Wissenschaftler dachten einmal, Schlaf sei ein passiver Zustand, eine Zeit, in der Gehirn und Körper einer Person für die Nacht abgeschaltet wurden, um sich auszuruhen und zu erholen. Jetzt wissen die Forscher, dass der Schlaf eine sehr aktive Zeit ist, in der das Gehirn und einige physiologische Prozesse möglicherweise hart arbeiten.
Zum Beispiel werden einige Hormone, die am Wachstum von Kindern, der Zellreparatur oder der Verdauung beteiligt sind, während des Schlafes gefördert. Laut den National Institutes of Health (NIH) nehmen auch die an Lernen und Gedächtnis beteiligten Gehirnbahnen zu.
Laut der Harvard Medical School ist das Gehirn manchmal aktiver, wenn eine Person schläft, als wenn sie wach ist. Der Schlaf kann aber auch viele andere physiologische Prozesse verlangsamen, von Herzfrequenz und Atmung bis hin zu Körpertemperatur und Blutdruck.
Das Schlafstadium einer Person beeinflusst auch, wie aktiv Gehirn und Körper sind.
Seit mehr als 60 Jahren wissen Schlafforscher, dass es zwei Hauptkategorien des Schlafes gibt: REM-Schlaf, der für "schnelle Augenbewegung" steht, und Schlaf ohne REM oder nicht schnelle Augenbewegung, sagte Dr. Stuart Quan, klinisch Direktor der Abteilung für Schlafstörungen und zirkadiane Störungen am Brigham and Women's Hospital in Boston.
Laut Quan besteht der Nicht-REM-Schlaf nun aus drei Phasen, die als N1, N2 und N3 bekannt sind. Vor 2007 wurde der Nicht-REM-Schlaf in vier Stadien unterteilt, doch dann entschieden die Schlafmediziner, dass es keinen physiologischen Grund gab, zwischen zwei der Stadien, dem alten Schlaf der Stufe 3 und der Stufe 4, zu unterscheiden, erklärte er. Diese wurden zu einer Stufe zusammengefasst, die jetzt als N3 bezeichnet wird.
Während des Schlafes durchläuft das Gehirn wiederholt vier verschiedene Stadien des REM- und Nicht-REM-Schlafes in einer bestimmten Reihenfolge. Diese Sequenz ändert sich zwischen der ersten und zweiten Schlafhälfte etwas. Während der Schlaf in einer Reihe von vier bis fünf Schlafzyklen während der Nacht fortschreitet, wird die im REM-Stadium verbrachte Zeit länger und die im N3-Schlaf verbrachte Zeit kürzer, sagte Quan.
Live Science bat Quan um eine detailliertere Erklärung der Vorgänge in Körper und Gehirn während jeder dieser vier Schlafphasen.
Nicht-REM-Schlaf
Stufe N1
Wenn eine Person schläfrig wird, driftet sie in den N1-Schlaf, sagte Quan. In dieser ersten Phase des Nicht-REM-Schlafes macht eine Person den Übergang vom Wachsein zum Einschlafen.
Dies ist eine relativ leichte Form des Schlafes, die etwa 5 bis 10 Minuten dauert. Während dieser Phase beginnen sich Herz- und Atemfrequenz zu verlangsamen, Augenbewegungen verlangsamen sich ebenfalls und Muskeln entspannen sich. Die Körpertemperatur sinkt und Gehirnwellen verlangsamen sich, wenn sie in einem Schlaflabor in einem Elektroenzephalogramm (EEG) beobachtet werden.
Eine Person kann leicht aus dem N1-Schlaf geweckt werden, und diese Person könnte nicht glauben, dass sie geschlafen hat, sagte Quan. Der N1-Schlaf ist die erste Phase, in der ein Nickerchen gemacht wird.
Es ist normal, dass eine Person während des N1-Schlafes "hypnische Idioten", auch als "Schlaf beginnt", erlebt, sagte Quan. Dies ist ein plötzlicher, kurzer Muskelruck, der zusammen mit einem fallenden Gefühl auftreten kann, wenn eine Person im Bett liegt, sagte er. Wenn es auftritt, kann diese plötzliche Bewegung einen Schläfer aufwecken oder nicht.
Erwachsene verbringen die geringste Zeit im Schlaf im Stadium N1, was etwa 5 Prozent ihrer gesamten Schlafzeit entspricht, sagte Quan.
Stufe N2
Kurz nach dem Ende des N1-Schlafes tritt eine Person in diese zweite Phase des Nicht-REM-Schlafes ein, die normalerweise 10 bis 25 Minuten dauert, sagte Quan gegenüber Live Science. Es wird auch als eine Zeit des leichten Schlafes angesehen.
Während dieser Phase stoppt die Augenbewegung, die Herzfrequenz verlangsamt sich, die Gehirnwellen werden langsamer und die Muskeln entspannen sich noch weiter.
Da sich die Schlafzyklen die ganze Nacht über wiederholen, verbringt eine Person nach Angaben der National Institutes of Health mehr Zeit im Schlaf im Stadium N2 als in jedem anderen Schlafstadium. Erwachsene verbringen etwa 55 Prozent ihrer gesamten Schlafzeit im Schlaf im Stadium N2, sagte Quan.
Stufe N3
Der Nicht-REM-Schlaf geht dann in die dritte Phase über, die oft als "langsame Welle", "Delta" oder "tiefer" Schlaf bezeichnet wird. ("Delta" -Wellen sind eine Art langsamer Gehirnwelle, die typischerweise in dieser Phase des EEG in einem Schlaflabor auftritt.)
