Wie das Gehirn den Schlaf steuert

Unsere Forschungsgruppe erforscht die zellulären und molekularen Grundlagen des Schlafs.

Visualisierung von schlafauslösenden Nervenzellen im Gehirn von Fliegen.

Schlaf ist lebensnotwendig, doch seine Funktion ist nach wie vor eines der grössten Rätsel in der Biologie. Auf eine kurze oder schlechte Nachtruhe folgen oft längere und/oder tiefere Schlafphasen. Ein solch ausgleichender Mechanismus lässt vermuten, dass unser Gehirn die Zeit, die wir wach sind, misst und bei Bedarf korrigierend eingreift. Das Verständnis der neuronalen Prozesse, die unsere Wach-Zeiten kontrollieren, könnte eine Erklärung für die Funktion des Schlafs liefern. Dies ist auch wichtig, um neue Ansätze für die Diagnose und Behandlung von Schlafstörungen zu entwickeln.

Warum schlafen wir ein?
Mit unserer Forschung möchten wir herausfinden, inwiefern sich ein wachsendes Schlafbedürfnis in molekularen Veränderungen in den Nervenzellen widerspiegelt.  Dazu untersuchen wir die im Wachzustand auftretenden Fluktuationen bei unterschiedlichsten molekularen Abläufen und gehen der Frage nach, wie sie die Aktivität der neuronalen Schlaf-Wach-Regelkreise modulieren. Durch diese genaue Untersuchung des Schlaftriebs wollen wir allgemeine Mechanismen aufdecken, mit denen das Gehirn den Überblick über grundlegende Bedürfnisse behält und dieses befriedigt.

Um diese Fragen zu beantworten, untersuchen wir die Steuerung des Schlafs in der Fruchtfliege. Ihr kleines Gehirn und ihr umfangreiches genetisches Instrumentarium bieten einzigartige Möglichkeiten, die molekularen Signalwege ebenso wie die neuronale Aktivität einzelner Nervenzellen zu identifizieren, visualisieren und manipulieren. Wir kombinieren Genetik, Elektrophysiologie, funktionelle Bildgebung, Thermo- und Optogenetik mit quantitativen Ansätzen zur Verhaltensbeobachtung, um so umfassend zu verstehen, wie der Schlafdrang im Gehirn festgeschrieben ist.

Schlafstörungen besser verstehen
Die Aufklärung der Prozesse, die unser Schlafbedürfnis überwachen, wird uns einerseits Aufschluss über den im Gehirn verankerten Schlaftrieb geben. Gleichzeitig liefern uns die Erkenntnisse wichtige Hinweise zu funktionellen Veränderungen, die Schlafproblemen oder -störungen zugrunde liegen.