Was sind ipRGCs und wie sind sie bei der zirkadianen Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus beteiligt?
ipRGCs sind intrinsisch photosensitive retinale Ganglienzellen, die in der Retina des Auges vorkommen und sensibel auf blaues Licht (480 nm) reagieren
Sie senden Signale über die Sehnerven zum Nucleus suprachiasmaticus (NSC), dem zentralen Steuerungszentrum des zirkadianen Rhythmus
Wie verändert sich die zirkadiane Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus im Alter?
o Die zirkadianen Rhythmen verlangsamen sich im Alter, was zu einer Verschiebung des inneren Zeitgebers führen kann
o Die Blausensitivität der ipRGCs nimmt im Alter ab, wodurch die Reaktion auf externe Zeitgeber wie Helligkeit weniger empfindlich wird
§ Dies kann zu Schlafstörungen und Einschlafproblemen im Alter führen
Wie wird der homöostatische Schlaf-Wach-Rhythmus reguliert?
o Durch das Adenosin-System und das Neuropeptid Orexin im Hypothalamus
o Die Aktivität dieser Systeme steigt während des Wachzustands und sinkt während des Schlafes
o Sie sind an der Steuerung der Müdigkeit und Erholung beteiligt
Was ist die Rolle von Melatonin bei der homöostatischen Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus?
o Melatonin ist ein Hormon, das von der Epiphyse (Zirbeldrüse) produziert wird
o Es unterliegt einer zirkadianen Rhythmik und wird von Neuronen im Nucleus suprachiasmaticus (NSC) gesteuert
o Der Melatoninspiegel ist während des Schlafes hoch und sinkt während der Nacht
o Melatonin wird als Somnogen betrachtet und kann den Einschlafprozess unterstützen
Nenne Somnogene, die bei der Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus eine Rolle spielen. (5)
o Adenosin
o Orexin
o Serotonin
o Noradrenalin
o Dopamin
Wie ändern sich Serotonin und Noradrenalin im Verlauf des Schlaf-Wach-Rhythmus?
o Serotonin wird während des Tages produziert und verstoffwechselt und erreicht seinen Tiefpunkt in der Nacht
o Noradrenalin wird hauptsächlich während des Wachzustands produziert und sein Spiegel sinkt während des Schlafes
Wie ändert sich Acetylcholin im Verlauf des Schlaf-Wach-Rhythmus und wie wirkt es auf den Schlaf?
o Acetylcholin wird während des Wachzustands produziert und sein Spiegel sinkt während des Schlafes
o Eine erhöhte Aktivität des Acetylcholinsystems führt zu einer verringerten Schlafneigung
o Acetylcholin wird während der REM-Schlafphase vermehrt produziert und ist für die Aktivität der Augenmuskeln und den Tonusverlust der Muskulatur während dieser Phase verantwortlich
Welche Rolle spielen GABA und Glutamat im Schlaf-Wach-Rhythmus?
o GABA ist ein inhibitorischer Neurotransmitter und wird während des Schlafes vermehrt produziert, wodurch es zu einer Hemmung von Neuronen und damit zu einer verringerten Aktivität des Gehirns führt
o Glutamat ist ein excitatorischer Neurotransmitter und wird während des Wachzustands vermehrt produziert, wodurch es zu einer Erhöhung der Aktivität des Gehirns führt
o Eine Dysregulation von GABA und Glutamat kann zu Schlafstörungen führen
Was ist der Flip-Flop-Mechanismus und wie wird er durch GABA im Hypothalamus reguliert?
o Der Flip-Flop-Mechanismus ist ein Netzwerk von Neuronen im Hypothalamus, das für die Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus verantwortlich ist.
o GABAerge Neurone im Hypothalamus hemmen wachheitsfördernde Kerngebiete im Gehirn und ermöglichen so den Eintritt in den Schlaf.
o Während des Schlafes wird die GABA-Aktivität verringert, wodurch wachheitsfördernde Neurone aktiviert werden und der Flip-Flop-Mechanismus "umgeschaltet" wird, um den Wachzustand zu fördern.
Wie wirkt sich die Regulation durch GABA im Hypothalamus auf den Schlaf-Wach-Rhythmus aus?
o Die GABAerge Regulation im Hypothalamus spielt eine wichtige Rolle bei der Steuerung des Schlaf-Wach-Rhythmus.
o Eine erhöhte GABA-Aktivität fördert den Eintritt in den Schlaf, während eine verringerte GABA-Aktivität den Wachzustand fördert.
o Störungen in der GABAergen Regulation im Hypothalamus können zu Schlafstörungen führen.
Inwieweit spielt die GABAerge Regulation im Hypothalamus auch bei anderen Aspekten der zirkadianen Rhythmik eine Rolle?
o Die GABAerge Regulation im Hypothalamus spielt auch bei anderen zirkadianen Rhythmen eine Rolle, zum Beispiel bei der Regulation des Hungergefühls und des Fortpflanzungsverhaltens.
o Störungen in der GABAergen Regulation im Hypothalamus können daher auch Auswirkungen auf diese Prozesse haben.
Was sind die 4 Schlafstadien und wie unterscheiden sie sich?
o Schlafstadium 1: Initiales Schlafstadium, keine REM-Phasen
o Schlafstadien 2-4: REM-Phasen, Muskeltonusverlust, langsame EM, niedriger Muskeltonus
o Schlafstadien 3 und 4: Slow-Wave Sleep, hohe Delta-Wellen im EEG
Wie werden die Veränderungen im EEG, EOG und EMG in den verschiedenen Schlafstadien beschrieben?
o Im Schlafstadium 1 gibt es Beta-Wellen im EEG, langsame Augenbewegungen im EOG und leichte Muskelaktivität im EMG
o In den Schlafstadien 2-4 gibt es Theta-Wellen im EEG, langsame Augenbewegungen im EOG und entspannte Muskeln im EMG
o Im Slow-Wave Sleep gibt es Delta-Wellen im EEG, keine Augenbewegungen im EOG und entspannte Muskeln im EMG
Was ist der Unterschied zwischen REM-Schlaf und Non-REM Schlaf?
