Hirnschicht steuert Schlafqualität über Orexin-Signal
Eine nahezu unerforschte Schicht der Großhirnrinde spielt offenbar eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Schlaf-Wach-Rhythmus. Neue Mausexperimente zeigen zudem, wie diese Schicht die Wirkung von Orexin – einem wachheitsfördernden Botenstoff – beeinflusst.
Die Großhirnrinde, der äußere Teil des Gehirns, ist in Schichten aufgebaut. Die tiefste und am wenigsten erforschte davon heißt Schicht 6b (L6b). Sie steht in direktem Kontakt mit Orexin, einem Signalmolekül, das den Übergang zwischen Schlafen und Wachen antreibt. Ein Orexin-Mangel ist auch die Ursache von Narkolepsie, einer schweren Schlafstörung.
Was sich ohne diese Schicht verändert
Bei Mäusen, deren L6b-Neuronen selektiv ausgeschaltet wurden, blieb die gesamte Schlafdauer kaum verändert. Wohl aber veränderten sich die Qualität und der Rhythmus der Hirnaktivität. Die Forschenden maßen bei diesen Tieren eine langsamere Theta-Frequenz (eine Gehirnwelle im Bereich von 6–9 Hz) während des Wachzustands und des REM-Schlafs sowie eine insgesamt geringere Hirnaktivität im Tiefschlaf (NREM-Schlaf). Die Studie erschien in der Fachzeitschrift eLife.
Die Mäuse mit inaktiver L6b reagierten außerdem anders auf eine Orexin-Injektion. Orexin steigerte die Wachheit in beiden Gruppen – doch bei den Tieren ohne aktive L6b fiel die anschließende Hirnaktivität im Tiefschlaf geringer aus.
Bedeutung für Schlaf und Altern
Die Schlafqualität nimmt mit dem Alter ab: Die NREM-Schlafstruktur verändert sich, der Theta-Rhythmus verschiebt sich, und das Orexin-System gerät aus dem Gleichgewicht. Ob eine L6b-Fehlfunktion zu diesen altersbedingten Veränderungen beiträgt, ist eine Frage, die diese Forschungsarbeit aufwirft – ohne sie zu beantworten.
Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt; eine direkte Übertragung auf den menschlichen Schlaf ist nicht ohne Weiteres möglich. Sie eröffnet jedoch einen neuen Blickwinkel für die Erforschung von Schlafstörungen bei neurodegenerativen Erkrankungen, bei denen die Schichtstruktur der Großhirnrinde häufig beeinträchtigt ist.
Suchbegriffe zum Weiterforschen: orexin sleep-wake regulation cortex | cortical layer 6b brain oscillations NREM | theta rhythm sleep quality ageing