High-Tech-Stirnband - Mit Geräuschen den Tiefschlaf verstärken

Tief schlafen fällt den meisten Menschen ab dem mittleren Lebensalter nicht mehr so leicht. Mit einem wissenschaftlich geprüften High-Tech-Stirnband für zu Hause scheint sich die Tiefschlafphase aber verstärken zu lassen.

Der Tiefschlaf ist wichtig für die Regeneration von Gehirn und Gedächtnis. Er hat auch einen positiven Einfluss aufs Herz-Kreislaufsystem. Doch je älter man wird, umso kürzer und flacher werden die Tiefschlafphasen. Manche Menschen ab 75 haben nicht einmal mehr zehn Prozent ihres einstigen Tiefschlafs als Erwachsene. Das ist zwar nicht krankhaft, aber es belastet die Gesundheit und Fitness im Alter.

In der Schlafforschung versucht man daher, den Tiefschlaf gezielt zu verstärken. Bei dem Verfahren wird die Hirnaktivität von verkabelten Personen während des Schlafens mit einem EEG (Elektroenzephalogramm) in Form von Wellen aufgezeichnet. Immer wenn die für den Tiefschlaf charakteristischen langsamen Hirnwellen auftreten, wird ein feines, auf den Rhythmus der Wellen getimtes Geräusch ausgelöst, zum Beispiel ein wiederholtes leises Zischen.

Tiefschlaf

Im Tiefschlaf ist man kaum aufzuwecken. Der Körper hat seine Aktivitäten stark heruntergefahren, Regenerationsprozesse laufen ab, die Hirnwellen sind verlangsamt auf etwa eine Welle pro Sekunde. In der Regel hat man mehrere Tiefschlafphasen, vor allem zu Beginn der Nacht. Der Tiefschlaf wechselt ab mit Phasen des REM-Schlafs (Rapid Eye Movement), in denen unter anderem Emotionen verarbeitet werden, sowie leichteren Schlafphasen.

Effekt auf Tiefschlaf und Gedächtnis

Das hilft, die Aktivität der Nervenzellen im Gehirn zu synchronisieren und die langsamen Hirnwellen zu intensivieren, wie m ehrere kleinere Studien in Schlaflabors bisher gezeigt haben. Die Stimulation der Tiefschlafwellen beeinflusste dabei auch die geistige Fitness: So etwa schnitten an der Universität Bern Personen, deren Hirnwellen sich nachts gut stimulieren liessen, bei Gedächtnistests am nächsten Morgen besser ab als Personen, die kaum ansprachen.

Erstes tragbares Gerät

Nun zeichnet sich eine Ausweitung des Verfahrens ab: An der ETH Zürich hat ein Team das erste qualitativ hochwertige portable System entwickelt – vorderhand vor allem für Forschungszwecke, wie Walter Karlen vom Entwicklungsteam betont. Es handelt sich um eine Art Hightech-Stirnband, das man nachts im eigenen Bett trägt.

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  Das Sleeploop-System ist ein High-Tech-Stirnband, das mit Elektroden und einem Mikrochip versehen ist.

  ZVG

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  Das Gerät ist für zuhause geeignet und kann von einer einzelnen Person bedient werden.

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  Das Gerät wertet laufend die Gehirnaktivität der schlafenden Person aus.

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Wie im Magazin «Communications Medicine» beschrieben, hat das von Caroline Lustenberger geleitete Team dieses «SleepLoop»-System mit 16 Personen im Alter von 60 bis 80 Jahren getestet – mit ähnlichen Ergebnissen wie in früheren Schlaflaborstudien: «Bei rund der Hälfte unserer Probanden liessen sich die Tiefschlafhirnwellen sehr gut stimulieren, bei den anderen haben ein paar teilweise angesprochen und ein paar gar nicht», sagt die Neurowissenschaftlerin.

Geräusche aus dem Stirnband

Das an der ETH Zürich entwickelte «SleepLoop-System» ist ein High-Tech-Stirnband, das während der Nacht getragen wird. Mit Elektroden und einem Mikrochip versehen, wertet das Gerät laufend die Gehirnaktivität der schlafenden Person aus. Kopfhörer im Stirnband senden beim Auftreten der langsamen Tiefschlafwellen ein feines Zischen aus, um die Wellen zu verstärken.

Gemäss Projektteam ist das High-Tech-Stirnband das erste portable Gerät dieser Art mit Schlaflaborqualität. Zurzeit arbeitet das Spin-off Tosoo daran, das Gerät für den Markt vorzubereiten, wo es dereinst für medizinische Indikationen mit ärztlichem Rezept erhältlich sein soll.

Bereits im Einsatz ist das Stirnband in der Forschung am Kinderspital, Universitätsspital und der psychiatrischen Uniklinik in Zürich. Die Kooperationen werden bald nach Bern, Deutschland und den Niederlanden erweitert. Die Technik wird an der Uni Ulm weiterentwickelt.

Am besten stimulierbar waren Personen, die im Alter noch ein gewisses Grundmass an Tiefschlafwellen haben. Ihnen brachte das Stirnband mehr Tiefschlaf. Personen hingegen, die fast keinen Tiefschlaf mehr haben, reagierten nicht auf die Stimulation. Ausgerechnet die Hauptzielgruppe bleibt also aussen vor. Doch vielleicht ändert sich dies noch. Denn in diesem jungen Forschungsfeld gibt es noch vieles zu klären. Nur schon beim Abspielen der Töne: Wie oft soll man sie am besten wählen oder wie lange?

Um zu klareren Antworten zu kommen, braucht es unbedingt mehr Patienten-Daten. Das neue Gerät ist hier verheissungsvoll: Man kann damit viel mehr Personen viel länger untersuchen als bisher in den Schlaflabors.