Biopsychologie: Stress, Bewusstsein und Schlaf

Zusammenhang von Stress und Krankheiten

Wenn Bewältigungsmöglichkeiten überstiegen werden, reagiert unser Körper mit einer Anpassungsreaktion: Stress. Das Ziel ist dabei, das Gleichgewicht (Homöostase) zwischen der Person und Umwelt wiederherzustellen.

Merke: Stress ist eine Reaktion, kein Reiz.

Stressoren kommen aus der Umwelt oder der eigenen Person:

• Psychische Stressoren: Isolation, Zeitdruck, critical life events (Geburt, Hochzeit, Verlust einer geliebten Person etc.)
• Physische Stressoren: Krankheiten, Lärm, Kälte, Schlafmangel

Kritische Lebensereignisse sind positive oder negative Erlebnisse, die eine Anpassungsleistung vom Individuum verlangen. Für jeden hat das unterschiedliche Konsequenzen, da das individuelle Erleben bei stressvollen Ereignissen stark variiert. Die Auswirkungen können von einem geschwächten Immunsystem, höherer Anfälligkeit für Krankheiten, psychosomatischen Störungen bis hin zu einem erhöhten Suizidrisiko reichen.

Zusammenhang zwischen Stressgehalt und kritischer Lebensereignisse

Für die Erstellung der Social Readjustment Scale wurden „Stresswerte“ für verschiedene gewichtige Lebensereignisse ermittelt. Der Tod einer geliebten Person hatte z. B. 100 Punkte, der Verlust des Arbeitsplatzes 50 Punkte. Ein wirklich objektiver Vergleich eines Erlebnisses ist allerdings aufgrund von großen individuellen Unterschieden in der Persönlichkeit nicht möglich.

Es gibt jedoch einige Merkmale, die eine Stressreaktion wahrscheinlich eher auftreten lassen, da eine Neuanpassung an kritische Lebensereignisse erschwert wird durch:

• Geringe Vorhersagbarkeit
• Geringe Kontrollierbarkeit
• Einschnitt sehr früh in der Biografie
• Große Unerwünschtheit
• Hohe persönliche Relevanz

Die physiologische Stressreaktion: Fight or flight

Der Körper bereitet sich in einer Stresssituation auf einen möglichen Kampf oder eine Flucht vor. Zerebral ist maßgeblich der Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus (das Stresszentrum) an dieser Reaktion beteiligt.

Aktivierung des Sympathikus: Durch die entstehende Dominanz des sympathischen Systems steigen die Herzfrequenz Herzfrequenz Herzphysiologie, Atemfrequenz Atemfrequenz Untersuchung der Lunge und der Blutdruck. Es kommt zu einer Vasokonstriktion Vasokonstriktion Physiologie des Blutkreislaufs und erhöhten Hautleitfähigkeit. Durch die gleichzeitige Hemmung des Parasympathikus nehmen die Speichelsekretion, Magen- und Darmmotilität ab.

Konstanter Stress erhöht das Erkrankungsrisiko

Eine konstanter Stressreaktion, die mit akuten Bedrohungssituationen für den Körper nichts mehr zu tun hat, erfüllt keine sinnvolle Funktion mehr, sondern schädigt den Körper. Hohe Stresssituationen über einen längeren Zeitraum erhöhen nachweislich das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Magen-Darm-Erkrankungen.

Individualspezifische und reizspezifische Reaktion auf Reize

Physiologische Stressreaktionen zeigen sich in verschiedenen Organsystemen. Meist haben wir einen „Stressort“, wo wir mit Symptomen antworten: Kopfschmerzen, gastrointestinale Beschwerden, muskuläre Verspannungen. Dieses Reaktionsmuster wird auch als Individualstereotypie bezeichnet. Dagegen führen manche Reize immer zum gleichen Reaktionsmuster bei Menschen, z. B. plötzlicher Lärm.

Stressmodelle

Das Allgemeine Adaptionssyndrom (AAS) von Selye

Selye beschrieb 1956 das bekannteste Modell zur Reaktion auf chronischen Stress. Er teilt in drei Phasen ein: Alarmphase, Widerstandsphase und Erschöpfungsphase.

• Alarmphase: Schockphase (Tachykardie, Blutdruckabfall, Hypoglykämie Hypoglykämie Hypoglykämie), dann Gegenschockphase (ACTH-Ausschüttung, Sekretionssteigerung der Nebennierenhormone, vor allem Cortisol)
• Widerstandsphase: Steigerung des Stoffwechsels und Mobilisation von Energie durch ACTH ACTH Hormone der Nebenniere und Cortisol, Gewöhnung an den Stresszustand
• Erschöpfungsphase: Die ständige Cortisolausschüttung führt zur Immunsuppression und damit zu Organschädigungen, psychosomatischen Erkrankungen und im Extremfall zum Tod.

