Welche Unterschiede gibt es zwischen den Gehirnen von Kindern, die „keinen Mittagsschlaf mögen“ und denen, die „jeden Tag einen Mittagsschlaf machen“?

Gutachter: Yin Tielun, stellvertretender Chefarzt der Abteilung für Neurologie, Drittes Krankenhaus der Peking-Universität

Jeder hat doch sicher schon einmal die Erfahrung gemacht, als Kind von seinen Eltern zu einem Mittagsschlaf gezwungen worden zu sein, oder?

Kinder sind immer voller Energie. Manche Kinder können mehrere Stunden schlafen, während andere überhaupt keinen Mittagsschlaf machen wollen und den ganzen Tag voller Energie sind.

Die Unterschiede in den Nickerchengewohnheiten werden höchstwahrscheinlich noch viele Jahre bestehen bleiben. Warum also treten diese Unterschiede auf? Eine aktuelle ausländische Studie hat ergeben, dass die Abneigung von Kindern gegenüber Mittagsschlaf nicht auf ihr „junges Alter“ zurückzuführen ist, sondern dass das Problem tatsächlich mit der Struktur ihres Gehirns zusammenhängt.

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Schlafmusterübergänge bei Säuglingen und Kleinkindern

Vom Moment unserer Geburt an gibt es im menschlichen Schlafprozess verschiedene Schlafübergangsphasen, da sich Gehirn und Gedächtnis entwickeln.

Studien haben gezeigt, dass Neugeborene bis zu 20 Stunden am Tag schlafen können. Da Neugeborene häufig von ihren Bezugspersonen gefüttert werden müssen, verteilt sich ihr Schlaf auf mehrere Schlafperioden, sie befinden sich also in einer polyphasischen Schlafphase.

Im Alter zwischen 4 und 6 Monaten beginnt sich der Nachtschlaf von Säuglingen von ihrem Tagesschlaf zu unterscheiden, es bleibt jedoch ein polyphasischer Schlaf mit drei oder mehr Nickerchenphasen zusätzlich zur Nachtschlafphase bestehen.

Im Alter von 9 Monaten ändert sich das Schlafmuster von Babys zu einem dreiphasigen Schlafmuster, das aus zwei Mittagsschlafphasen und einer Nachtschlafphase besteht.

In den ersten beiden Lebensjahren verschwindet der Vormittagsschlaf des Babys allmählich und es entwickeln sich zwei Schlafabschnitte: Mittagsschlaf und Nachtschlaf.

Bei Kindern im Alter von 13 bis 15 Jahren zeigt sich im Allgemeinen eine Verschiebung hin zum monophasischen nächtlichen Schlafmuster von Erwachsenen.

Die Forscher stellten fest, dass es bei verschiedenen Kindern erhebliche Unterschiede hinsichtlich des Übergangsalters und der Übergangszeit ihrer Schlafphasen gibt. Diese Schlafübergangsphasen können die Reifung des Gehirns und die Entwicklung des Gedächtnisses widerspiegeln. Die Schlafunterschiede zwischen verschiedenen Individuen hängen eng mit der Entwicklung ihrer jeweiligen Gehirnstrukturen zusammen.

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Die Ursachen für den Übergang zum Mittagsschlaf

Um die Gründe für das oben erwähnte Schlafübergangsphänomen zu verstehen, müssen wir zunächst wissen, dass die Schlafregulierung des menschlichen Körpers durch die Interaktion zweier verschiedener biologischer Regulierungsprozesse beeinflusst wird: zum einen durch die Kontrolle des zirkadianen Rhythmus und zum anderen durch die Regulierung der Homöostase der inneren Umgebung.

Bei der Regulierung des circadianen Rhythmus handelt es sich um ein 24-Stunden-Schlafverhaltensmuster, das der Mensch im Laufe der Evolution über Milliarden von Jahren entwickelt hat, um sich an den Rotationszyklus der Erde anzupassen . Die Steuerung und Regulierung erfolgt hauptsächlich durch den zentralen zirkadianen Schrittmacher im Hypothalamus, der den menschlichen Körper an Zeitsignale anpasst. Die häufigsten Zeitsignale sind Licht- oder Dunkelheitsreize. Nach der Wahrnehmung der Lichtsignalstimulation sendet der zentrale zirkadiane Schrittmacher gemäß dem 24-Stunden-Zirkadianrhythmus Signale an andere Gehirnorgane und fördert so die Synthese entsprechender Hormone zur Hemmung der Gehirnaktivität.

