Ein Grund mehr, gut zu schlafen

Das Gehirn verbraucht ein Viertel der gesamten Körperenergie, obwohl es lediglich zwei Prozent des Körpergewichts ausmacht. Also wie versorgt sich dieses einzigartige Organ mit wichtigen Nährstoffen? Oder was vielleicht noch wichtiger ist, wie reinigt es sich wieder? Neue Forschungen zeigen, dass dieser Vorgang während des Schlafs geschieht.

Schlaf.

Damit verbringen wir etwa
ein Drittel unseres Lebens.

Doch wissen wir auch, was dabei passiert?

Vor 2000 Jahren behauptete Galen,

einer der bedeutendsten
medizinischen Forscher der Antike,

dass, während wir wach sind,

die Triebkraft des Gehirns -- sein Saft,

durch den gesamten Körper
fließt und ihn belebt,

aber das Gehirn selbst
"ausgetrocknet" zurückbleibt.

Er dachte, dass wenn wir schlafen

all diese Flüssigkeit aus dem Körper

zurückströmen würde,

um das Gehirn zu rehydrieren

und den Geist zu beleben.

Das klingt für uns heute
absolut lächerlich.

Doch Galen versuchte nur
etwas am Schlaf zu erklären,

mit dem wir täglich tun haben.

Wir alle wissen aus Erfahrung,

dass Schlaf den Geist belebt,

und wenn wir nicht schlafen
wird der Geist eingetrübt.

Obwohl wir heute viel mehr
über den Schlaf wissen

als zu Galens Zeiten,

haben wir immer noch nicht verstanden,

warum gerade der Schlaf,

die unglaubliche Funktion hat,

den Geist zu regenerieren.

Heute möchte ich über eine
aktuelle Untersuchung sprechen,

die ein neues Licht auf diese Frage wirft.

Wir fanden heraus, dass Schlaf
eine Art raffinierte Lösung ist,

um die Grundbedürfnisse
des Gehirns zu erfüllen.

Das Gehirn erfüllt die hohen Ansprüche

auf eine einfache und einzigartige Weise,

die es von allen anderen Organen
des Körpers unterscheidet.

Fast die gesamte Biologie

kann als eine Reihe von Problemen

und den zugehörigen
Lösungen gesehen werden.

Ein Problem, das jedes Organ lösen muss,

ist seine Zellen, rund um die Uhr,

mit Nährstoffen zu versorgen.

Im Gehirn ist das besonders entscheidend.

Seine hohe elektrische Aktivität

benötigt ein Viertel
der gesamten Körperenergie,

obwohl es nur zwei Prozent
der Körpermasse ausmacht.

Das Kreislaufsystem löst
das Problem der Nährstoffversorgung,

indem Blutgefäße unseren Körper

mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgen.

Sie sehen es in diesem Video.

Hier sind die Blutgefäße des Gehirns

einer lebenden Maus abgebildet.

Die Blutgefäße bilden
ein komplexes Netzwerk,

das das gesamte Gehirn ausfüllt.

Sie beginnen an der Oberfläche

und tauchen in das Gewebe hinab.

So wird jede einzelne Hirnzelle

mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt.

Genau wie jede Zelle Nährstoffe benötigt,

produziert sie auch Abfall
als Nebenprodukt.

Die Ausscheidung dieses Abfalls
ist das zweite Grundproblem,

das jedes Organ lösen muss.

Dieses Diagramm zeigt
das Lymphsystem des Körpers,

das dafür zuständig ist,
diesen Bedarf zu erfüllen.

Es ist ein zweites Gefäßsystem,

das durch den gesamten Körper verläuft.

Es nimmt Proteine und anderen Abfall

aus den Zellzwischenräumen auf,

sammelt und verfrachtet sie ins Blut,

damit sie zersetzt werden.

Wenn Sie sich dieses Diagramm
genauer ansehen,

werden Sie etwas bemerken,

das nicht sehr viel Sinn macht.

Wenn Sie in diesen Kopf zoomen würden,

würden Sie feststellen,

dass es keine Lymphgefäße im Gehirn gibt.

Ist das nicht merkwürdig?