Das psychoendokrine Stressmodell nach Henry

Bei diesem Stressmodell von 1986 werden emotionale Stressreaktionen miteinbezogen. Stressoren können als Folge Ärger, Angst oder eine Depression auslösen. Auf diese Emotionen folgen wiederum neuroendokrine Reaktionsmuster.

Modell der Homöostase-Allostase

Nicht jeder reagiert gleich auf Stressoren: Die Belastung ist abhängig vom individuellen Vulnerabilitätsgrad.

Die Homöostase beschreibt einen Zustand, bei dem das innere Milieu im physiologischen, psychologischen und sozialen Gleichgewicht ist. Stress gefährdet also diesen ausbalancierten Zustand.

Wenn trotz äußerer Stressfaktoren dieser Zustand beibehalten wird, wird diese Fähigkeit Allostase genannt. Verschiedene genetische Faktoren und erworbene Reaktionsmuster sind für diese (veränderliche) Fähigkeit verantwortlich.

Coping-Modell von Lazarus und Launier: Situationsbewertung

Das Coping-Modell (Bewältigungsmodell) von Lazarus baut die Art und Weise der Situationsbewertung als Stufenprozess auf.

• Primäre Bewertung (primary appraisal): Zu einer sekundären Bewertung kommt es nur, wenn der Reiz angesehen wird als:
  • bedrohlich/belastend
  • günstig/positiv
  • neutral/irrelevant
• Sekundäre Bewertung (secondary appraisal): Jetzt wird bewertet, wie die Situation mittels der eigenen Handlungsfähigkeit bewältigt werden kann.
• Bewältigungsstrategien: Lazarus unterteilt in problemzentrierte Strategien (Suche nach Informationen, direkte Handlungen, kognitives Coping) und emotionszentrierte Strategien (Flucht und Vermeidung, Bagatellisieren, Distanzieren oder Annahme der Verantwortung).
• Neubewertung der Situation (reappraisal): Je nach Bewältigungsmöglichkeiten und Anforderungen der Umwelt kommt es zu einer Neubewertung der Situation in einem optimistischeren oder pessimistischeren Licht.

Unser Verhalten und das Gehirn: Elektro-Enzephalogramm (EEG)

EEG-Messungen sind vor allem wichtig in der Psychophysiologie und der Neuromedizin. Die Elektroden werden auf der Schädeldecke Schädeldecke Schädelknochen: Anatomie des Schädels, Aufbau und Funktion der Patient*innen in einem standardisierten Schema angebracht und so die elektrische Aktivität des Gehirns abgeleitet.

Das Spontan-EEG

Das Spontan-EEG zeigt die Ableitung von elektrischen Grundmustern, die ohne Einfluss von außen im Wach- oder Schlafzustand messbar sind. Dargestellt werden über einen längeren Zeitraum kontinuierlich vorhandene Wellenbänder. EEG-Muster unterscheiden sich nach Lebensalter: Bei Kindern ist das EEG insgesamt niederfrequenter und es können auch im Wachzustand Theta- und Deltawellen auftreten.

Die Frequenzbänder des EEG

Vier Typen von Frequenzbändern:

• Alpha-Wellen: in Ruhe, niedrigfrequente Wellen
  • Patient*in ist wach und entspannt bei geschlossenen Augen; falls Alpha-Wellen an mehreren Stellen ableitbar sind, wird von einem synchronisierten EEG gesprochen.
• Beta-Wellen: hochfrequente Wellen mit niedriger Amplitude
  • Patient*in öffnet die Augen oder ein Sinnreiz tritt ein, der die Aufmerksamkeit erfordert; wird der Alpha-Rhythmus durch den Beta-Rhythmus abgelöst, heißt das Alpha-Blockade und bei vorher vorhandenem synchronisierten EEG tritt nun eine EEG-Desynchronisation ein.
• Theta-Wellen und Delta-Wellen: niederfrequente Wellen mit hoher Amplitude
  • Kommen ausschließlich im Schlaf vor

Die evozierten Potenziale/ereigniskorrelierten Potenziale

Evozierte Potenziale sind Veränderungen der hirnelektrischen Aktivität, welche im zeitlichen Zusammenhang mit einem Reiz stehen. Sie sind vom Spontan-EEG abzugrenzen. Die Begriffe werden nach den auslösenden Reizen unterschieden: visuell (Licht), akustisch (Ton) und somatosensorisch (z. B. Stromstoß). Da die evozierten Potenziale vom Spontan-EEG überlagert werden, werden Mittelungstechniken genutzt, um diese sichtbar zu machen.