Der Prozess der Regulierung der Homöostase der inneren Umgebung wird durch einen inneren Gleichgewichtsmechanismus gesteuert, der den Schlaf steuert. Im Wachzustand baut sich mit zunehmender Wachzeit der innere Gleichgewichtsdruck im menschlichen Körper weiter auf. Wenn sich die Menge bis zu einem bestimmten Grad ansammelt, fühlt sich der menschliche Körper müde. Dieser Druck kann nur durch Schlaf abgebaut werden .

Der Übergang zum Mittagsschlaf wird von vielen Faktoren wie Umgebung und Kultur beeinflusst. Das Zwei-Prozess-Modell des Schlafs kann uns helfen zu verstehen, wie diese Faktoren den Schlaf beeinflussen. Eltern können beispielsweise den zirkadianen Schlaf verbessern, indem sie die Lichtintensität anpassen und ihre Kinder dazu anhalten, zur gleichen Zeit ein Nickerchen zu machen. Dadurch wird die Kontrolle des zirkadianen Rhythmus über die Nickerchenmuster ausgenutzt.

In vielen Fällen machen jedoch viele Kinder auch ohne schlaffördernde Maßnahmen ein Nickerchen, während manche Kinder selbst in einer schlaffördernden Umgebung kein Nickerchen machen. Dies muss aus der Perspektive des homöostatischen Regulierungsprozesses erklärt werden.

Die Ansammlung von homöostatischem Schlafdruck ist variabel und experimentelle Studien haben gezeigt, dass jüngere Kinder schneller homöostatischen Schlafdruck ansammeln als ältere Kinder und daher häufigere Nickerchen brauchen, um diesen Schlafdruck abzubauen. Die Forscher gehen davon aus, dass diesem Unterschied im Schlafdruck die Gehirnentwicklung und die Gedächtnisentwicklung zugrunde liegen. Aus einer Studie, in der die kognitive Leistungsfähigkeit von Kindern gleichen Alters, die regelmäßig Mittagsschlaf halten, und von Kindern, die nicht regelmäßig Mittagsschlaf halten, verglichen wurde, schlussfolgern sie, dass die Gehirnentwicklung mit dem Übergang zum Mittagsschlaf zusammenhängt. Je reifer das Gehirn eines Kleinkindes ist (insbesondere je reifer das im Hippocampus zentrierte Gedächtnisnetzwerk), desto effektiver können Erinnerungen gespeichert werden. Dadurch verringert sich die Ansammlung von homöostatischem Schlafdruck und es kommt schließlich zum Übergang vom Mittagsschlaf zum monophasigen Nachtschlaf im Stil eines Erwachsenen.

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Kinder, die nicht gerne schlafen, haben ein reiferes Gehirn und eine bessere kognitive Leistung

Die Lern- und Erinnerungsfähigkeit unseres Gehirns beruht in erster Linie auf einem Netzwerk von Gehirnbereichen, zu denen auch der Hippocampus und der Neokortex gehören. Unter ihnen spielt der Hippocampus eine sehr wichtige Rolle bei kognitiven Aktivitäten wie der frühen Bildung neuer Erinnerungen und dem Einprägen der Zusammenhänge zwischen verschiedenen Dingen. Kurz gesagt, dieses Organ dient der kurzfristigen Speicherung und die durch das Lernen erzeugten Gedächtnisspuren werden vorübergehend darin gespeichert, können jedoch leicht gestört und vergessen werden. Während sich das Gehirn entwickelt, nimmt die Konnektivität zwischen verteilten kortikalen Bereichen im Gehirn zu, die Rolle des Hippocampus wird allmählich schwächer und im Neokortex konsolidierte Erinnerungen können äußeren Störungen stabiler und wirksamer widerstehen.

Zahlreiche Tierstudien haben gezeigt, dass während eines Nickerchens Erinnerungen im Hippocampus, die mit Lernereignissen in Zusammenhang stehen, aktiviert werden, was bedeutet, dass Schlaf zur Festigung des Kurzzeitgedächtnisses beitragen kann . Wenn ein Baby gerade geboren wird, sind die verschiedenen Gehirnbereiche des Babys noch nicht vollständig entwickelt und seine Lern- und Erinnerungsfähigkeit ist nicht stark ausgeprägt. Es muss mehrmals am Tag schlafen, um sein Gedächtnis kontinuierlich zu festigen. Während sich das Gehirn weiterentwickelt und reift, werden die Verbindungen zwischen den neokortikalen Bereichen des Gehirns immer stärker. Die zunächst im Hippocampus gebildeten Kurzzeiterinnerungen werden im Neokortex konsolidiert, der so dem Vergessen wirksamer entgegenwirken kann und unsere Lern- und Erinnerungsfähigkeit schrittweise verbessert.

