Zeitliche Regulation der Schlafstruktur unter natürlichen Bedingungen

• Antragstellerin: Dr. Eva Winnebeck, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Epidemiologie und Medizinische Biometrie/Statistik ; Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 450622422

Schlaf und Gesundheit sind eng miteinander verknüpft. Nur eine Kombination aus vielfältigen Forschungsansätzen kann langfristig Aufschluss über diesen Zusammenhang geben, denn Schlaf unterliegt einer hochkomplexen Regulation, die sich über Millisekunden bis Stunden und Tage bis Monate erstreckt. Schlafdaten in Gesundheitskohorten basieren meist auf Fragebögen, die in großen Stichproben wertvolle Information über Schlafzeiten auch longitudinal liefern können, jedoch keine Angaben zur Schlafstruktur beinhalten, jenen dynamischen physiologischen Abläufen, die den Schlaf charakterisieren. Diese können derzeit nur in Laborstudien erfasst werden, die wegen des Aufwands in ihrem Stichprobenumfang stark begrenzt sind.Vor Kurzem haben wir eine Methode etabliert, die eine Brücke zwischen den groben Fragebogenmaßen und den detaillierten Laboraufzeichnungen schlagen kann, indem sie die Schlafstruktur anhand von Bewegungsdaten abschätzt. Aktigraphie kann mit geringem Aufwand longitudinal erhoben werden und ist eine etablierte Technik in der Schlaf- und Circadianen Forschung. Anstatt aus der Aktigraphie nur Schlafzeiten abzuleiten, verwendet unsere Methode die Bewegungsmuster im Schlaf um auch Abläufe während des Schlafes zu quantifizieren. Mittels der Locomotor Inactivity During Sleep (LIDS) können wir so nicht nur Schlafzyklen erfassen, sondern auch graduelle Veränderungen, die denen der slow wave activity aus dem EEG ähneln.In meinem Projekt möchte ich die Vorteile dieser Methode ausnutzen, um in großen Datensätzen die zeitliche Regulation von Schlafstruktur unter natürlichen Bedingungen zu untersuchen. Laborstudien haben bereits gezeigt, dass Schlafstruktur stark von homöostatischen und circadianen Prozessen reguliert wird. Im täglichen Leben sind homöostatische und circadiane Stressoren allgegenwärtig – Arbeitszeiten, Verpflichtungen und suboptimale Lichtexposition – was zu chronischem Schlafmangel und circadianer Disruption führt. Um die Gesundheitsfolgen durch diese zeitlichen Stressoren zu beurteilen, müssen wir deren langfristige Auswirkungen auf die Schlafstruktur und die Unterschiede zur einmaligen Exposition verstehen. Für Schlafzyklen sind weder die Folgen einer akuten noch einer langfristigen Exposition geklärt.Deshalb schlage ich hier ein Datenanalyseprojekt vor, in dem die zeitliche Regulation von Schlafstruktur anhand von Aktigraphie in einer Kombination aus zwei großen Beobachtungs- und zwei Experimental-Studien mit homöostatischer und circadianer Manipulation untersucht wird. Assoziationen aus der Munich Activity Database (n>700; 20.000 Schlafepisoden) und der UK Biobank (n>85.000; 560.000 Schlafepisoden) werden mit Effekten in Schlafrestriktions- und Forced-Desynchrony-Experimenten verglichen, um Kausalzusammenhänge zu ermitteln. Ein besseres Verständnis der zeitlichen Regulation von Schlafstruktur unter natürlichen Bedingungen ist eine Voraussetzung für die Untersuchung von Gesundheitsfolgen und deren mechanistischen Grundlagen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen