen oder die Klimaanlage einzuschalten.“

Diese „Hilfen“ sind kurzzeitig und können für die Person gefährlich werden, wenn trotz Müdigkeit oder Schwindelgefühlen weiter gefahren wird. Wer sich während der Fahrt müde fühlt, sollte baldmöglichst anhalten und ruhen. Koffeinhaltige Getränke verschieben nur die Müdigkeit.^[56] Laut Spork (Das Schlafbuch, 2007) hilft es am effektivsten, sofort einen Parkplatz aufzusuchen, ein starkes koffeinhaltiges Getränk zu trinken und danach zu schlafen. Das Koffein weckt die Person nach etwa 30 Minuten und man kann Studien zufolge möglichst unfallfrei weiterfahren. Die Kombination aus Schlaf und Koffein wirkte in den Studien besser als jede der Maßnahmen alleine.

• „Wenn jemand immer müde ist, schläft er zu wenig.“

Übermäßige Müdigkeit am Tag kann eine Folge von Schlafmangel sein. Sie kann jedoch auch als Folge einer Schlafkrankheit wie Narkolepsie oder Schlafapnoe sein. Eine betroffene Person ist immer müde, selbst wenn sie lange genug geschlafen hat. Diese Symptome sollten mit einem Arzt besprochen werden, die Krankheiten sind oft heilbar. Wer sich dieser Krankheiten nicht bewusst ist, kann für sich oder andere zur Gefahr werden, etwa durch Sekundenschlaf beim Autofahren oder plötzliche Unaufmerksamkeit am Arbeitsplatz.^[56] Schlafmediziner nennen dieses Krankheitsbild „Nicht erholsamer Schlaf“.

Rezeption

• In der Science-Fiction-Serie Star Trek: Voyager begegnen Menschen einer außerirdischen Lebensform mit Namen Spezies 8472, die niemals ruht und Schlaf als seltsam empfindet. Die für die Menschen als selbstverständlich erachtete Notwendigkeit des Schlafs wird in diesem Zusammenhang mit der Fiktion einer schlaflosen Lebensform hinterfragt.
• Im Roman Schlafes Bruder von Robert Schneider begeht der Protagonist Suizid, indem er sich schwört, nie mehr zu schlafen.
• Im Film Der Maschinist hat der Protagonist seit etwa einem Jahr nicht mehr geschlafen.
• Im Film Stirb an einem anderen Tag der James-Bond-Filmreihe unterziehen sich Bonds Gegner Colonel Moon und Zao einer Gentherapie, um ihre Identität zu ändern. Nebenwirkung ist jedoch eine andauernde Schlaflosigkeit, die sie mithilfe einer „Traummaschine“ zu umgehen suchen. Die Betroffenen empfinden es als große Qual, nicht mehr richtig schlafen zu können. Der Öffentlichkeit gegenüber wird allerdings damit geprahlt, keinen Schlaf zu benötigen und so mehr leisten zu können: Man könne schließlich genug schlafen, wenn man tot sei.
• Im Roman Schlaflos des Buchautors Stephen King leidet die Hauptfigur des Ralph Robert unter einer extremen Form von Schlaflosigkeit. Durch den fortlaufenden Schlafentzug wird er von Erscheinungen heimgesucht, die er zunächst als Halluzinationen betrachtet, später jedoch feststellen muss, dass sich durch den Schlafmangel offenbar sein Sinnesempfinden verändert hat.
• Im Roman Die Moorgeister von Angela Sommer-Bodenburg trifft der Jugendliche Timo einen alten Mann in der Bahn. Dieser erzählt ihm vom Händler der Verkauften Träume. Durch einen Handel mit diesem leidet er an Schlaflosigkeit („kann nicht mehr träumen“) und fährt seitdem immer Bahn, bis er den Händler wiederfindet, um seine Träume zurückzufordern. Am Ende des Romans vermutet Timo, dass der Mann ein Geist gewesen ist.
• Im Roman Fight Club von Chuck Palahniuk leidet der namenlose Ich-Erzähler an Schlaflosigkeit.
• Im Roman wie auch im Film 2001: Odyssee im Weltraum von Stanley Kubrick werden die Astronauten für die Zeit des Fluges zum Jupiter (Film) respektive Saturn (Roman) in einen Tiefschlaf versetzt. Die Geräte hierzu werden als Hibernakulum bezeichnet, die Menschen hibernieren.

