Erkenntnisse aus der Schlafforschung praktisch umgesetzt: Forscher haben ein tragbares Gerät entwickelt, das Schlafenden genau zum richtigen Zeitpunkt Töne vorspielt, die zu einer Verstärkung der Tiefschlafphasen führen können. Nun hat die erste klinische Studie die Wirksamkeit dieses sogenannten SleepLoop-Systems bestätigt. Allerdings reagiert offenbar nicht jeder Mensch gleich gut auf das Konzept. Weitere Anpassungen des Systems könnten dies möglicherweise verbessern, sagen die Entwickler.
Schlapp, nervös und unkonzentriert: Zu wenig oder auch schlechter Schlaf können bekanntlich zu unangenehmen körperlichen und geistigen Symptomen führen und damit die Lebensqualität von Menschen erheblich belasten. Es handelt sich dabei um ein weitverbreitetes Problem, von dem allerdings ältere Menschen besonders betroffen sind. Bei ihnen ist häufig speziell der Tiefschlaf beeinträchtigt. Dieser wichtige Teil des gesunden Schlummers ist von einem langsamen Wellenverlauf der Hirnaktivität gekennzeichnet. Studien haben gezeigt, dass die entsprechenden Phasen im Alter immer kürzer und weniger tief werden. In besonders ausgeprägten Fällen kann sich dies sehr negativ auf einen Menschen auswirken. Denn ein gesunder Tiefschlaf ist für die Regeneration des Gehirns, Gedächtnisleistungen und auch das Herz-Kreislaufsystem wichtig.
Auditive Hirnstimulation
Frühere Studien haben gezeigt, dass sich die Qualität des Tiefschlafs durch eine erstaunlich wirkende Methode verbessern lässt: durch auditive Hirnstimulation. Dabei werden durch das Abspielen von Klick-Tönen synchron zum Rhythmus der langsamen Hirnwellen schlafender Menschen diese Schwingungen verstärkt. Durch die technische Ausrüstung in Schlaflaboren konnten Wissenschaftler die Qualität des Tiefschlafes von Probanden dadurch bereits erfolgreich fördern. Bisher gab es aber keine alltagstaugliche Möglichkeit für Patienten, sich über längere Zeit selbst mit dem Verfahren zuhause zu behandeln. Doch das könnte sich nun bald ändern: Die Forscher um Caroline Lustenberger von der ETH Zürich haben in den vergangenen Jahren ein mobiles Gerät entwickelt, das sich auch im eigenen Bett einsetzen lässt. Nun berichtet das Team über ihr SleepLoop-System und die ersten Testergebnisse.
Bei dem Gerät handelt es sich um eine Art Haube aus Bändern, die beim Zubettgehen aufgesetzt und im Schlaf getragen wird. In den Einheiten sitzen Elektroden, die permanent die Hirnaktivität der schlafenden Person messen und die Daten an einen Mikrochip übertragen. Dort werden sie autonom mit einer eigens entwickelten Software verarbeitet und geben dann den Takt für die weiteren Funktionen des Geräts vor: Sobald die schlafende Person die Gehirnwellen entwickelt, die für den Tiefschlaf charakteristisch sind, löst das System das kurze auditive Signal aus. Dieses Klicken wird von dem Schlafenden nicht bewusst wahrgenommen und soll die Nervenzellen dazu anregen, die Tiefschlafwellen zu verstärken. Dieser Effekt wird über das Gerät wiederum ebenfalls dokumentiert.
Inwieweit das SleepLoop-System halten kann, was es verspricht, haben die Wissenschaftler nun bei einer Gruppe Freiwilliger im Alter zwischen 62 und 78 Jahren ausgetestet. Für diese erste klinische Untersuchung des Systems handelte es sich nicht um Patienten, sondern um Testpersonen mit einem ihrem Alter entsprechend normalem Tiefschlaf. Für die Studie trugen sie das Gerät insgesamt einen Monat lang. Zwei Wochen wurde dabei jede Nacht stimuliert, in den anderen beiden erzeugte das System zur Kontrolle hingegen keine Klicklaute. Weder die Probanden noch die Experimentatoren wussten, in welchen zwei Wochen die auditiven Signale eingespielt wurden und in welchen nicht.
Positives Testergebnis
Eine grundlegende Frage im Rahmen der Studie war zunächst, wie die Studienteilnehmer mit der selbständigen Bedienung des SleepLoop-Systems praktisch zurechtkommen. Wie die Forscher berichten, zeigte sich, dass es ihnen gelungen war, ein anwenderfreundliches Gerät zu entwickeln: „Der Umgang mit dem Gerät klappte sehr gut: Wir hatten erstaunlich wenig Datenverlust und die Studienteilnehmer haben das Gerät als benutzerfreundlich eingestuft“, berichtet Lustenberger. Die Auswertungen der Ergebnisse von 16 Probanden verdeutlichten dann, dass das tragbare Gerät auch tatsächlich eine auditive Hirnstimulation bewirken kann: „Einige Probanden reagierten generell gut auf die Stimuli und zeigten klar verstärkte Tiefschlafwellen“, berichtet Lustenberger. Es zeigte sich allerdings auch, dass das nicht generell der Fall war – die Wirkung war individuell stark unterschiedlich, zeigten die Studienergebnisse: „Es gab auch Probanden, die nicht auf die Stimuli reagierten“, berichtet Lustenberger.
Wie die Forscher erklären, zeichnet sich ab, dass dies mit der unterschiedlichen natürlichen Aktivität der langsamen Hirnwellen bei den Testpersonen zusammenhängt. Diese individuellen Unterschiede sollen nun dafür genutzt werden, um die Vorhersagen, wie jemand auf den auditiven Stimulus reagiert, zu verbessern. Dies wiederum könnte dabei helfen, das SleepLoop-System weiter zu optimieren. Möglicherweise können personalisierte Anpassungen zu einem Ausgleich führen, so die Wissenschaftler. So hoffen sie nun, dass das System nach weiteren Tests und Optimierungen bald Menschen mit Störungen des Tiefschlaf-Systems zugutekommen kann.
Wie die ETH Zürich berichtet, haben die Ergebnisse auch bereits zur Gründung einer Firma geführt, die das Gerät weiterentwickeln und zur Marktreife führen soll. Seniorautor Walter Karlen betont dabei allerdings, dass das SleepLoop-System nur nach einer ärztlichen Verordnung erhältlich sein wird. „Es wird kein Wellness-Konsumgut sein, das man sich einfach im Internet kaufen kann, wenn man schlecht schläft“, so Karlen. „Denn es handelt sich um ein spezielles Medizintechnikprodukt, das medizinisch angezeigt sein muss und dessen Verwendung eine ärztliche Begleitung erfordert“, gibt der Wissenschaftler abschließend zu bedenken.
Quelle: ETH Zürich, Fachartikel: Commun Med, doi: 10.1038/s43856-022-00096-6
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