Eine neue Studie über selten „split-brain“ Patienten wirft ein Licht auf die Funktion des menschlichen Schlafs
„Eine neue Studie von Forschern am IMT School for Advanced Study Lucca zeigt zum ersten mal, dass die langsamen Wellen von NREM-Schlaf zu Reisen und sich ausbreiten im Hirn durch ‚anatomische Autobahnen.‘ Die Wissenschaftler haben untersucht, insbesondere die Rolle des corpus callosum, das Bündel der Nerven-Fasern, verbindet die beiden Gehirn emispheres, durch die Einschreibung in der Forschung eine Gruppe von „split-brain“ – Patienten.
Die Besondere Art der Wellen, die das Gehirn produziert während des Schlafes, die immer wieder kehren die Oberfläche der Großhirnrinde, Reise durch die anatomische „Autobahnen“, die eine Verbindung in entfernte Gegenden des kortikalen Mantel, wie eine neue Studie im Journal of Neuroscience zeigt.
Im Gegensatz zu dem, was allgemein geglaubt wird, ist der Schlaf nicht eine einheitliche, Einheitsstaat, der das ganze Gehirn. In der Tat, jeder Bereich des Gehirns erzeugen kann, seinen eigenen “ Schlaf-Rhythmen.‘ Unter diesen, sogenannten „slow waves“ sind als die typischen Markenzeichen des Tiefschlafs. Während die Koordinierung der langsamen Wellen in weit entfernten Bereichen des Gehirns ist essentiell für Schlaf-Funktionen, wie dieser Prozess stattfindet, bleibt teilweise unbekannt.
Die neue Studie von Forschern an der Molekularen Geist Laboratory (MoMiLab) des IMT School for Advanced Studies Lucca untersucht, wie Schlaf langsamen Wellen breiten sich über die beiden Hälften des Gehirns, der rechten und linken Hemisphären. Zu diesem Zweck haben die Forscher am IMT der Schule studierte eine extrem seltene Gruppe von Patienten mit neurologischen Störungen, der sogenannten „split-brain“ – Patienten wurde eine komplette Resektion des corpus callosum, die wichtigsten weißen Substanz Faserbündel, verbindet die beiden Gehirnhälften, als ein Medikament zur Behandlung der pharmakoresistenten Epilepsie. Diese Patienten und eine Gruppe von Erwachsenen mit einem intakten corpus callosum untersucht, während Ihres Schlafs die Verwendung einer speziellen elektroenzephalographischen (EEG) – Technik mit hoher räumlicher Auflösung, die sogenannten high-density-EEG. Die Ergebnisse zeigten, dass bei Patienten ohne corpus callosum, langsame Wellen, blieb beschränkt auf die Gehirn-Hemisphäre, in der Sie entstanden. „Unsere Ergebnisse zeigen deutlich, dass der Schlaf der langsamen Wellen breiten sich durch anatomische Wege die Verbindung der Ursprungs-site auf entfernte Hirnareale“, sagte Giulia Avvenuti, erste Autor der Studie und Ph. D.-student an der IMT der Schule.
Die Studie, die innerhalb einer internationalen Kollaboration angeführt von der IMT der Schule inklusive der Marche Polytechnic University, der University of Wisconsin (USA), der Universitätsklinik Lausanne (Schweiz) und der University of Bristol (UK), ist die erste, zu zeigen, was bisher nur vermutet für einige Zeit, nämlich, dass langsame Wellen breiten sich im Gehirn durch anatomische kortikalen verbindungen, und dass eine Beschädigung dieser Wege erheblich verändert deren Vermehrung.
Auch in dieser Studie hat wichtige Implikationen für unser Verständnis davon, wie der Schlaf reguliert und übt seine wesentlichen Funktionen. „Der langsame-Wellen Schlaf sind bekannt, um eine wichtige Rolle in der restaurativen Funktionen des Schlafes, aber Sie scheinen auch eine wichtige Rolle für die Konsolidierung der kürzlich erworbenen Erinnerungen“, erklärt Giulio Bernardi, co-senior-Autor des Papiers, zusammen mit Michele Bellesi, und als Assistant Professor an die IMT-Schule. „Ihre Synchronisation innerhalb bestimmter Netzwerke von Hirnarealen könnte besonders wichtig für die Verarbeitung von Roman Erinnerungen.“ Die Ergebnisse haben auch wichtige Implikationen für unser Verständnis von dem, was passiert in einigen pathologischen Bedingungen. Insbesondere zeigen Sie, dass das Studium der Ausbreitung von Schlaf langsamen Wellen informieren über den status der verbindungen im Gehirn und kann so ermöglichen, zu identifizieren, funktionale oder strukturelle Veränderungen, die durch Trauma oder neurodegenerativen Erkrankungen.