N3-Schlaf ist eine Zeit des Tiefschlafes, die erforderlich ist, damit sich eine Person für den nächsten Tag erfrischt fühlt. Eine Person verbringt normalerweise mehr Zeit im N3-Stadium während der ersten Hälfte des Schlafes als in der zweiten Hälfte, aber warum dies geschieht, ist nicht bekannt.
Normalerweise dauert der N3-Schlaf 20 bis 40 Minuten, wenn das Gehirn weniger auf äußere Reize reagiert. Infolgedessen ist es am schwierigsten, eine Person aus diesem Stadium aufzuwecken, sagte Quan. Jemand, der aus dem N3-Schlaf erwacht ist, ist extrem benommen und desorientiert, sagte Quan.
Diese Benommenheit ist ein Grund, warum Menschen möglicherweise nicht länger als 30 Minuten ein Nickerchen machen möchten, weil sie in den N3-Schlaf fallen können, sagte Quan.
Während des N3-Schlafes verlangsamen sich Herzfrequenz und Atmung während des Schlafes auf die niedrigsten Werte. Der Blutdruck sinkt und die Körpertemperatur sinkt noch langsamer. Die Muskelaktivität nimmt ab und es gibt keine Augenbewegung. Der Blutdruck sinkt, aber nicht in gefährlichem Maße, erklärte Quan.
Er sagte, dass dies auch die Phase ist, in der Schlafwandeln und Schlafgespräche am wahrscheinlichsten sind. "Albträume und Nachtangst sind auch ein N3-Schlafphänomen", sagte Quan. (Nachtangst, auch Schlafangst genannt, tritt normalerweise bei Kindern auf und beinhaltet laut der Mayo-Klinik ein Kind, das im Schlaf im Bett sitzt und schreit.)
Langsamwelliger Schlaf tritt bei Babys und Kleinkindern für längere Strecken auf, und die Zeit, die im N3-Schlaf verbracht wird, nimmt aus unklaren Gründen mit dem Alter stetig ab, sagte Quan.
Erwachsene verbringen normalerweise etwa 15 Prozent ihrer gesamten Schlafzeit im Stadium N3, sagte Quan.
REM-Schlaf
Eine Person tritt etwa 90 Minuten nach dem Einschlafen und dem Durchlaufen aller drei Phasen des Nicht-REM-Schlafes zum ersten Mal in den REM-Schlaf ein, sagte Quan. Der erste REM-Zyklus der Nacht dauert normalerweise etwa 10 Minuten, aber jede nachfolgende REM-Phase wird im Laufe der Nacht zunehmend länger, sagte er.
Das charakteristische Zeichen des REM-Schlafes ist, dass sich die Augen einer Person unter geschlossenen Augenlidern schnell von einer Seite zur anderen bewegen.
Obwohl diese Augenbewegung nicht ständig auftritt, wissen Wissenschaftler nicht genau, warum sie stattfindet, obwohl einige spekuliert haben, dass sie mit Träumen verbunden ist.
Laut Quan ist der REM-Schlaf das Stadium, in dem die meisten träumenden und lebendigen Bilder entstehen, sagte Quan gegenüber Live Science. Menschen erinnern sich oft nicht an viele ihrer Träume, aber sie erinnern sich eher an einige Aspekte eines Traums, wenn sie aus dem REM-Schlaf erwacht sind, sagte er.
Während dieser Art von Schlaf steigt die Herzfrequenz und der Blutdruck steigt im Vergleich zum N1-Schlaf leicht an. Die Körpertemperatur sinkt im Schlaf auf den niedrigsten Punkt. Arm- und Beinmuskeln entspannen sich tief, bis sie fast unbeweglich sind, möglicherweise um Menschen daran zu hindern, ihre Träume zu verwirklichen, so die Mayo-Klinik.
Das Atmen wird schnell und flach, und das Gehirn ist in dieser Schlafphase möglicherweise noch aktiver als im Wachzustand, sagen Schlafexperten. REM-Schlaf ist, wenn das Gehirn Informationen vom Tag verarbeitet, damit sie im Langzeitgedächtnis gespeichert werden können, so die National Sleep Foundation, eine gemeinnützige Gruppe, die die Öffentlichkeit über Schlaf aufklärt.
Ein Neugeborenes kann laut NIH etwa 80 Prozent seiner gesamten Schlafzeit im REM-Schlaf verbringen, während Säuglinge laut NIH mindestens 50 Prozent ihrer Schlafzeit im REM-Schlaf verbringen. Im Vergleich dazu verbringen die meisten Erwachsenen 20 bis 25 Prozent ihrer gesamten Schlafzeit im REM-Schlaf, sagte Quan.
Der Anteil der Zeit, die in diesem Schlafzustand verbracht wird, bleibt während des gesamten Erwachsenenalters relativ konstant, kann jedoch bei Menschen ab 65 Jahren sinken, sagte Quan. Er fügte hinzu, dass der Schlaf bei älteren Erwachsenen, die mehr "Mikroarousalen" erleben oder in Wachheit geraten, tendenziell leichter ist. Aber dieses kurze Erwachen hat keinen Einfluss darauf, ob sich ein älterer Erwachsener am Morgen erfrischt fühlt oder nicht, sagte Quan.
