Traum-Deprivation

Traum-Deprivation

Gliederung 1.

Entdeckung des REM-Schlafs (Kleitman und

Aserinsky, 1952) 2.

Schlafphasen

3.

Traum-Deprivation (Dement, 1960) Visual Discrimination Task Improvement (Stickgold et al., 2000)

4.

Die Entdeckung des REM-Schlafs n

n

n

Nathaniel Kleitman :1952, Untersuchungen zu den langsamen Augenbewegungen die das Einschlafen begleiten Der Doktorant Eugene Aserinsky entdeckte bei Säuglingen, dass die langsamen durch schnelle Augenbewegungen abgelöst wurden Glichen denen im Wachzustand


n

n

n

Nathaniel Kleitman :1952, Untersuchungen zu den langsamen Augenbewegungen, die das Einschlafen begleiten Der Doktorand Eugene Aserinsky entdeckte bei Säuglingen, dass die langsamen durch schnelle Augenbewegungen abgelöst wurden Glichen denen im Wachzustand

Vermutung: schnelle Augenbewegungen treten während des Träumens auf


Vermutung: schnelle Augenbewegungen = Träumen

n

Methode: Testreihe mit 20 Erwachsenen im Schlaflabor Messung der Augenbewegungen mit EOG Bei schnellen oder langsamen Augenbewegungen geweckt und befragt Resultat: Bei schnellen Augenbewegungen von Träumen berichtet Während der anderen Phasen keine Traumberichte Rapid Eye Movement = REM-Schlaf = Traumschlaf

n n

n n n n

Schlafphasen

Traum-Deprivation (Dement, 1960) n n

n

Dement: 1. Would it be possible for human beings to continue functioning normally if their dream life were completely or partially suppressed? 2. Should dreaming be considered necessary in a psychological sense or a physiological sense or both?

Methode n

n

VPn sollten 5 Nächte lang jedes Mal bei Eintreten einer REM-Phase geweckt werden Ziel: Träume gezielt unterdrücken, um Folgen untersuchen zu können

Versuchsanordnung n

n

n

8 männl. VP, 23-32 Jahre alt, kamen abends ins Labor Mit Elektroden an Augen und Schädel gingen sie schlafen Auslenkungen im EEG dienten als Kriterium für REM-Phasen

Durchführung n

n

n

1.) VPn schliefen zuerst einige Nächte ungestört durch, um individuelle Baselines im Schlaf-EEG zu ermitteln 2.) Darauf folgten die Nächte der TraumDeprivation – VPn wurden bei jedem Eintreten einer REM-Phase geweckt 3.) „Recovery Nights“ – VPn durften wieder durchschlafen

Durchführung n

n

4.) „Kontrollnächte“, in denen VPn wieder aufgeweckt wurden, allerdings erst nach abruptem Ende der REM-Phase 5.) erneut „recovery nights“

Tabelle SUBJECT

Percent Dreamtime Baseline

Number Of Dream Deprivation Nights

Nummer Of Awakenings First Night

Nummer Of Awakenings Last Night

Percent Dreamtime Recovery

Percent Dreamtime Control

1.

19.5

5

8

14

34.0

15.6

2.

18.8

7

7

24

34.2

22.7

3.

19.5

5

11

30

17.8

20.2

4.

18.6

5

7

23

26.3

18.8

5.

19.3

5

10

20

29.5

26.3

6.

20.8

4

13

20

29.0

______

7.

17.9

4

22

30

19.8 (28.1)

16.8

8.

