Den Tiefschlaf verstärken

Viele Menschen, besonders die ?lteren, leiden unter Schlafproblemen. Vor allem die Tiefschlafphasen werden im Alter im k¨¹rzer und weniger tief. Tiefschlaf ist jedoch wichtig f¨¹r die Regeneration des Gehirns und des Ged?chtnisses, und er beeinflusst auch das Herz-Kreislaufsystem positiv.

Schlafmediziner:innen haben jedoch nachgewiesen, dass sich die Qualit?t des Tiefschlafs verbessern l?sst, wenn man Schlafenden zum richtigen Zeitpunkt bestimmte Tonsignale ins Ohr einspielt. Im Schlaflabor unter kontrollierten Bedingungen funktioniert das gut, allerdings gab es bisher keine alltagstaugliche L?sung, die Betroffene auch ¨¹ber l?ngere Zeit als nur eine Nacht zuhause anwenden k?nnen.

SleepLoop soll Abhilfe schaffen

Forschende der ETH Z¨¹rich haben deshalb in den vergangenen Jahren im Rahmen des Projekts SleepLoop (siehe Kasten) ein mobiles System entwickelt, welches daheim unter Alltagsbedingungen verwendet werden kann und das gleiche bezweckt: die F?rderung des Tiefschlafs durch auditive Hirnstimulation.

Das SleepLoop-System besteht aus einem Stirnband, welches beim zu Bettgehen aufgesetzt und im Schlaf getragen wird. In diesem Stirnband sitzen Elektroden und ein Mikrochip,  welche permanent die Hirnaktivit?t der schlafenden Person messen. Die Daten werden auf dem Mikrochip autonom mit eigens entwickelter Software  in Echtzeit ausgewertet. Sobald die schlafende Person Gehirnaktivit?ten aufweist, die f¨¹r den Tiefschlaf charakteristisch sind, sogenannte Tiefschlafwellen, l?st das System ein kurzes auditives Signal (ein Klicken) aus. Dadurch synchronisieren sich die Nervenzellen, was  die Tiefschlafwellen verst?rkt. Das Besondere daran ist, dass der oder die Schlafende dieses Ger?usch w?hrend des Tiefschlafs nicht wahrnimmt.

Erste klinische Studie

Mit diesem Ger?t haben nun Forschende der ETH Z¨¹rich und des Universit?tsspitals Z¨¹rich unter der Leitung von Caroline Lustenberger, Gruppenleiterin an der Professur f¨¹r Neuronale Bewegungskontrolle, erstmals eine klinische Studie durchgef¨¹hrt. Die Ergebnisse wurden soeben in der Fachzeitschrift ?Communications Medicine? ver?ffentlicht.

F¨¹r diese Studie wurden Probandinnen und Probanden mit dem SleepLoop-System ausger¨¹stet; ihr Alter lag zwischen 60 und 80 Jahren. Die Teilnehmenden bedienten das System selbst. Dieses ist darauf ausgelegt, dass es sich auch von technisch wenig versierten Nutzer:innen selbst?ndig anwenden l?sst. ?Das klappte sehr gut. Wir hatten erstaunlich wenig Datenverlust und die Studienteilnehmenden haben das Ger?t als benutzerfreundlich eingestuft?, res¨¹miert Lustenberger.

Die Proband:innen trugen das Ger?t insgesamt vier Wochen lang; zwei Wochen lang wurde jede Nacht stimuliert, und zwei Wochen lang erhielten sie keine Stimulationen. Weder die Probandinnen noch die Experimentatoren wussten, in welchen zwei Wochen die auditive Signale eingespielt wurden und in welchen nicht.

Auditive Stimulierung ist tats?chlich machbar

Die Resultate von 16 Probandinnen und Probanden zeigen, dass sich der Tiefschlaf bei den meisten durch auditive Signale tats?chlich verst?rken liess. Die individuellen Unterschiede waren jedoch gross. Einige der Studienteilnehmenden sprachen sehr gut auf die Stimuli an, andere hingegen wenig oder gar nicht.

Ob eine Person auf einen Stimulus reagierte, h?ngt laut Lustenberger nicht von der t?glichen Verfassung ab. ?Einige Leute reagierten generell gut auf die Stimuli und zeigten klar verst?rkte Tiefschlafwellen, andere zeigten keine Effekte auf die Stimuli, und zwar unabh?ngig von ihrer Tagesform.?  

Die Forschenden haben diese individuellen Unterschiede daf¨¹r genutzt, um die Vorhersagen, wie jemand auf den auditiven Stimulus reagiert, zu verbessern. Dies wiederum hilft ihnen bei der Optimierung und Verbesserung von SleepLoop.

Kommerzialisierung auf gutem Weg

Derzeit ist ein eigens daf¨¹r gegr¨¹ndetes Spin-off, die Firma Tosoo AG, daran, das Ger?t weiterzuentwickeln und es zur Marktreife zu f¨¹hren. Schon jetzt ist klar, dass es nicht frei erh?ltlich sein wird, sondern nur ¨¹ber eine ?rztliche Verordnung.

?Es handelt sich um ein Medizinaltechnikprodukt, nicht einfach ein Wellness-Konsumgut, das man sich im Internet kaufen kann, wenn man schlecht schl?ft?, betont Walter Karlen, der die Technik an der ETH Z¨¹rich entwickelte. Seit Mai 2021 arbeitet Karlen an der Universit?t Ulm, wo er zum Direktor des Instituts f¨¹r Biomedizinische Technik berufen wurde. Die Verwendung des Ger?ts m¨¹sse medizinisch angezeigt sein und von einem Arzt oder einer ?rztin begleitet werden, sagt er. Die Weiterentwicklung der Technologie geht nun auch in Ulm weiter.