Alte Hunde mit Demenz schlafen weniger tief, genau wie Menschen mit Alzheimer

Bei Menschen mit Alzheimer sind die frühesten Symptome häufig Störungen des Schlafrhythmus. Dazu gehören Tagesschläfrigkeit, Unruhe oder Verwirrtheit in der Abenddämmerung, längeres Wachbleiben und häufiges Aufwachen in der Nacht. Es wird angenommen, dass diese Veränderungen auf Schäden an schlafregulierenden Bereichen im Gehirn zurückzuführen sind. Alzheimer-Patienten verbringen tendenziell weniger Zeit sowohl im REM-Schlaf (Rapid Eye Movement), in dem die meisten Träume auftreten, als auch im Nicht-REM-Schlaf (NREM). Aber sie zeigen die größte Reduktion im sogenannten Slow-Wave-Sleep (SWS) – einem Stadium des nicht träumenden Tiefschlafs, der durch langsame „Delta“-Gehirnwellen (0,1 bis 3,5 Hz) gekennzeichnet ist – wenn die Tageserinnerungen konsolidiert sind.

Jetzt haben Wissenschaftler gezeigt, dass die gleiche Verringerung der Schlafzeit und der Delta-Gehirnwellen bei Hunden mit dem Hundeäquivalent der Demenz, dem caninen kognitiven Dysfunktionssyndrom (CCDS), auftritt. Dadurch schlafen diese Hunde immer weniger tief. Die Ergebnisse werden in veröffentlicht Grenzen in der Veterinärmedizin.

„Unsere Studie ist die erste, die den Zusammenhang zwischen kognitiver Beeinträchtigung und Schlaf mit Polysomnographie – der gleichen Technik, die in Schlafstudien bei Menschen verwendet wird – bei älteren Hunden untersucht“, sagte die leitende Autorin Dr. Natasha Olby, Professorin für Veterinärneurologie und Neurochirurgie an North Carolina State University.

Alte Hunde mit oder ohne Demenz

Olby und Kollegen untersuchten 28 weibliche und männliche ältere Mischlings- und Vollbluthunde im Alter zwischen 10,4 und 16,2 Jahren, was je nach Größe zwischen 81 % und 106 % ihrer durchschnittlichen Lebensdauer entspricht. Ihre Besitzer wurden gebeten, einen Fragebogen über ihre vierbeinigen Begleiter auszufüllen, um die Schwere der CCDS-Symptome wie Orientierungslosigkeit, schlechte soziale Interaktionen und Hausverschmutzung zu bewerten. Die Forscher untersuchten die Hunde auch auf mögliche orthopädische, neurologische, biochemische und physiologische Komorbiditäten.

Basierend auf den Ergebnissen wurden acht Hunde (28,5 %) als normal eingestuft, während weitere acht (28,5 %), vier (14,3 %) und acht (28,5 %) ein leichtes, mittelschweres bzw. schweres CCDS aufwiesen.

Die Forscher führten dann eine Reihe von kognitiven Tests an den Hunden durch, um ihre Aufmerksamkeit, ihr Arbeitsgedächtnis und ihre exekutive Kontrolle zu messen. Zum Beispiel musste ein Hund bei der „Umwegaufgabe“ ein Leckerli aus einem horizontalen transparenten Zylinder holen, indem er von beiden Seiten darauf zugreift – diese Aufgabe wird dann erschwert, indem er seine oder seine bevorzugte Seite absperrt, damit er seine Kognition zeigen muss Flexibilität, zum anderen Ende des Zylinders umzuleiten.

Schlafklinik für Hunde

Dann führten die Erstautorin Dr. Alejandra Mondino (eine Postdoktorandin in Olbys Forschungsgruppe) und Kollegen eine Polysomnographie-Studie in einem ruhigen Raum mit schwachem Licht und weißem Rauschen in einer „Schlafklinik“ durch. Die Hunde durften spontan einen Mittagsschlaf machen, während Elektroden ihre Gehirnströme, die elektrische Aktivität der Muskeln und des Herzens sowie die Augenbewegungen maßen. Diese Messungen dauerten bis zu zwei Stunden, wurden aber abgebrochen, wenn die Hunde ängstlich wurden, versuchten, den Raum zu verlassen oder die Elektroden entfernten. 26 (93 %) Hunde traten in Schläfrigkeit ein, 24 (86 %) traten in den NREM-Schlaf ein, während 15 (54 %) in den REM-Schlaf eintraten.

Die Ergebnisse zeigten, dass Hunde mit höheren Demenzwerten und Hunde, die bei der Umleitungsaufgabe besser abschnitten, länger zum Einschlafen brauchten und weniger Zeit mit Schlafen verbrachten, und dies galt sowohl für den NREM- als auch für den REM-Schlaf.

Hunde mit schlechteren Gedächtniswerten zeigten während des REM-Schlafs Veränderungen, wie z. B. weniger langsame Oszillationen in ihren Elektroenzephalogrammen, was darauf hinweist, dass sie während dieser Phase weniger tief schliefen.

„Beim Menschen sind langsame Hirnschwingungen charakteristisch für SWS und mit der Aktivität des sogenannten ‚glymphatischen Systems‘ verbunden, einem Transportsystem, das Eiweißabfallprodukte aus der Zerebrospinalflüssigkeit entfernt“, sagt Olby.

„Die Verringerung der langsamen Oszillationen bei Menschen mit Alzheimer und die damit verbundene verringerte Entfernung dieser Toxine wurde mit ihrer schlechteren Gedächtniskonsolidierung während des Tiefschlafs in Verbindung gebracht.“

Im Gegensatz dazu hatten Hunde mit schlechterem Gedächtnis ausgeprägtere schnelle Beta-Wellen zwischen 15,75 und 19 Hz. Starke Beta-Wellen sind typisch für den Wachzustand bei gesunden Menschen und Hunden, also kein normales Phänomen während des Schlafs – was wiederum darauf hinweist, dass Hunde mit CCDS weniger tief schlafen.

Tagschlafen versus Nachtschlafen

Hunde, die bei der Aufgabe „Dauerblick“, die die Aufmerksamkeitsspanne misst, schlechter abschnitten, zeigten eine engere Kopplung der Delta-Wellen zwischen den beiden Gehirnhälften – ein Ergebnis, das auch bei Menschen mit Demenz festgestellt wurde.

Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass die Hunde mit CCDS während der Experimente Veränderungen im Schlaf-Wach-Zyklus zeigten, die denen ähneln, die bei Menschen mit Alzheimer gefunden wurden. Sie weisen jedoch darauf hin, dass noch unbekannt ist, ob diese Veränderungen auch dann auftreten, wenn Hunde nachts statt nachmittags schlafen.

„Unser nächster Schritt wird sein, Hunde während ihrer Erwachsenen- und Seniorenjahre im Laufe der Zeit zu verfolgen, um festzustellen, ob es irgendwelche frühen Marker in ihren Schlaf-Wach-Mustern oder in der elektrischen Aktivität ihres Gehirns während des Schlafs gibt, die die zukünftige Entwicklung vorhersagen könnten kognitive Dysfunktion“, sagte Olby.