Videos

• Manfred Spitzer: Lernen im Schlaf. RealVideo aus der BR-alpha-Reihe „Geist und Gehirn“ (ca. 15 Minuten)

Siehe auch

• Autogenes Training
• Schlafhygiene
• Lichtwecker
• Schlafphasenwecker
• Chronobiologie

Literatur

Quellen

• Nils Birbaumer, Robert F. Schmidt: Biologische Psychologie. Heidelberg: Springer, 6. Aufl. 2006, S. 535 ff (Kapitel: Zirkadiane Periodik, Schlaf und Traum). ISBN 3-540-25460-9.
• Peter Spork: Das Schlafbuch. Warum wir schlafen und wie es uns am besten gelingt. Rowohlt, Reinbek 2007. ISBN 3-498-06387-1
• Jürgen Zulley: Mein Buch vom guten Schlaf. Zabert Sandmann, München 2005. ISBN 3-89883-134-5
• Alexander Borbély: Schlaf. Moderne Schlafforschung, Schlafstadien, Regulation des Schlafes, Schlaf beim Säugling, Schlaf im Alter, Kurz- und Langschläfer, Träume, Schlafstörungen, Stimulantien und Schlafmittel, Schlaf von Tieren, Schlaf und Lernen, Risiken des Schlafmangels. Fischer, Frankfurt a.M. 2004. ISBN 3-596-15561-4. (Online-Ausgabe der Fassung von 1988)
• Jan Born, Ulrich Kraft: Lernen im Schlaf – kein Traum. In: Spektrum der Wissenschaft. Heidelberg 2004,11, S. 44–51. ISSN 0170-2971
• Peretz Lavie: Die wundersame Welt des Schlafes. Entdeckungen, Träume, Phänomene. Dtv, München 1999. ISBN 3-423-33048-1
• Teofilo L. Lee-Chiong: Sleep: A Comprehensive Handbook. Wiley-Liss, Hoboken NJ 2006. ISBN 0-471-68371-X (engl.)
• Peter Clarenbach (Hrsg.): Schering Lexikon Schlafmedizin. 2. Aufl. MMV Medizin-Verl., München 1998. ISBN 3-8208-1334-9
• Hans Rudolf Mächler: Die Anfänge moderner Schlafforschung. Juris, Zürich 1994. ISBN 3-260-05373-5
• Erika Mayr-Oehring (Hrsg.): Süßer Schlummer. Der Schlaf in der Kunst. Deutscher Kunstverlag, München 2006. ISBN 3-422-06649-7
• Sophie de Sivry, Philippe Meyer: Die Kunst des Schlafs. Eine kleine soziale, symbolische, medizinische, poetische und liebevolle Geschichte des Schlafs. 2. Aufl. Brandstätter, Wien 1997. ISBN 3-85447-732-5
• H. Schulz (Hrsg.): Kompendium Schlafmedizin für Ausbildung, Klinik und Praxis. Deutsche Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin. 2 Bde. + CD-ROM. Digitaler Atlas der Schlafstörungen. Ecomed, Landsberg/Lech 2001ff.
• Thomas Penzel (Hrsg.): Schlaf – Ein Phänomen und seine Störungen. Spektrum der Wissenschaft-Spezial 3/09, Heidelberg 2009. ISBN 978-3-941205-25-3

Weiterführendes

• Émile Chartier: Les idées et les âges (1927), deutsch: Lebensalter und Anschauung, Berlin-Wien-Leipzig 1932. Das erste Buch dieses philosophischen Werkes widmet sich explizit dem Schlaf, dabei auch kulturhistorisch ausgreifend. Neben dem Schlaf, der Nacht u. dergl. betrachtet der auch als Alain bekannte Franzose die erhebliche soziale Rolle des Wächters.

Weblinks

 Commons: Schlaf – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

 Wiktionary: Schlaf – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

 Wikiquote: Schlaf – Zitate

• kindergesundheit-info.de – Schlafen, Schlaf im Kindesalter: unabhängiges Informationsangebot der Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BZgA)

Einzelnachweise

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49. ↑ U.S. Department of Defense: Army Regulation 15-6: Final Report S. 17 f.
50. ↑ Spork, Peter: Das Schlafbuch, Rowohlt, Reinbek, 2007, S. 15–16
51. ↑ Lilli Binzegger (November 1993): Warum schlafen wir eigentlich? Interview mit Alexander Borbély, Schlafforscher.. NZZ Folio. Abgerufen am 27. April 2008.
52. ↑ Lebensgeister, Säfte, elektrische Aktivitäten. NZZ (22. Dezember 2001). Abgerufen am 10. Februar 2011.
53. ↑ Spork, Peter: Das Schlafbuch, Rowohlt, Reinbek, 2007, S. 249–250
54. ↑ Carol M. Worthman and Melissa K. Melby: 6. Toward a comparative developmental ecology of human sleep. In: A comparative developmental ecology (PDF), Emory University
55. ↑ Brigitte Steger: (keine) Zeit zum Schlafen. LIT Verlag, Berlin-Hamburg-Münster
56. ↑ ^{a b c} Mythen und Fakten über den Schlaf (englisch)

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