Bucsenez, Ulrike
[VerfasserIn]
;
Nissen, Christoph
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft];
Maier, Jonathan G.
[ForscherIn];
Nissen, Christoph
[AkademischeR BetreuerIn]Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Medizinische Fakultät
Beschreibung:
Abstract: Zu den grundlegenden Funktionen des Schlafes zählt die Gedächtniskonsolidierung, die Festigung neu eingespeicherter Gedächtnisinhalte. Zwei prominente Theorien versuchen gegenwärtig die der neuronalen Plastizität zugrundeliegenden neurobiologischen Prozesse des Schlafes zu erklären. Das Modell der aktiven Konsolidierung postuliert, dass im Schlaf eine aktive Stärkung von zuvor im Wachen ausgebildeten synaptischen Verbindungen erfolgt. Die Synaptische Homöostase Hypothese (SHY) beschreibt hingegen, als gegenregulatorischen Prozess zur synaptischen Potenzierung in der Wachphase, eine globale Abschwächung der synaptischen Stärke im Schlaf, unter Verschonung besonders wichtiger synaptischer Verbindungen. In der vorliegenden Arbeit wurde mit 30 gesunden Versuchsteilnehmern mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS) untersucht, inwiefern Schlaf kortikale Erregbarkeit moduliert, abhängig davon, ob zuvor neuronale Plastizitätsveränderungen induziert wurden oder nicht. Ein geeignetes Verfahren zur nicht-invasiven Induktion LTP-ähnlicher Plastizität am Menschen stellt die TMS in Kombination mit einem spezifischen Stimulationsprotokoll, der gepaarten assoziativen Stimulation (PAS), dar. Durch dieses Verfahren ist es möglich, nicht-invasiv Neuronenpopulationen des motorischen Cortexes zu stimulieren, neuronale Plastizität zu induzieren und jene durch Messung peripher abgeleiteter motorisch-evozierter Potentiale (MEP) im Sinne einer veränderten motokortikalen Erregbarkeit zu quantifizieren. In der vorliegenden Arbeit wurde der Verlauf der kortikalen Exzitabilität zweier Versuchsgruppen verglichen, die entweder eine PAS-Intervention oder eine Sham-Stimulation erhielten und daraufhin eine kurze NREM-Tagesschlafperiode absolvierten. Je nachdem, ob vor der Schlafperiode Plastizität induziert wurde oder nicht, zeigte sich nach dem Schlaf ein signifikanter MEP-Amplituden-Anstieg bzw. eine tendenzielle (nicht signifikante) MEP-Amplituden-Abnahme. So war der beobachtete Anstieg der Exzitabilität in der PAS-Gruppe abhängig von der Plastizitätsinduktion durch PAS vor der Schlafintervention. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Synapsen, abhängig von ihrer Aktivität in der Wachphase im Schlaf möglicherweise unterschiedliche Regulationsmechanismen erfahren. Dies würde ein Zusammenspiel von lokaler aktivitätsabhängiger Potenzierung einzelner Synapsen, wie es das Modell der aktiven Konsolidierungen beschreibt, mit einer globalen Schwächung der synaptischen Stärke, wie es die SHY postuliert, bedeuten. Die Ergebnisse der Studie geben erste nicht-invasive Hinweise am Menschen, dass Schlaf zuvor gestärkte Neuronenpopulationen festigt. Es sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um die neuronalen und synaptischen Mechanismen zu spezifizieren