Zu den evozierten Potenzialen zählen auch langsame Potenzialverschiebungen bzw. langsame Hirnpotenziale, am bekanntesten sind Contingent Negative Variation (CNV) und P300:

• CNV: Ein Signalreiz kündigt einen imperativen Reiz an, auf den (z. B. motorisch) reagiert werden muss. Nach diesem Signal folgt eine kontinuierliche Negativierung im EEG („Bereitschaft“ zu reagieren).
• P300: wird relevant bei Aufmerksamkeitsprozessen. In der Darbietung einer Reihe gleicher Töne wird ein abweichender Ton eingestreut, der eine Reaktion erfordert. 300 ms nach dem relevanten Reiz zeigt sich eine positive Potenzialverschiebung.

Merke: Negativierung im EEG: Indikator für kortikale Mobilisierung

Positivierung im EEG:

Aktivations- und Bewusstseinszustände

Zwischen hellem Bewusstsein mit maximaler Aufmerksamkeit und Bewusstlosigkeit im Koma Koma Koma oder Tiefschlaf gibt es zahlreiche Abstufungen und Variationen. Einige Parameter geben Aufschluss über den Bewusstseinszustand und können subjektiv oder objektiv gemessen werden.

Indikatoren der Aktivation, auch Aktivierung oder Arousal, sind:

• Atemfrequenz Atemfrequenz Untersuchung der Lunge ↑, Herzfrequenz Herzfrequenz Herzphysiologie ↑, Blutdruck ↑
• Periphere Vasokonstriktion Vasokonstriktion Physiologie des Blutkreislaufs
• Hautleitfähigkeit ↑
• Konzentration ↑
• Tonus der Skelettmuskulatur Skelettmuskulatur Muskelphysiologie der Skelettmuskulatur ↑
• Gefühlte psychische Anspannung
• EEG-Desynchronisation (Einsetzen von Beta-Wellen und Alpha-Blockade)
• Ausschüttung von Katecholaminen ↑
• Reizschwellenerniedrigung

Das Yerkes-Dodson-Gesetz

Das Yerkes-Dodson-Gesetz besagt: Zwischen Aktivation und Leistung besteht ein umgekehrt U-förmiger Zusammenhang.

1. Für ein Leistungsoptimum gibt es ein mittleres aktives Aktivationsniveau.
2. Leichte Aufgaben lassen sich mit höherem Aktivationsniveau gut lösen.
3. Je schwieriger eine Aufgabe, desto niedriger ist das Aktivationsniveau.

Orientierungs- und Defensivreaktion

Die Orientierungsreaktion (OR) verändert das Aktivierungsniveau des Organismus. So wird er in die Lage versetzt, bedeutsame Reize zu erfassen und adäquat darauf zu reagieren. Der Ausprägungsgrad einer OR ist bei uns besonders groß, wenn der Reiz ein psychologisch erlerntes Signal darstellt (z. B. der Zuruf: „Pass auf!“).

Die Orientierungsreaktion wurde erstmals von Pawlow beobachtet und als „Was-ist-das?-Reflex“ bezeichnet.

Kehrt der Reiz immer wieder und liefert keine neue Information, findet keine OR mehr statt, das Bewusstsein gewöhnt sich daran und blendet diese aus: Habituation (Beispiel: eigene Reaktion auf das Sirenengeräusch eines Rettungswagens nach 1,2 und 5 Minuten). Nimmt die OR auf den Standardreiz wieder zu infolge eines kurzen Fremdreizes, wird von einer Dishabituation gesprochen.

• Orientierungsreaktion
  • EEG-Desynchronisation
  • Pulsfrequenz nimmt zuerst ab und dann wieder zu.
  • Vasodilatation im Kopf und Vasokonstriktion Vasokonstriktion Physiologie des Blutkreislaufs peripher
  • Schweißdrüsenaktivität steigt.
  • Hautleitfähigkeit nimmt zu.
  • Mydriasis
  • Erhöhter Muskeltonus
• Defensivreaktion: Verteidigungsreaktion
  • Ziel: Abwenden der Bedrohung durch Angriff und Flucht
  • Subjektiv: Erschrecken

Der Schlaf: 30 % unserer Lebenszeit

Beim Schlaf reduziert der Organismus psychische und physische Funktionen auf ein Minimum an Aktivation (Ausnahme: der REM-Schlaf REM-Schlaf Physiologie des Schlafes). Es werden Non-REM-Schlafphasen (1–4) und der REM-Schlaf REM-Schlaf Physiologie des Schlafes unterteilt. Die Schlafdauer sowie der Rhythmus ändern sich im Laufe unseres Lebens.

