Retikuläres Aktivierungssystem und Ihr Schlaf

Das retikuläre Aktivierungssystem (RAS) ist ein komplexes Nervenbündel im Gehirn, das für die Regulierung von Wachheit und Schlaf-Wach-Übergängen verantwortlich ist. Es fungiert als Filter, der unnötigen Lärm herausfiltert, der die Verarbeitung von Nachrichten stören oder die Verarbeitung von Nachrichten im Schlaf verlangsamen kann.

Das RAS tut dies, indem es die elektrische Aktivität des Gehirns verändert, einschließlich der elektrischen Spannung der Gehirnwellen und der Geschwindigkeit, mit der Neuronen (Nervenzellen) feuern. Je nachdem, wie das RAS diese Signale konfiguriert, sind Sie aufmerksamer oder weniger aufmerksam, wacher oder weniger wach, aufmerksamer oder weniger aufmerksam.

Wenn das System beschädigt ist, kann dies zu Schlafstörungen, Lethargie oder Koma führen. Es kann auch bei Narkolepsie und degenerativen Hirnerkrankungen wie der Parkinson-Krankheit und der progressiven supranukleären Lähmung (PSP) eine Rolle spielen.

Häufigste Schlafstörungen

Komponenten des RAS

Das RAS besteht aus miteinander verbundenen Bahnen, die im Hirnstamm im hinteren Teil des Gehirns beginnen. Sie führt dann nach oben durch den Thalamus in der Mitte des Gehirns und weiter zur Großhirnrinde (die dünne Schicht neuralen Gewebes auf der Hirnoberfläche).

Andere Komponenten der RAS, die sich tief im Gehirn befinden, umfassen die Bildung des Mittelhirnnetzes, den mesencephalen Nucleus, den thalamischen intralaminaren Nucleus, den dorsalen Hypothalamus und das Tegmentum.

Diejenigen, die an der motorischen Funktion beteiligt sind, bestehen hauptsächlich aus einer organischen Chemikalie namens Acetylcholin, während diejenigen, die mit Bewusstsein und Gefühlen in Verbindung stehen, hauptsächlich aus Monoamin-Neurotransmittern wie Dopamin, Noradrenalin und Serotonin bestehen.

Regulierung des Schlafes

Das RAS hilft dem Gehirn, sich auf ein höheres Aktivitätsniveau einzustellen, so dass Sie morgens aufstehen können. Stellen Sie sich das RAS als das Aufmerksamkeitszentrum des Gehirns vor, in dem externe Reize systematisch in bewusste Gedanken organisiert werden. Um Sie morgens aufstehen zu lassen, reagiert das RAS auf verschiedene Auslöser, wie die Sonne, Geräusche und andere externe Reize.

Während des Wachzustandes erzeugt das Gehirn Niederspannungs-Hirnstromwellen, die schnell abfeuern, so dass die Signale schnell organisiert werden können und zur Wachsamkeit und Aufmerksamkeit beitragen. Dasselbe geschieht während des REM-Zyklus im Schlaf, der durch schnelle Augenbewegungen, intensives Träumen, Körperbewegungen und erhöhte Puls- und Atemfrequenzen gekennzeichnet ist.

Während des Schlaf-Wach-Übergangs feuern die Neuronen mit einer viel langsameren Rate, wodurch die Gedankenorganisation weniger kohärent wird. Dies weicht den langsam feuernden Hochspannungs-Gehirnströmen, die einen nicht-REM-Schlaf (tiefen, traumlosen Schlaf) ermöglichen.

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RAS-Funktionsstörung

Wenn das RAS in irgendeiner Weise beschädigt wird, kann es sowohl das Wach- als auch das Schlafverhalten beeinträchtigen. Ein solcher Schaden ist oft die Folge eines Schädel-Hirn-Traumas, wie z.B. eines ischämischen Schlaganfalls oder eines schweren Schlags auf den Kopf.

