FOR 457: Gedächtnisbildung im Schlaf: Konsolidierung psychologischer, metabolischer und immunologischer Setpoints

Die Blutglukose- (BG-) Konzentration verändert sich während des Schlaf-Wach-Zyklus, des Fastens, nach rekurrenten Hypoglykämien und bei Adipositas. Es ist unklar, ob diesen BG-Veränderungen eine Modulation des Glukose-Setpoints zu Grunde liegt. Im theoretischen Teil des Projektes soll ein mathematisches Modell formuliert werden, das sogenannte "Fishbone-Model" (s. Abb.). Glukose ist das wichtigste Energiesubstrat für das Gehirn. Die Glukoseaufnahme ins Gehirn erfolgt insulinunabhängig, die in Muskel- und Fettgewebe insulinabhängig. Bei der Regelung der "Glukose-Allokation" auf diese Organe ist das wesentliche Feedback-Signal die Glukosekonzentration selbst; weitere FeedbackSignale sind die Hormone Leptin, Insulin und Cortisol, die vermutlich eine Bedeutung für eine BG-Setpoint-Integration haben. Im experimentellen Teil des Projektes soll mit Hilfe des Modells der BG-Setpoint und dessen Änderung während des Schlafes unter verschiedenen experimentellen Bedingungen analysiert werden. Während des Schlafes kommt es zu einer BG-Erhöhung mit verminderter Insulin-Sekretion und -Wirkung. Wie die Schlafassoziierte BG-Erhöhung entsteht, ist bislang unklar. Ziel des Projekts ist es, ein Modell des Glukose-Metabolismus mathematisch zu formulieren. Mit dem Modell lassen sich Setpoints explizit beschreiben. Die Hypothese dieser Arbeit soll mittels Modell-Bildung auf der Basis eigener Daten getestet werden. Therapeutische Interventionen sind langfristig besonders aussichtsreich, wenn sie am Setpoint des Closed-Loop-Systems ansetzen.

Teilprojekte:

Gedächtniskonsolidierung im gestörten Schlaf: psychologische und neuroendokrine Prozesse - Prof. Dr. J. Backhaus, Prof. Dr. K. Junghans

Konsolidierung von Gedächtnis im Schlaf: Neuropharmakologische und neuroendokrine Bedingungen - Prof. Dr. J. Born

Neokortikale Verarbeitungsmodi als Abbild von Gedächtnisprozessen im Schlaf - Dr. M. Mölle, Dr. U. Melchert

Psychologische Determinanten schlafassoziierter Gedächtnisbildung: Emotionen, implizites und explizites Lernen - Prof. Dr. R. Verleger, Prof. Dr. C. Helmchen, PD Dr. M. F. Nitschke

"Reset" und Konsolidierung des Glukose-Setpoints im Schlaf bei Gesunden und Diabetikern: Eine mathematische Modellbildung anhand experimenteller Daten - Prof. Dr. A. Peters, Prof. Dr. B. Fischer, Dr. B. Frühwald-Schultes

Schlaf-gesteuerte Formation spezifischer Immunität - Prof. Dr. H. L. Fehm, Dr. Martin Ernst, Prof. Dr. T. Lange

Setpointsetzung im Schlaf: Die Beeinflussung des Körpergewichts durch zentralnervös wirksame Hormone - Prof. Dr. W. Kern

Ungestörter und gestörter Schlaf in der Regulation der sympathischen Aktivität bei Gesunden und Patienten mit arterieller Hypertonie / metabolischem Syndrom - Prof. Dr. C. Dodt

Wach-Sakkaden und Schlaf-REMs als Indikatoren visuomotorischer Gedächtniskonsolidierung im Schlaf: Einflüsse von Sakkaden-Typ, Memorisierungszeit und Läsionen kortikaler Sakkadenzentren - Prof. Dr. W. Heide, Prof. Dr. S. Gais