20.8

3

9

13

______

______

Average

19.5

4.38

11

22

26.6

20.1

Ergebnis n

n

Nach einigen Nächten der Traum-Deprivation traten bei allen VPn mehr und mehr REMPhasen auf, so dass sie immer häufiger geweckt werden mussten (vgl Tabelle) Durchschnittliche Traumzeit vor der Deprivation: 80 min (19,5% der gesamten Schlafzeit), danach, in der ersten „recovery night“: 112 min (26,6%) signifikanter Anstieg

Resultate n n

Dements Fazit: Wir brauchen Träume REM-rebound-effect: das Aufholen der verlorenen Traumzeit

Resultate und Probleme §P3 und P7 keinen bemerkenswerten REM-rebound SUBJECT

Percent Dreamtime Baseline

Number Of Dream Deprivation Nights

Nummer Of Awakenings First Night

Nummer Of Awakenings Last Night

Percent Dreamtime Recovery

Percent Dreamtime Control

3.

19.5

5

11

30

17.8

20.2

7.

17.9

4

22

30

19.8 (28.1)

16.8

Average

19.5

4.38

11

22

26.6

20.1

n

P7: geringe REM-Schlaf durch die Wirkung von Alkohol zu erklären, in der 2. Nacht normale Werte

§ P3: keinen REM-rebound wären 5 recovery-Nächten und REMSchlaf-“Druck“ am höchsten während der Deprivationsnächte Vermutung: P3 habe ein sehr festes Schlafmuster resistent gegen Veränderungen

Verhaltensänderungen n

n

n

n

Verhaltensänderungen der VPs durch den REM-Schlafentzug Symptome von Reizbarkeit, Angst und Konzentrationsschwierigkeiten Veränderungen traten nicht in den Kontrollnächten auf Resultat: Träume sind für das psychische Gleichgewicht unerlässlich!

Diskussion zu Dement n

n n n n

Gegebene Kontrolle der Bedingungen? –Alkohol, keine ständige Überwachung, haben die VPs wirklich nicht zwischendurch geschlafen? Nur 8 VPs/ nur Männer/ nicht alle Altersgruppen Der REM-rebound Effekt tritt nicht in allen Fällen deutlich auf und kann auch ganz fehlen Kann man Traum-Deprivation wirklich mit SchlafDeprivation gleichsetzen? Verhaltensänderungen- Dement selbst widerrief diese Aussage wieder aufgrund neuer Befunde von 1974, diesen VPs wurde für längere Zeit der REM-Schlaf entzogen und sie zeigten keine auffälligen Veränderungen

Robert Stickgold, Dana Whidbee, Beth Schirmer, Vipul Patel, J. A. Hobson

Visual Discrimination Task Improvement: A Multi-Step Process Occurring During Sleep

Gliederung n n n n n n n n n n

Einführung Versuchsaufbau Ergebnisse I – II Biochemische Bedeutung von REM & SWS Ergebnisse III – V Weitere Ergebnisse Überlegungen Two - step - model of memory consolidation Zusammenfassung Diskussion

Frage: Welche Rolle spielt der Schlaf bei Lernprozessen?

Generell: Basis von Lernen und Gedächtnis ist die Formbarkeit erfahrungsabhängiger Neurone

• Wird im Wachzustand Gelerntes durch Schlaf konsolidiert?

• Wenn ja, welche Rolle spielen dabei die Schlafphasen?

Der Versuchsaufbau • Vpn fixieren ein Kreuz

auf leerem Bildschirm • Bild 1 (target screen) erscheint kurz & verschwindet • anschließend Bild 2 (masking screen), verschwindet ebenfalls • 25 Blöcke mit jeweils 50 Durchgängen

•Vpn geben an, ob… •sie ein L oder ein T gesehen haben; •die Strichreihe horizontal oder vertikal war;

•Dabei Messung der Reaktionszeit •Wiederholung nach 3-12 h am selben und nach 8-22,5 h (nach Schlaf) am nächsten Tag •Haben sich die Reaktionszeiten verkürzt?