Bonus:
In welchen Hirnregionen gibt es während dem REM-Schlaf eine erhöhte Aktivität?
REM-Schlaf
schnelle Augenbewegungen im EOG
entspannte Muskeln im EMG
hohe Aktivität in bestimmten Hirnregionen wie Pons und Thalamus
Non-REM Schlaf
langsame Augenbewegungen im EOG
entspannte bis leicht aktive Muskeln im EMG
hohe Delta-Wellen im EEG
Was ist SW-Schlaf und wie unterscheidet er sich von REM-Schlaf?
o SW-Schlaf ist eine Phase des tiefen Schlafes, die durch langsame Delta-Wellen im EEG gekennzeichnet ist
o In SW-Schlaf gibt es einen mittleren Muskeltonus und langsame Augenbewegungen
o REM-Schlaf ist eine Phase des leichten Schlafes, die durch schnelle Augenbewegungen im EOG und einen verringerten Muskeltonus gekennzeichnet ist
o In REM-Schlaf gibt es häufig Träume und eine erhöhte Aktivität in Hirnregionen wie Pons, Mittelhirn und Thalamus
Welche Hirnregionen sind in SW-Schlaf und REM-Schlaf aktiv bzw. deaktiviert?
o In SW-Schlaf sind die thalamo-kortikalen Neurone gehemmt, wodurch kein externer sensorischer Input zum Kortex durchdringen kann
o Der kortiko-kortikale Neuronenfeuern jedoch wie im Wachzustand oder sogar noch mehr, was zu Schlafspindeln und K-Komplexen im EEG führt
o In REM-Schlaf sind die Pons, das Mittelhirn und der Thalamus aktiv, wodurch visueller Input aus dem Gedächtnis aktiviert wird
o Der primäre visuelle Kortex ist jedoch deaktiviert und der dorsolaterale PFC (dLPFC) ist weniger aktiv als im Wachzustand, was dazu führen kann, dass Träume irrational sind
Was ist die Funktion von SW-Schlaf und REM-Schlaf für Lernen und Gedächtnisbildung?
o SW-Schlaf scheint mit der Konsolidierung expliziter und deklarativer Inhalte im Gedächtnis (z.B. Fakten und Ereignisse) zu korrelieren
o REM-Schlaf scheint mit der Konsolidierung prozeduraler Inhalte (z.B. motorische Sequenzen) zu korrelieren, aber möglicherweise nur, wenn diese Sequenzen explizit gelernt wurden
o Beide Schlafphasen scheinen wichtig für die allgemeine Konsolidierung von Gedächtnisinhalten und die Verbesserung der kognitiven Leistungsfähigkeit zu sein
Welche Rolle hat SW-Schlaf bei der Konsolidierung von Gedächtnisinhalten?
o Korreliert mit Konsolidierung des bei Wachheit akquirierten Wissens über LTP und damit Plastizität mit Hilfe des Hippocampus
o Abspeicherung von explizitem und deklarativem Wissen
o Möglicherweise auch Konsolidierung prozeduraler Inhalte, v.a. wenn Sequenzen explizit gelernt wurden
Welche Rolle hat REM-Schlaf bei der Konsolidierung von Gedächtnisinhalten?
o Aktivierung von Assoziationsarealen und limbischen Arealen führt zu emotionaler Komponente von Träumen
o Möglicherweise auch Konsolidierung prozeduraler Inhalte
o Deaktivierter PFC führt zu irrationalem Charakter von Träumen
Inwieweit kann Schlafdeprivation die Gedächtnisbildung beeinflussen?
o Verringerte Leistungsfähigkeit bei kognitiven Tests nach Schlafdeprivation
o Verringerte Plastizität im Gehirn
o Möglicherweise negative Auswirkungen auf Lernprozesse und Gedächtniskonsolidierung
Wie wirkt sich Tageslicht auf Schläfrigkeit, Melatonin und Kognition aus?
o Tageslicht kann die Schläfrigkeit reduzieren und die Kognition verbessern, indem es den circadianen Rhythmus reguliert und den Melatoninspiegel senkt.
o Tageslichtangepasste Beleuchtung kann ebenfalls zu einer Verbesserung der Schläfrigkeit und Kognition beitragen, indem sie die Entspannung fördert und den Melatoninspiegel senkt.
Inwieweit wirkt sich der Melatoninspiegel auf die Schläfrigkeit aus?
o Der Melatoninspiegel steigt während der Nacht an und sinkt am Morgen, was zu einer Zunahme der Schläfrigkeit beitragen kann.
o Die Einnahme von Melatonin kann ebenfalls zu einer Zunahme der Schläfrigkeit führen, da es den Schlaf-Wach-Rhythmus reguliert.
Wie wirken sich tageslichtangepasste Beleuchtung und Tageslicht auf die Kognition aus?
o Tageslicht kann die Kognition verbessern, indem es den circadianen Rhythmus reguliert und den Melatoninspiegel senkt.
o Tageslichtangepasste Beleuchtung kann ebenfalls zu einer Verbesserung der Kognition beitragen, indem sie die Entspannung fördert und den Melatoninspiegel senkt.
Zuletzt geändertvor einem Jahr