Ein solches Beispiel ist ein Koma, das durch einen tiefen Zustand der Bewusstlosigkeit gekennzeichnet ist, in dem Sie nicht in der Lage sind, sich zu bewegen oder auf äussere Reize zu reagieren.

Eine weitere Erkrankung, die mit dem RAS assoziiert ist, ist die Narkolepsie, eine chronische Erkrankung, die durch eine schlechte Kontrolle der Schlaf-Wach-Zyklen gekennzeichnet ist. Diese Störung des Zyklus kann sich in extremen und unkontrollierbaren Schläfrigkeitsschüben manifestieren, die dazu führen, dass Sie plötzlich und unbemerkt einschlafen. Narkolepsie ist ein gefährlicher Zustand, der Sie beim Gehen, Autofahren oder Bedienen von Maschinen einem Verletzungsrisiko aussetzen kann.

Auch die Parkinson-Krankheit kann die RAS-Funktion beeinträchtigen. Da Neuronen infolge der Erkrankung zusammenbrechen, feuern sie weniger häufig. Dies beeinträchtigt nicht nur die motorischen Funktionen, sondern kann auch die Schlafqualität beeinträchtigen, indem der REM-Zyklus unterbrochen wird.

Progressive supranukleäre Lähmung (PSP), eine degenerative Hirnerkrankung, die oft fälschlicherweise mit Parkinson oder Alzheimer verwechselt wird, wird ebenfalls mit der RAS-Funktionsstörung in Verbindung gebracht.

Bei der PSP entwickeln Neuronen im Hirnstamm und in der Großhirnrinde abnorme Proteinklumpen, die als Tanggles bezeichnet werden. Diese Verknäuelungen interferieren mit den RAS-Bahnen und tragen bei Menschen mit PSP zu kognitiven Beeinträchtigungen und einer Schlaf-Wach-Dysregulation bei.

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Behandlung

Ein durch ein Schädel-Hirn-Trauma verursachter RAS-Schaden ist im Allgemeinen nicht „reparierbar“, kann aber mit Rehabilitationsstrategien behandelt werden, die sich auf den Schlaf-Wach-Zyklus konzentrieren. Beispiele hierfür sind:

• Verbesserte Schlafhygiene, mit dem Ziel, Verhaltensweisen und Umweltbedingungen zu ändern, die sonst den Schlaf stören
• Kognitiv-behaviorale Therapie (CBT), die Entspannungstraining, Stimuluskontrolle und Schlafrestriktion umfassen kann
• Medikamente, die mit Vorsicht eingesetzt werden, da sie manchmal Anfälle auslösen, die Plastizität der Neuronen verringern und eine Verschlechterung der Schlafsymptome verursachen können

Menschen mit Narkolepsie werden häufig mit denselben Medikamenten behandelt, die bei Menschen mit Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) zusätzlich zur psychologischen Beratung und dem Einsatz von selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmern (SSRI) Antidepressiva eingesetzt werden.

Schlafstörungen bei Menschen mit degenerativen Hirnerkrankungen sind schwieriger zu behandeln und erfordern einen individualisierten Ansatz, der von einem erfahrenen Neurologen überwacht wird.

Artikel-Quellen (einige auf Englisch)