1. Experiment • 57 Vpn • unterschiedliche Intervalle zw. Training und Test am selben oder folgenden Tag

2. Experiment: •

27 Vpn im Schlaflabor überwacht

•

Schlaf ausgewertet & mit Testergebnissen verglichen

•

14 Vpn trainiert & morgens getestet, andere 13 Vpn als Kontrollgruppe nur am Morgen getestet

Ergebnis I n

n

n

Zeitl. Abstand zw. Training und Test hat scheinbar kaum Einfluss Deutliche Steigerung aber nach Schlaf Nach 12 h tagsüber sogar geringere Steigerung als nach 9 h über Nacht

Ergebnis II n

n

n

Keine Steigerung bei weniger als 6 Stunden Schlaf Hoher Zusammenhang zwischen Schlafdauer (> 6 h) & Reaktionszeit Über 6 h hinausgehende Schlafzeit proportional zur Lernverbesserung

Einfluss von REM und SWS? SWS: slow wave sleep = Tiefschlaf = Non-REM

Einfluss von REM und SWS? n

n

Hohe Schwankungen kortikaler Neuromodulatoren während der REM- und SWSPhase à diese sind an Lernprozessen beteiligt Während der REM- und SWS-Phase werden diese in unterschiedlichen Raten ausgeschüttet à Hinweis auf unterschiedliche Funktion bei der Konsolidierung

Ergebnis III n

n

Starker Zusammenhang zwischen REM- und SWS-Dauer und Leistungssteigerung Je höher der Anteil (in %) an jeweils REM und SWS, desto größer die Lernverbesserung

Ergebnis IV n

n

n

Unterteilung der Nacht in 4 Quartile von je ca. 2 Stunden: Für die Steigerung ist die SWS-Phase scheinbar nur im 1. Quartil von Bedeutung Menge an SWS in den anderen drei Quartilen ohne Bedeutung

Ergebnis V n

n

Nur die REM-Phase im 4. Quartil hat offenbar Einfluss auf die Leistungs verbesserung REM wird scheinbar erst nach 6 Stunden effektiv

Weitere Ergebnisse n

n

n

Bei REM-Deprivation wird sogar die sich normalerweise durch Training einstellende Leistungssteigerung unterbunden Man vermutet, dass während der SWS-Phase das deklarative und während der REM-Phase das prozedurale Gedächtnis konsolidiert wird Kontrollgruppe: kein Training am Tag vorher, kein Zusammenhang zw. Schlafdauer und Leistung à nur Leistungsverbesserung vom Schlaf beeinflusst à Grundlevel an Leistung davon unabhängig

Überlegungen I

?

•REM-Effektivität erst nach 6 Std., da andere Prozesse

(SWS?) vorausgehen müssen? • REM auch ohne SWS effektiv? Herausrechnen von SWS keine Steigerung • SWS und REM hoch korreliert und nur eines von beiden bewirkt die Steigerung? Berechnung ergibt keine signifikante Korrelation

Überlegungen II

?

n

Keine signifikante Korrelation zw. REM und SWS

n

Aber: hoher Anteil in der Varianz der Korrelationen (SWS/Steigerung und REM/Steigerung) jeweils abhängig vom anderen Parameter

Beispiel

Folgerung

n

Die erfahrungsbedingten neuronalen Veränderungen erfordern zwei Schritte, wobei der erste während der SWS- und der zweite während der REM-Phase auftritt a

SWS1

b

REM4

c

Two-step model of memory consolidation SWS und REM werden multipliziert àhohe Korrelation, Punkte liegen dicht an Regressionsgeraden à80% Varianzerklärung zw. den Vpn n

Zusammenfassung der Ergebnisse n

n

n

n

Lernen ist abhängig von neuronalen Veränderungen, die während des Schlafes gefestigt werden Sowohl SWS1 als auch REM4 sind notwendig für die Konsolidierung des Gelernten Vermutlich sind weitere Zwischenprozesse erforderlich (àmind. 6 h Schlaf) Auch im Wachzustand finden die Prozesse statt, allerdings weniger effektiv und reliabel

Diskussion