Das Gehirn ist ein sehr aktives Organ,

das dementsprechend
viel Abfall produziert,

der wirksam beseitigt werden muss.

Ohne Lymphgefäße kann das Gehirn

den Abfall nicht beseitigen.

Also funktioniert die Art wie
der restliche Körper gereinigt wird,

nicht im Gehirn.

Wie regelt das Gehirn nun
die Abfallentsorgung?

Mit dieser banalen Frage ist unsere
Gruppe in die Geschichte eingestiegen.

Als wir die Tiefen
unseres Gehirns erforschten,

die Neuronen und Blutgefäße,

fanden wir die unerwartete
Lösung des Gehirns

für die Abfallentsorgung.

Sie war raffiniert und
gleichzeitig wunderschön.

Ich sage Ihnen, was wir herausfanden.

Das Gehirn wird von sauberer,
klarer Flüssigkeit umschlossen,

der sogenannten Zerebrospinalflüssigkeit.

Wir nennen sie CSF.

Die CSF füllt den Raum um das Gehirn aus.

Abfall aus dem Inneren des Gehirns
gelangt nach draußen in die CSF,

die mit dem Abfall ins Blut
abtransportiert wird.

Das erinnert an
das Lymphsystem, nicht wahr?

Die Flüssigkeit und der Abfall
aus dem Inneren des Hirns,

sickert nicht zufällig nach draußen.

Stattdessen gibt es
ein spezialisiertes Leitungssystem,

das diesen Prozess
organisiert und ermöglicht.

Sie sehen es in diesen Videos.

Wir stellen hier wieder das Gehirn
lebendiger Mäuse dar.

Rechts sehen Sie, was an
der Hirnoberfläche passiert,

und links, was unter der Oberfläche
im Gewebe geschieht.

Wir haben die Blutgefäße rot markiert

und die CSF, die das Gehirn
einschließt, ist grün.

Überraschend ist,

dass die Flüssigkeit außerhalb des Gehirns

nicht nur außerhalb bleibt.

Stattdessen wird die CSF entlang
der Außenseiten der Blutgefäße

in und durch das Gehirn gepumpt.

Wenn sie dort entlangfließt,
spült sie den Abfall

aus den Zwischenräumen
der Gehirnzellen.

Die Außenseiten der Blutgefäße
auf diese Art zu nutzen,

ist eine raffinierte Lösung.

Da das Gehirn von einem
massiven Schädel eingeschlossen ist,

und aus sehr vielen Zellen besteht,

gibt es keinen Platz mehr
für ein zweites Gefäßsystem,

wie das Lymphsystem.

Die Blutgefäße sind von der Hirnoberfläche

mit jeder Zelle vernetzt.

Die Flüssigkeit erreicht
außerhalb dieser Gefäße

ebenfalls jeden Hirnbereich.

Die Blutgefäße umzufunktionieren,
ist ein sehr schlauer Weg,

um die Funktion eines zweiten
Gefäßsystems zu ersetzen.

Deshalb braucht es kein Lymphsystem.

Interessanterweise verwendet
kein anderes Organ diesen Ansatz

zur Beseitigung des Abfalls
aus den Zellzwischenräumen.

Diese Lösung ist einzigartig
für das Gehirn.

Unsere überraschendste Entdeckung ist,

das alles, was ich Ihnen gerade
darüber erzählt habe,

wie diese Flüssigkeit
durch unser Gehirn fließt,

nur geschieht, während wir schlafen.

Das Video auf der linken Seite

zeigt die Bewegung der CSF

im Gehirn einer lebendigen, wachen Maus.

Da ist fast gar nichts.

Bei demselben Tier sieht man,

kurz nachdem es eingeschlafen ist,

dass die CSF durch das Gehirn schießt.

Wir haben entdeckt,

dass zum Zeitpunkt,
wenn das Gehirn zu schlafen anfängt,

die Hirnzellen scheinbar schrumpfen

und Platz zwischen ihnen entsteht.

So kann Flüssigkeit hindurchfließen

und Abfall entfernt werden.

Es scheint, dass Galen
auf dem richtigen Weg war,

als er schrieb,

dass im Schlaf Flüssigkeit
durch das Gehirn fließt.