So viel Schlaf brauchen wir:

• Ein Neugeborenes schläft 16–20 Stunden pro Tag, REM-Schlaf REM-Schlaf Physiologie des Schlafes 50 %.
• Ein gesunder Erwachsener schläft ca. 8 Stunden pro Tag, REM-Schlaf REM-Schlaf Physiologie des Schlafes 20 %.
• Ältere Menschen schlafen 6 Stunden oder weniger, REM-Schlaf REM-Schlaf Physiologie des Schlafes > 20 %.

Der zirkadiane Rhythmus: Schlaf-Wach-Rhythmus

Chronobiologie heißt die Wissenschaft, die sich mit den zeitlichen Körperrhythmen befasst. Der wichtigste Zeitgeber für den zirkadianen Rhythmus ist der Hell-Dunkel-Wechsel.

Exkurs: Experimente haben gezeigt, dass der Mensch auch ohne den Lichtwechsel von Tag und Nacht einen 24 Stunden Rhythmus aus Schlafen und Wachen entwickelt. Das anatomische Korrelat dieser inneren Uhr wird dem Nucleus suprachiasmaticus zugeschrieben. Wird dieser ausgeschaltet, wird jegliche zirkadiane Rhythmik trotz externer Zeitgeber aufgehoben.
Gedächtnisfunktionen korrelieren mit der Körpertemperatur: Je schwieriger die Gedächtnisaufgabe, desto mehr verschiebt sich die Leistungsfähigkeit zur Tagesmitte hin.

Schlafphasen

Ein paar Begriffserklärungen für ein besseres Verständnis der Schlafphasen Schlafphasen Physiologie des Schlafes:

• Rapid Eye Movement (REM): rasche Augenbewegungen
• Paradoxer Schlaf: paradox deshalb, weil das EEG „wach“ erscheint bei gleichzeitiger völliger Muskelatonie
• Schlafspindeln: ebenfalls Morphologien des EEGs, die vor allem im Stadium 2 vorkommen und sich mit hoher Frequenz und niederer Amplitude darstellen
• K-Komplexe: K-Komplexe sind Potenziale, die durch abrupte und kräftige Reize (z. B. Blitz und Donner) ausgelöst werden können. Sie können als Form eines Mikro-Arousals interpretiert werden und stellen sich charakteristisch im Stadium 2 im EEG dar.

Abfolge der Schlafphasen Schlafphasen Physiologie des Schlafes

Bei acht Stunden Schlaf werden vier bis sechs Zyklen Non-REM-Schlaf und REM-Schlaf REM-Schlaf Physiologie des Schlafes durchlaufen. Im Laufe der Nacht nimmt die Dauer der Tiefschlafphasen immer mehr ab und die REM-Phase zu.

Der Grund des Träumens ist noch unbekannt

Es gibt viele Theorien, warum Menschen träumen und woher die Trauminhalte stammen. Der einzige Konsens der Traumforschung besteht darin, dass Menschen wohl tagsüber gewonnene Informationen im REM-Schlaf REM-Schlaf Physiologie des Schlafes verarbeiten (höchst individuell unterschiedlich) und eine Überführung von Informationen ins Langzeitgedächtnis stattfindet.

Schlafentzug

Schlafentzug endet im Extremfall letal. Ein dauerhafter Entzug von Schlaf macht es unmöglich, biologische Funktionen unseres Körpers aufrechtzuerhalten. Bereits kurzzeitiger Schlafentzug wirkt sich auf das Befinden aus.

• Konzentrationsminderung
• Leichte Ablenkbarkeit
• Schlechtere Gedächtnisleistung
• Nach mehreren Tagen folgen: Halluzinationen, Schlafphasen-EEG im Wachzustand

Wird nach einem Schlafentzug wieder geschlafen, nimmt der Anteil der Tiefschlafphasen zu, später wird der REM-Schlaf REM-Schlaf Physiologie des Schlafes „nachgeholt“ (REM-Rebound). Wurde in Versuchen selektiv REM-Schlaf REM-Schlaf Physiologie des Schlafes entzogen (Wecken der Proband*innen in Stadium 5), zeigten die Proband*innen Hyperaktivität, eine erhöhte Reizbarkeit und teils größere Ängstlichkeit.

Schlafstörungen

Dyssomnien: Fehlregulationen des Schlafes

Dyssomnien werden in Hypersomnien und Hyposomnien eingeteilt.

Parasomnien Parasomnien Parasomnien

Parasomnien Parasomnien Parasomnien bezeichnen die Gruppe der sonderbaren Phänomene, die im Schlaf auftreten können. Dazu gehören:

• Somnambulismus: Schlafwandeln
• Somniloquie: Sprechen im Schlaf
• Pavor nocturnus: nächtliches Aufschrecken
• Bruxismus: nächtliches Zähneknirschen
• Enuresis nocturna: nächtliches Einnässen