In einem kognitiven Test mit gleichaltrigen Kindern stellten Forscher fest, dass Kinder, die weniger Nickerchen machten, sich länger an gehörte Zahlenfolgen erinnerten und über einen größeren Wortschatz verfügten als Kinder, die häufiger Nickerchen machten. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass Kinder, die nicht häufig Mittagsschlaf halten, über stärkere kognitive Fähigkeiten und eine bessere Gedächtnisleistung verfügen .

Um eine plausible Erklärung für die Ergebnisse der oben genannten kognitiven Testexperimente zu liefern, nutzten die Forscher die Volumengröße der Hippocampus-Subregion (ein Bereich des Hippocampus, der in verschiedenen Stadien der Gehirnentwicklung deutlich unterschiedliche Volumenänderungen aufweist) als Indikator, um die Beziehung zwischen dem Hippocampus, der eine wichtige Rolle bei der frühen Bildung und Festigung des Gedächtnisses spielt, und der kognitiven Verhaltensleistung von Kindern weiter zu erforschen. Die Studie ergab, dass von allen untersuchten 4- bis 8-Jährigen diejenigen mit kleineren Hippocampus-Subregionen eine bessere Gedächtnisleistung aufwiesen. Daraus schlossen die Forscher, dass Kinder, die nicht gerne schlafen, eine bessere kognitive Leistungsfähigkeit aufweisen, möglicherweise weil ihre Gedächtnisspeicherung effizienter ist, das Volumen ihrer Hippocampus-Subregionen kleiner ist und sie nicht auf häufigen Schlaf angewiesen sind, um das Kurzzeitgedächtnis im Hippocampus zu festigen.

Anschließend verglichen die Forscher das Volumen der Hippocampus-Subregionen bei Kindern im Alter von 4 bis 6 Jahren, die regelmäßig Mittagsschlaf machten, mit denen bei Kindern, die dies nicht taten. Dabei stellten sie fest, dass die Hippocampus-Subregionen bei Kindern, die keinen Mittagsschlaf machten, kleiner waren und die entsprechende kognitive Leistungsfähigkeit der Kinder besser war als bei Kindern, die regelmäßig Mittagsschlaf machten .

Aus der Kombination aller oben genannten experimentellen Ergebnisse lässt sich schlussfolgern, dass Nickerchengewohnheiten mit dem Reifegrad des Gehirns in Zusammenhang stehen. Kinder mit reiferen Gehirnen haben stärkere Verbindungen zwischen verteilten Kortexbereichen, können Erinnerungen effektiver speichern und die Funktion des Hippocampus ist geschwächt, wodurch die Ansammlung von homöostatischem Schlafdruck im Körper reduziert wird. Daher besteht keine Notwendigkeit für häufige Nickerchen, um Erinnerungen zu festigen und den homöostatischen Schlafdruck zu lindern.

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Ein besseres Verständnis der Übergänge und Veränderungen im Nickerchenmuster könnte dazu beitragen, unser Wissen über die Gesundheit von Kindern zu erweitern. Wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen, dass der Übergang zum Mittagsschlaf ein Produkt der Gehirnentwicklung ist und bei verschiedenen Kindern stark variiert. Eltern sollten sich darüber im Klaren sein, dass sich die Veränderungen des Mittagsschlafmusters nicht allein am Alter orientieren können, sondern im Zusammenhang mit dem täglichen Verhalten des Kindes beurteilt werden sollten. Bei Kindern, die daran gewöhnt sind, Mittagsschlaf zu halten, ist der Gedächtnisschaden, der durch das Nicht-Mahlen eines Mittagsschlafs entsteht, weitaus größer als bei Kindern, die nicht gerne Mittagsschlaf halten. Wenn Sie also feststellen, dass Ihr Kind nicht gern Mittagsschlaf macht, brauchen Sie sich nicht allzu viele Sorgen zu machen. Wenn Ihr Kind die Angewohnheit hat, jeden Tag ein Nickerchen zu machen, sollten Sie es dabei voll unterstützen und ihm die Voraussetzungen dafür bieten .