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Auditory closed-loop stimulation of EEG slow oscillations strengthens sleep and signs of its immune-supportive function

Luciana Besedovsky, Hong Viet V. Ngo, Stoyan Dimitrov, Christoph Gassenmaier, Rainer Lehmann, Jan Born*

*Korrespondierende/r Autor/-in für diese Arbeit

Abstract

Sleep is essential for health. Slow wave sleep (SWS), the deepest sleep stage hallmarked by electroencephalographic slow oscillations (SOs), appears of particular relevance here. SWS is associated with a unique endocrine milieu comprising minimum cortisol and high aldosterone, growth hormone (GH), and prolactin levels, thereby presumably fostering efficient adaptive immune responses. Yet, whether SWS causes these changes is unclear. Here we enhance SOs in men by auditory closed-loop stimulation, i.e., by delivering tones in synchrony with endogenous SOs. Stimulation intensifies the hormonal milieu characterizing SWS (mainly by further reducing cortisol and increasing aldosterone levels) and reduces T and B cell counts, likely reflecting a redistribution of these cells to lymphoid tissues. GH remains unchanged. In conclusion, closed-loop stimulation of SOs is an easy-to-use tool for probing SWS functions, and might also bear the potential to ameliorate conditions like depression and aging, where disturbed sleep coalesces with specific hormonal and immunological dysregulations.

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer1984
ZeitschriftNature Communications
Jahrgang8
Ausgabenummer1
ISSN1751-8628
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 01.12.2017

Fördermittel

We are grateful to Ilja Goldins and Samuel Büttner for technical assistance. This work was supported by grants from the Deutsche Forschungsgemeinschaft (TR-SFB 654) and from the German Federal Ministry of Education and Research to the German Center for Diabetes Research (01GI0925).

UN SDGs

Dieser Output leistet einen Beitrag zu folgendem(n) Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung

  1. SDG 3 – Gesundheit und Wohlergehen
    SDG 3 – Gesundheit und Wohlergehen

Strategische Forschungsbereiche und Zentren

  • Forschungsschwerpunkt: Gehirn, Hormone, Verhalten - Center for Brain, Behavior and Metabolism (CBBM)

DFG-Fachsystematik

  • 2.22-17 Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus

Fingerprint

Untersuchen Sie die Forschungsthemen von „Auditory closed-loop stimulation of EEG slow oscillations strengthens sleep and signs of its immune-supportive function“. Zusammen bilden sie einen einzigartigen Fingerprint.
  • SFB 654: Plastizität und Schlaf

    Born, J. (Sprecher*in), Verleger, R. (Projektleiter*in (PI)), Witt, K. (Projektleiter*in (PI)), Gais, S. (Projektleiter*in (PI)), Kimmig, H. (Projektleiter*in (PI)), Backhaus, J. (Projektleiter*in (PI)), Junghanns, K. (Projektleiter*in (PI)), Marshall, L. (Projektleiter*in (PI)), Martinetz, T. (Projektleiter*in (PI)), Mölle, M. (Projektleiter*in (PI)), Deuschl, G. (Projektleiter*in (PI)), Mehdorn, H. M. (Projektleiter*in (PI)), Volkmann, J. (Projektleiter*in (PI)), Claussen, J. C. (Projektleiter*in (PI)), Göder, R. (Projektleiter*in (PI)), Anders, S. (Projektleiter*in (PI)), Binkofski, F. (Projektleiter*in (PI)), Büchel, C. (Projektleiter*in (PI)), Ehrlich, I. (Projektleiter*in (PI)), Baving, L. (Projektleiter*in (PI)), Prehn-Kristensen, A. (Projektleiter*in (PI)), Bartsch, T. (Projektleiter*in (PI)), Sirota, A. (Projektleiter*in (PI)), Münte, T. (Projektleiter*in (PI)), Heldmann, M. (Projektleiter*in (PI)), Diekelmann, S. (Projektleiter*in (PI)), Rauss, K. (Projektleiter*in (PI)), Sato, T. (Projektleiter*in (PI)), Krägeloh-Mann, I. (Projektleiter*in (PI)), Wilke, M. (Projektleiter*in (PI)), Hallschmid, M. (Projektleiter*in (PI)), Schmid, S. (Projektleiter*in (PI)), Kern, W. (Projektleiter*in (PI)), Perras, B. (Projektleiter*in (PI)), Poets, C. F. (Projektleiter*in (PI)), Sayk, F. (Projektleiter*in (PI)), Oster, H. (Projektleiter*in (PI)), Lehnert, H. (Projektleiter*in (PI)), Baier, P. C. (Projektleiter*in (PI)), Oltmanns, K. (Projektleiter*in (PI)), Fritsche, A. (Projektleiter*in (PI)), Preissl, H. (Projektleiter*in (PI)), Ernst, M. (Projektleiter*in (PI)), Zabel, P. (Projektleiter*in (PI)), Solbach, W. (Projektleiter*in (PI)), Kalies, K. (Projektleiter*in (PI)), Westermann, J. (Projektleiter*in (PI)), Rose-John, S. (Projektleiter*in (PI)), Lange, T. (Projektleiter*in (PI)), Rammensee, H. G. (Projektleiter*in (PI)), Autenrieth, S. E. (Projektleiter*in (PI)), Köhl, J. (Projektleiter*in (PI)) & Ehlers, M. (Projektleiter*in (PI))

    01.01.0531.12.17

    Projekt: DFG VerbundprojekteDFG Sonderforschungsbereiche / Transregios (SFB/TR)

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