Neue Forschungsarbeiten, die Daten aus Dutzenden von Schlafstudien analysieren, haben eine dramatische Veränderung der Art und des Zwecks des Schlafs bei Babys festgestellt, die etwa im Alter von zwei Jahren auftritt. Die Entdeckung legt nahe, dass Schlaf zunächst die Gehirn- und Neuroentwicklung unterstützt, bevor er rasch zu einer reparativen Rolle übergeht.

Die überraschende Entdeckung kam durch die Analyse von mehr als 60 Schlafstudien an Menschen und Tieren zustande. Es wurden Daten über die Gesamtdauer des Schlafs und des REM-Schlafs sowie über Entwicklungsänderungen der Gehirn- und Körpergröße gesammelt. Es wurde ein mathematisches Modell erstellt, um die Zusammenhänge zwischen der Gehirn- und Körperentwicklung und den Veränderungen der Schlafphase zu untersuchen.

Die Ergebnisse zeigten einen bemerkenswert schnellen Rückgang des REM-Schlafs bei Menschen im Alter von zweieinhalb Jahren – oder 2,4 Jahren, um genau zu sein. Noch überraschender war, dass die Daten über alle analysierten Spezies hinweg konsistent waren. Sei es bei Schweinen, Ratten oder Kaninchen, wenn ein Tier sein Entwicklungsäquivalent zu einem zweieinhalbjährigen Menschen erreichte, wurde ein starker Rückgang des Volumens des REM-Schlafs festgestellt.

„Ich war schockiert, wie groß diese Veränderung innerhalb kurzer Zeit ist und dass dieser Wechsel stattfindet, wenn wir so jung sind“, sagt Van Savage, Co-Senior-Autor der neuen Studie. „Es ist ein Übergang, der analog dazu ist, wenn Wasser zu Eis gefriert.“

Zur Quantifizierung dieser Verkürzung des REM-Schlafs schlagen die Forscher vor, dass Neugeborene etwa 50 Prozent ihrer gesamten Schlafzeit in der REM-Phase verbringen, aber im Alter von 50 Jahren verbringt eine Person nur noch 15 Prozent ihres Schlafs im REM-Schlaf.

Die Studie stellt die Hypothese auf, dass der Zweck des Schlafs bei Säuglingen in erster Linie in der Gehirnentwicklung und neuronalen Reorganisation besteht. Dies ist keine umstrittene Idee, da die ersten zwei Jahre des menschlichen Lebens bekanntlich tiefgreifende Fortschritte beim strukturellen Hirnwachstum aufweisen.

Wir wissen auch, dass eine der Schlüsselfunktionen des Schlafs bei Erwachsenen darin besteht, das Gehirn von toxischem Detritus zu befreien, der sich im Laufe eines Tages ansammelt, und dieser Mechanismus findet in erster Linie während des Nicht-REM-Schlafs (Slow Wave Sleep) statt. Das Überraschendste an der Studie war, wie scharf der altersbedingte Übergang von überwiegend REM- zu überwiegend Nicht-REM-Schlaf war.

„Wir stellen fest, dass der spezifische Wendepunkt in einem unerwartet genauen Alter von etwa 2,4 Jahren eintritt und eine kritische physiologische oder zerebrale Entwicklungsänderung widerspiegelt“, schlussfolgern die Forscher in der Studie. „In allen Fällen sehen wir während dieser Periode der frühen Entwicklung eine starke Verschiebung in der Skalierung des Schlafs, die unseres Wissens weder konzeptuell noch quantitativ mit einer Verschiebung der Schlaffunktion in Verbindung gebracht wurde.

Die Studie wirft einige zwingende Fragen über die Natur des Schlafs auf, insbesondere im Hinblick auf die frühe Gehirnentwicklung. Weitere Forschungsarbeiten müssen diesen Zusammenhang zwischen den Gehirnwellenmustern im Schlaf und der regionalen Gehirnentwicklung speziell untersuchen.

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist zum Beispiel unklar, ob ein unregelmässiges Volumen des REM-Schlafs bei Neugeborenen direkt mit einer anormalen Hirnentwicklung in Verbindung gebracht werden kann. Ausserdem stellen die Forscher fest, dass dieser Übergang der frühen Schlafphase bei Tieren mit einem höheren Entwicklungsstand des Gehirns vor der Geburt zu unterschiedlichen Zeiten auftreten kann.

Wie dem auch sei, die Co-Senior-Autorin der Studie, Gina Poe, schlägt vor, dass wir „Babys während des REM-Schlafs nicht aufwecken – in ihren Gehirnen wird wichtige Arbeit geleistet, während sie schlafen“.

„Schlaf ist genauso wichtig wie Nahrung“, sagt Poe. „Und es ist ein Wunder, wie gut der Schlaf den Bedürfnissen unseres Nervensystems entspricht“, sagt Poe. Von Quallen über Vögel bis hin zu Walen – alle schlafen. Während wir schlafen, ruht unser Gehirn nicht.“

Die neue Studie wurde in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.

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