Gehirnscans zeigen, warum es so lange dauert, bis es morgens aufwacht

Jeden Morgen ziehen sich die Menschen schläfrig aus dem Bett und wandern durch einen Hirnnebel, der scheinbar ewig zu zerstreuen scheint. Frühaufsteher werden dies bestreiten, aber Beweise in einem neuen Artikel in der Zeitschrift NeuroImage schlägt anders vor. Das Berkeley-Team der University of California, das hinter der Studie steht, offenbart auch den Weg, um durchzukommen.

Der Begriff für diesen kognitiven Nebel ist "Schlafträgheit", aber vor der aktuellen Studie waren wir nie ganz sicher, warum die Menschen dies erleben, sagt Raphael Vallat, Ph.D., der Hauptautor der Studie und Postdoktorand der Universität von Kalifornien, Berkeley. In der Zeitung schlägt er einen Grund vor, warum es existiert: Selbst wenn der Körper morgens wach ist und sich morgens bewegt, schläft sein Gehirn für einige Zeit in gewisser Weise.

„Wenn wir aus dem Schlaf aufwachen, wechselt unser Gehirn nicht sofort von einem Schlafzustand zu einem vollständig erwachten Zustand, sondern durchläuft eine Übergangszeit, die als Schlafträgheit bezeichnet wird und bis zu 30 Minuten dauern kann“, erzählt Vallat Inverse. "Während dieser Zeit wechselt das Gehirn schrittweise vom Schlaf in den normalen Wachzustand und unsere geistige / kognitive Leistungsfähigkeit."

Um zu zeigen, wie real diese Übergangszeit ist, hatte Vallat 34 Teilnehmer, die 45-minütige Nickerchen machten, in die sie in zwei Tiefschlafphasen, N2 und N3, eingingen. (Sie traten jedoch nicht in den schnellen Augenbewegungsschlaf (REM) - die tiefste Art des Schlafens ein.) Als Vallat aufwachte, testete sie ihre Wachsamkeit mit zwei Subtraktionstests, einen fünf Minuten nach dem Aufwachen und einen weiteren 25 Minuten nach dem Aufwachen aufwachen.

Jeder, der Gehirnnebel erlebt hat, könnte erwarten, dass die Probanden beim Erwachen mehr Fehler machten - und ihre Gehirnscans deuteten an, warum.

Wenn wir wach sind, oszilliert das Gehirn zwischen zwei verschiedenen „Modi“, die in zwei separaten Kreisläufen vorkommen: einem fokussierten, aufgabenaktiven Modus (den wir beim Lesen oder Produzieren verwenden) und einem nicht fokussierten, aufgabenabhängigen Modus (das ist für das Gedankenwandern). Während wir wach sind, wechseln wir zwischen diesen beiden Modi: Wenn der Task-Active-Modus funktionsfähig ist, nimmt die Aktivität in der Task-negativen Schaltung normalerweise ab.

Vallat meint, die Zeit des "Schlafträgheitsmusters" unterscheidet sich dadurch, dass das Gehirn Schwierigkeiten hat, fließend zwischen den Kreisläufen zu wechseln.

"Es ist also so, als ob unser Gehirn nicht wirklich in der Lage war, zwischen diesen beiden Modi zu wechseln. Als Konsequenz stellten wir auch fest, dass unsere Teilnehmer während einer Schlafträgheit bei einer mentalen Berechnungsaufgabe eine geringere Leistung zeigten", sagt er.

Die Ergebnisse von Vallat zeigen, dass das Gehirn während der "Schlafträgheit" langsam wieder die Fähigkeit erhält, zwischen diesen beiden Modi zu wechseln, geteilt durch "funktionale Segregation". Er glaubt, dass es etwa 30 Minuten dauert, um dies vollständig zu erreichen.

Leider klagt Vallat, wir können nicht viel tun, um den Weckvorgang zu beschleunigen. Nicht einmal ein Koffeinschub ist eine echte Lösung.

