Zirkadiane Periode bei Pflanzen

Transkript

1 Zirkadiane Periodik Innere Zeitgeber Verschiedene Schlafstadien Entwicklung von Schlafmustern im Laufe der Lebensspanne Neuronales Substrat Schlafstörungen

2 Zirkadiane Periode bei Pflanzen

3 Versuchsaufbau

4 Rhythmus und Freilauf Licht kontrolliert Schlafrythmus, auch nachdem die Sehbahn zerstört wurde Dies gilt auch noch wenn der Tagesanbruch verschoben wird Unter konstanter Beleuchtung (Freilauf) verlängern sich die Tage um circa eine Stunde

5 Freilauf bei Menschen Proband wurde nach 5 Tagen (freiwillig) in einer Höhle isoliert Im Freilauf stellte sich ein Rhythmus von 25 Stunden ein

6 Suprachiasmatischer Nukleus Die beiden SCN erhalten direkt vom Sehnerv Eingangssignale aus beiden Augen Die Signale stammen nicht von Zapfen oder Stäbchen Vermutlich gibt es noch ein weiteres Photopigment, das Cryptochrom genannt wird

7 Einfluss von Läsionen Eine Läsion des SCN zerstört den Rhythmus Im Licht-Dunkel-Wechsel bleibt eine residuale Anpassung an den externen Zeitgeber Im Freilauf geht jeglicher Rhythmus verloren.

8 Gehirntransplantate Ein Hamster zeigt einen Rhythmus von etwa 24 Stunden Nach Entfernung des SCN wird der Hamster arythmisch Einpflanzung eines SCN von einem anderen Tier stellt wieder einen Rhythmus her Die neue Periode (19 Stunden) ist die des Spendertiers

9 Das zirkadiane System Externe Zeitgeber trainieren und kontrollieren das zirkadiane System. Der wichtigste dieser Zeitgeber ist Licht, das den Wechsel von Tag und Nacht bestimmt.

10 Die molekulare Uhr Bei Fliegen wird der innere Zeitgeber über einen molekularen Mechanismus gesteuert Auf diese Weise hat jede Zelle eine innere Uhr Zwei Proteine werden dabei generiert. Dies führt zur Hemmung der weiteren Produktion, bis diese Proteine innerhalb von ca. 24 Stunden abgebaut sind

11 Clock kaputt (genetischer Defekt)

12 Zwei Uhren Körpertemperatur Schlaf Es gibt durchaus mehrere innere Uhren, die unter Umständen auch verschiedene Rhythmen haben können

13 Rhythmik Viele verschiedene physiologische Variablen weisen eine zirkadiane Periodik auf.

14 Schlaftiefe nach Kohlschütter (1862)

15 EEG-Methode

16 EEG-Schlafstadien

17 Typischer Schlafverlauf

18 Träume Träume werden vermehrt berichtet wenn Probanden aus dem REM-Schlaf geweckt werden Träume sind auch in anderen Schlafstadien möglich, haben aber einen anderen Charakter Träume verarbeiten die Tagesaktivitäten Das Gehirn interpretiert Signale, die mehr oder weniger zufällig entstanden sind

19 SWS und REM Schlaf

20 Schlaf bei Säugern

21 Schlaf bei Meeressäugern

22 Schlafmangel und Schlafentzug Schlafmangel führt zu Irritierbarkeit, Halluzinationen und verminderter kognitiver Leistungsfähigkeit Dauernder Schlafentzug führt je nach Tierart schon nach 5-20 Tagen zum Tod (Immunsystem) Auch relativ leichter Schlafmangel (4-6 Stunden Schlaf) kann zu Defiziten führen, die meist nicht bewusst werden

23 Erholung von Schlafmangel

24 Cho, K. (2001) Chronic jet lag produces temporal lobe atrophy and spatial cognitive deficits, Nature Neuroscience, 4, Jetlag und Gehirnatrophie

25 Wozu ist Schlaf gut? Einsparung von Stoffwechselenergie Vermeidung von natürlichen Feinden Körperliche Erholung Als Lernhilfe Nur sehr einfaches Lernen im Schlaf Konsolidierung von Gedächtnisinhalten

26 Hormone und Schlaf

27 Schlafentwicklung

28 Babyschlaf Obwohl Babies relativ viel schlafen, dauert es ungefähr 16 Wochen bis sich ein Rhythmus einstellt

29 Schlaf bei älteren Menschen

30 Schlaf und Gehirn Das isolierte Gehirn wechselt zwischen SW- Schlaf, REM-Schlaf und Wachsein ab Das Vorderhirn alleine zeigt SW-Schlaf Die retikuläre Formation im Hirnstamm weckt das Gehirn Ein System im Pons leitet den REM-Schlaf ein Der Hypothalamus dirigiert die anderen Hirnmechanismen

31 Schlafmechanismen

32 Neurotransmitter und Schlaf

33 Schlafstörungen Narkolepsie

34 Zirkadiane Periodik Es gibt mindestens einen inneren Zeitgeber mit einer Periodik von ca. 25 Stunden. Im Laufe der Nacht werden verschiedene Schlafstufen durchlaufen (SWS, REM, etc) Schlafbedürfnisse ändern sich im Laufe der Lebensspanne. Schlaf wird von mehreren subkortikalen Zentren gesteuert. Der suprachiasmatische Nukleus (SCN) spielt eine wichtige Rolle. Das war s für heute!

35 Schlaf und Stoffwechsel

36 Schlafsteuerung

37 Retikuläre Aktivierung

38 Schlafzentren