US-Militär will eine Kappe zur Schlafoptimierung durch Neuromodulation entwickeln

Neurotechnik zur Schlafoptimierung. Bild: Rice University

Mit einer Kappe soll nichtinvasiv das glymphatischen Reinigungssystems des Gehirns beobachtet und aktiviert werden, um die Soldaten durch besseren Schlaf fitter zu machen.

 

Während des Schlafens werden im Gehirn unterschiedliche Phasen durchlaufen, die sich am EEG als unterschiedliche Wellen neuronaler Aktivität erkennen lassen. Man nimmt an, dass Gehirn während des Schlafens Erinnerungen des Tages abarbeitet, Überflüssiges abstößt und anderes ins Gedächtnis aufnimmt. Nach der noch relativ neuen Theorie des glymphatischen Systems soll sich das Gehirn beim Schlafen auch materiell reinigen. Abfall und gefährliche Stoffe werden aus dem Gehirn herausgespült.

Wissenschaftler der Boston University haben 2019 erstmals mit der Magnetresonanztomographie visuell zeigen können, dass beim Schlafen nach der Abnahme der Neuronenaktivität sich Blut aus dem schlafenden und weniger energiehungrigen Gehirn zurückzieht und schließlich Rückenmarksflüssigkeit einströmt und das Gehirn in rhythmischen Wellen durchströmt. Durch das ausfließende Blut, so die Annahme, sinkt der Druck und kann die Rückenmarksflüssigkeit aus dem Subarachnoidalraum zwischen Schädeldecke und Gehirn stärker einfließen.

Die Flüssigkeit aus dem Subarachnoidalraum zwischen Gehirnhäuten tritt durch den perivaskulären Raum oder Virchow-Robin-Raum an der Außenwand der Arterien ab dem Eintritt in die Gehirnhaut in das Gehirn ein und verteilt sich durch die vom Puls getriebenen Wellenbewegungen der Arterien. Aufgenommen wird die Flüssigkeit, die nach der Theorie Abfallstoffe ausgesammelt hat, wieder durch den perivaskulären Raum der Venen. Nach dem Austritt aus dem Gehirn sollen die Abfallstoffe vom lymphatische System aufgenommen werden, in den Blutkreislauf gelangen und wie die Abfallstoffe aus dem restlichen Körper von Leber und Niere verarbeitet und ausgeschieden werden.

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Vermutet wird, dass die Wellen der Rückenmarksflüssigkeit, die durch das Gehirn spülen, helfen, toxische Proteine, die dem Gedächtnis schaden, und anderen biochemischen Abfall aus dem Gehirn zu spülen. Wenn Menschen älter werden, werden die Gehirnwellen oft weniger und langsamer. Das könnte die Blutzirkulation im Gehirn beeinflussen und möglicherweise den Puls der Rückenmarksflüssigkeit-Wellen beim Schlafen senken. Dadurch könnten sich wiederum toxische Proteine anhäufen, was zu einem Abbau der Gedächtnisfunktionen führt.

Das US-Militär finanziert nun die Entwicklung einer Schlafkappe, mit der sich bei Soldaten im Schlafen die Waschfunktion verstärken lässt. Dadurch sollen sich die Soldaten im Schlafen besser erholen und wieder fitter für den Einsatz werden. Primär geht es erst einmal darum, auf nichtinvasive Weise den Fluss der Rückenmarkflüssigkeit durch das Gehirn beim Herauswaschen des Proteinmülls zu analysieren und auf diesen gezielt einwirken zu können. Herauskommen soll eine leichte Kappe, die in Echtzeit den Fluss mit EEG oder transkranieller Dopplersonographie (TCD) messen und ihn ebenso durch transkranielle elektrische Stimulkatiuon (TES) oder Ultraschall (Low-Intensity Focused Ultrasound Pulsation – Lifup)stimulieren kann, um Schlafstörungen zu behandeln.

Die Erwartungen sind hoch, zumal vieles beim Schlaf noch unbekannt oder nur eine Hypothese wie dies des glymphatischen Reinigungssystems  ist. Einer der Wissenschaftler meint, mit ihrer Forschung könne man nicht nur den Soldaten helfen, sondern auch „alle Hirnerkrankungen schnell und in Echtzeit untersuchen und behandeln. Das wird ein neues Feld eröffnen, Gehirndaten nichtinvasiv zu sammeln, und das ist zuvor noch niemals gemacht worden.“

Man wird sehen, was herauskommt. Das Militär kann es sich leisten und hat mit der Darpa auch eine Forschungsbehörde für mitunter exotische Ideen. SOCOM, das Kommando Spezialeinheiten, will etwa eine angebliche Anti-Ageing-Pille testen, die Alterung stoppen, Alterskrankheiten verhindern und die Leistung der Soldaten optimieren soll.

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