1. Tapia JA, Trejo A, Linares P, Alva JM, Kristeva R, Manjarrez E. Netzförmiges Aktivierungssystem eines zentralen Mustergenerators: elektrische Potentiale vor der Bewegung. Physiol Rep. 2013;1(5):e00129. doi:10.1002/phy2.129
2. Brown RE, Basheer R, McKenna JT, Strecker RE, McCarley RW. Kontrolle von Schlaf und Wachheit. Physiol Rev. 2012;92(3):1087-1187. doi:10.1152/physrev.00032.2011
3. Soliveri P, Monza D, Paridi D u.a. Neuropsychologische Nachbeobachtung bei Patienten mit Parkinson, Multisystematrophie vom Typ der striatonigralen Degeneration und progressiver supranukleärer Lähmung. J Neurol Neurochirurgische Psychiatrie. 2000;69(3):313-318. doi:10.1136/jnnp.69.3.313
4. Garcia-Rill E, Virmani T, Hyde JR, D’Onofrio S, Mahaffey S. Erregung und Kontrolle von Wahrnehmung und Bewegung. Aktuelle Trends Neurol. 2016;10:53–64.
5. Jouvet M. Die Rolle von Monoaminen und acetylcholinhaltigen Neuronen bei der Regulation des Schlaf-Wach-Zyklus. Ergeb Physiol. 1972;64:166-307.
6. Schwartz JR, Roth T. Neurophysiologie des Schlafes und des Wachzustandes: Grundlagenwissenschaft und klinische Implikationen. Aktuelles Neuropharmakol. 2008;6(4):367-378. doi:10.2174/157015908787386050
7. Jang SH, Kwon HG. Verletzung des aufsteigenden retikulären Aktivierungssystems bei Patienten mit Müdigkeit und Hypersomnie nach leichter traumatischer Hirnverletzung: Zwei Fallberichte. Medizin (Baltimore). 2016;95(6):e2628. doi:10.1097/MD.0000000000002628
8. Huff JS, Tadi P. Coma. Aktualisiert 2019 März 8]. In: StatPearls [Internet]. Die Schatzinsel (FL): StatPearls Verlag; 2019 Jan-. Erhältlich unter: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK430722/
9. Slowik JM, Yow AG. Narkolepsie. [Aktualisiert 2019 5. Mai]. In: StatPearls [Internet]. Die Schatzinsel (FL): StatPearls Verlag; 2019 Jan-. Erhältlich unter: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459236/
10. Agarwal S, Gilbert R. Progressive supranukleare Lähmung. Aktualisiert 2019 März 27]. In: StatPearls [Internet]. Die Schatzinsel (FL): StatPearls Verlag; 2019 Jan-. Erhältlich unter: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK526098/
11. Verdelho, Ana Goncalves-Pereira, Manuel. Neuropsychiatrische Symptome von kognitiver Beeinträchtigung und Demenz. Springer Internationales Verlagswesen. 2017
12. Jang SH, Seo JP. Wiederherstellung des durch ein Hämatom komprimierten aufsteigenden retikulären Aktivierungssystems bei einem Schlaganfallpatienten. Medizin (Baltimore). 2017;96(7):e6103. doi:10.1097/MD.0000000000006103
13. Jang SH, Kwon YH. Verletzung des unteren aufsteigenden retikulären Aktivierungssystems durch subfalzine Herniation bei einem Patienten mit einem Hirninfarkt. Ann Rehabilitierung Med. 2018;42(4):639-641. doi:10.5535/arm.2018.42.4.639
14. Morse-AM, Sanjeev K. Narkolepsie und psychiatrische Störungen: Komorbiditäten oder gemeinsame Pathophysiologie? Med Sci (Basel). 2018;6(1):16. Veröffentlicht 2018 15. Februar 2018. doi:10.3390/medsci6010016
15. Malhotra RK. Neurodegenerative Erkrankungen und Schlaf. Schlafmedizinische Klinik. 2018;13(1):63-70.

Zusätzliche Lektüre

• Garcia-Rill E, Kezunovic N, Hyde J, et al. Kohärenz und Häufigkeit im retikulären Aktivierungssystem (RAS). Schlaf Med Rev. 2013 Jun;17(3):227-38. doi:10.1016/j.smrv.2012.06.002
• Jang S, Park J, Shin D, et al. Beziehung zwischen Bewusstsein und Verletzung des aufsteigenden retikulären Aktivierungssystems bei Patienten mit hypoxisch-ischämischer Hirnverletzung. J Neurol Neurochirurgische Psychiatrie. 2019;90:493-4. doi:10.1136/jnnp-2018-318366