"Es gibt einige Ergebnisse, die zeigen, dass Koffein die funktionale Trennung zwischen den aufgabenaktiven und aufgaben negativen Netzwerken erhöht, wodurch die Fähigkeit des Gehirns verbessert wird, zwischen diesen beiden Modi zu wechseln", sagt Vallat. Es kann aber nicht funktionieren schnell genug, um die Schlafträgheit zu durchbrechen.

„Erstens benötigt Koffein 30 bis 60 Minuten, um seinen Höchststand zu erreichen, und wir wissen, dass sich die Trägheit des Schlafes normalerweise innerhalb von 30 Minuten auflöst. Bevor das Koffein dann tatsächlich eine starke Wirkung auf Ihren Körper hat, fügt er hinzu.

Anstatt zu versuchen, während einer Periode langsamer Gehirnfunktionen zu koffeinieren, empfiehlt Vallat, dass die Zeit vielleicht das einzig wahre Stärkungsmittel für Schlafträgheit ist.

„Am besten warten Sie auf jeden Fall ein paar Minuten, bevor Sie wichtige Entscheidungen treffen oder auf die Straße gehen, vor allem, wenn Sie sich gerade aus einem tiefen Schlaf erwacht haben“, empfiehlt er.

Abstrakt:

Die ersten Minuten nach dem Aufwachen aus dem Schlaf sind typischerweise durch verminderte Wachsamkeit, erhöhte Schläfrigkeit und eingeschränkte Leistungsfähigkeit gekennzeichnet, ein Zustand, der als Schlafträgheit bezeichnet wird. Obwohl die Verhaltensaspekte der Schlafträgheit gut dokumentiert sind, sind ihre zerebralen Korrelate nach wie vor kaum verstanden. Die vorliegende Studie zielte darauf ab, diese Lücke zu schließen, indem bei 34 Teilnehmern die Änderungen der Verhaltensleistung (absteigende Subtraktionsaufgabe, DST), die EEG-Spektralleistung und die funktionale fMRI-Konnektivität im Ruhezustand über drei Zeitpunkte gemessen wurden: vor einem frühen Nachmittag 45 Minuten Nickerchen, 5 Minuten nach dem Aufwachen vom Nickerchen und 25 Minuten nach dem Aufwachen. Unsere Ergebnisse zeigten eine Beeinträchtigung der Leistung am DST beim Aufwachen und das Eindringen schlafspezifischer Merkmale (spektrale Leistung und funktionelle Konnektivität) in die Wachheit der Gehirnaktivität, deren Intensität von der vorherigen Schlafdauer und der Tiefe der funktionellen Konnektivität abhängt (14 Teilnehmer) erwacht aus N2-Schlaf, 20 aus N3-Schlaf). Das Erwachen im N3 (tiefen) Schlaf verursachte die robustesten Veränderungen und war durch einen globalen Verlust der funktionellen Segregation des Gehirns zwischen aufgabenpositiven (dorsale Aufmerksamkeit, Salience, sensomotorische) und aufgabenegativen (Standardmodus) Netzwerken gekennzeichnet. Signifikante Korrelationen wurden insbesondere zwischen der EEG-Delta-Leistung und der funktionalen Konnektivität zwischen den Standard- und Dorsal-Aufmerksamkeitsnetzen sowie zwischen dem prozentualen Fehler an der DST und der Standardnetzfunktionskonnektivität beobachtet. Diese Ergebnisse zeigen (1) signifikante Korrelationen zwischen den EEG- und fMRI-Parametern für funktionelle Konnektivität, (2) signifikante Korrelationen zwischen dem Verhaltensaspekt der Schlafträgheit und den zerebralen Funktionen beim Erwachen (sowohl EEG als auch fMRI) und (3) den wichtigen Unterschied in den zerebralen Grundlagen der Schlafträgheit beim Aufwachen aus N2 und N3.