2000 Jahre später zeigen
unsere Untersuchungen,

wenn das Gehirn wach und hochaktiv ist,

verschiebt es die Reinigung
der Zellzwischenräume auf später.

Wenn es schläft

und nicht mehr so beschäftigt ist,

wechselt es in eine Art Reinigungsmodus,

um die Zellzwischenräume
von Abfallstoffen zu reinigen.

Jenen Abfall, der sich tagsüber
angesammelt hat.

Es ist eigentlich so wie Sie und ich.

Wir verschieben unsere Hausarbeit,

die wir unter der Woche nicht schaffen,

auf das Wochenende,
wenn wir mehr Zeit haben.

Ich habe sehr viel
über Abfallbeseitigung erzählt,

ohne darauf einzugehen,

welche Art von Abfall das Gehirn

im Schlaf abtransportieren muss,

um gesund zu bleiben.

Das Abfallprodukt, das aktuelle Studien
hauptsächlich betrachten,

ist Amyloid-Beta.

Ein Protein, das permanent
im Gehirn produziert wird.

Mein Gehirn produziert es gerade.

Genau wie Ihres.

Bei Patienten mit Alzheimer

wird Amyloid-Beta in den Zwischenräumen
der Hirnzellen produziert

und sammelt sich dort an,

anstatt abtransportiert zu werden,

wie es sein sollte.

Diese Ansammlung von Amyloid-Beta
ist ausschlaggebend

für die Entstehung
dieser schrecklichen Erkrankung.

Wir haben gemessen,

wie schnell Amyloid-Beta

in einem wachen Gehirn beseitigt wird,

im Vergleich zu einem schlafenden.

Wir fanden heraus,

dass Amyloid-Beta tatsächlich schneller

im schlafenden Gehirn beseitigt wird.

Wenn der Schlaf teilweise das Problem
der Abfallentsorgung löst,

dann könnte dies enorme Auswirkungen
auf unser bisheriges Wissen

über die Verbindung
zwischen Schlaf, Amyloid-Beta

und Alzheimer haben.

Eine Reihe kürzlicher klinischer Studien

bei Patienten ohne Alzheimer zeigt,

dass die Verschlechterung
der Schlafqualität und -dauer

mit größerem Aufkommen von Amyloid-Beta

im Gehirn zusammenhängt.

Ich muss betonen, dass
diese Studien nicht beweisen,

dass Schlafmangel oder schlechter Schlaf
Alzheimer verursachen.

Dennoch zeigen sie,

wenn das Gehirn sich nicht reinigt

und Abfall wie Amyloid-Beta beseitigt,

kann dies zur Entwicklung von Erkrankungen

wie Alzheimer beitragen.

Neue Forschungen zeigen uns etwas,

was Sie alle bereits über Schlaf wussten,

und auch Galen schon wusste.

Und zwar, dass Schlaf den Geist
erfrischt und belebt.

Genau darum geht es, wenn wir schlafen.

Sie und ich schlafen jede Nacht.

Doch unser Gehirn ruht sich niemals aus.

Während sich unser Körper ausruht

und unser Geist irgendwo
in Träumen wandelt,

ist der raffinierte
Mechanismus des Gehirns

mit harter Arbeit beschäftigt.

Es reinigt und hält diese unvorstellbar
komplexe Maschine funktionstüchtig.

Es ist wie die Hausarbeit,

eine schmutzige und undankbare,

aber dennoch sehr wichtige Aufgabe.

Wenn Sie einen Monat lang

Ihre Küche nicht sauber machen,

werden Sie sehr bald nicht mehr

in Ihrem Haus wohnen können.

Im Gehirn sind die Konsequenzen
wahrscheinlich verheerender,

als die Peinlichkeit einer
schmutzigen Arbeitsfläche.

Denn von der Reinigung des Gehirns

hängen Gesundheit und Funktion des Geistes

und des Körpers ab.

Deshalb müssen wir verstehen,

dass diese grundlegende
Funktion des Gehirns

entscheidend sein kann,

für die Vorbeugung und Behandlung
bestimmter Erkrankungen.

Vielen Dank.

(Applaus)