Tetawellen von Neuronen: Definition, Funktion und Bedeutung

Schwingungen der Hirnaktivität beeinflussen unsere Aufmerksamkeit und viele weitere geistige Fähigkeiten. Die Hirnaktivität oszilliert in verschiedenen Frequenzen, die als Gehirnwellen bezeichnet werden. Diese Gehirnwellen sind die Summe aller elektrischen Aktivitäten in der Großhirnrinde. Während das Gehirn Informationen verarbeitet, verändert sich dabei der elektrische Zustand. Es kann in Folge zu Potenzialschwankungen zwischen 5 und 100 Mikrovolt (μV) kommen. Diese Potenzialänderungen lassen sich über den gesamten Kopf verteilt messen. Die Spannungsschwankungen lassen sich mittels EEG (Elektroenzephalografie) an der Kopfoberfläche messen und können über ein Elektroenzephalogramm grafisch darstellt werden.

Die Frequenzbereiche der Gehirnwellen

Je nach Zustand, in dem sich ein Mensch befindet (aktiv, wach, schlafend, entspannt), werden die Gehirnwellen unterschiedlichen Frequenzbereichen zugeteilt. Dabei unterscheidet man, abhängig nach Schwingungsspektrum, zwischen Alpha-, Beta-, Delta- und Theta-Wellen. Mittels Gehirnwellen-Messung lässt sich der Schlaf in unterschiedliche Schlafphasen einteilen. Schlafen wir, durchläuft das Gehirn verschiedene Schlafphasen mit unterschiedlichen Gehirnwellen-Frequenzen. Die Schlafphasen werden dabei in zwei Teile untergliedert: Non-REM Schlaf (Phase 1-4) und REM Schlaf (Phase 5). Wobei man nachts mehrere Schlafzyklen (Phase 1-5) durchläuft. Im Durchschnitt dauert ein Schlafzyklus rund 90 bis 110 Minuten; die REM-Phasen fallen in den ersten Zyklen allerdings recht kurz aus, die Tiefschlafphasen jedoch länger.

Delta-Wellen (0,2-3 Hz)

Delta-Wellen haben eine Frequenz von 0,2-3 Hertz (Hz) und treten vorwiegend in der Tiefschlafphase auf. Im Wachzustand kommen sie äußerst selten vor. Delta-Wellen zeichnen sich durch Trance- und „nicht-physische“ Zustände bzw. durch einen traumlosen Schlaf aus. Das Bewusstsein ist dabei komplett ausgeschaltet, lediglich das Unterbewusstsein ist aktiv. Delta-Wellen sind im Wesentlichen für sämtliche Heilungsvorgänge verantwortlich und dienen der Stärkung des Immunsystems. Der Delta Zustand ist das stärkste Anti-Aging.

Theta-Wellen (4-8 Hz)

Theta-Wellen (4-8 Hz) treten hauptsächlich im Schlaf sowie in der Meditation auf. Dabei ist das Unterbewusstsein aktiviert. Der Zugang zu unbewussten Gedanken ist nun möglich. Charakteristisch für diese Sequenz sind neben einer lebhaften Erinnerung und Kreativität auch die erhöhte Lernfähigkeit, sowie die plastische Vorstellungskraft und Fantasie. Künstler, Erfinder und Kinder haben oft ausgeprägte Theta-Hirnwellenaktivität, sogar im Wachzustand. Das ist auch der Grund warum Kinder so leicht lernen, bei ihnen ist die Theta-Aktivität noch deutlich größer. Im Theta-Stadium bekommen wir Zugang zu unbewussten Verhaltensmustern, die unsere bewussten Aktionen zu 90% steuern.Theta Wellen verhelfen zu mehr Kreativität, fördern die Intuition und können dafür sorgen, dass sich Konzentration und die Erinnerungs- und Lernfähigkeit erhöhen. Ein weiterer Vorteil bei der Behandlung mit Theta Wellen liegt daran, dass sich unser Gehirn über Zeit auf diese neuen Bewusstseinszustände im tiefen Theta „gewöhnt“. Stell dir einmal vor wie genial es wäre, wenn du dich entspannen könntest, wenn du es möchtest. Wie auf Knopfdruck erreichst du einen Theta Zustand und damit Ruhe und Regeneration.

Alpha-Wellen (8-12 Hz)

Alpha-Wellen (8-12 Hz) bilden die Brücke zwischen innerer (Theta-) und äußerer (Beta-) Welt. Wer morgens aufwacht, und noch ein wenig döst (Gehirnwellen sind im Thetabereich) bzw. sich im Halbschlaf noch an den Traum erinnern kann, befindet sich gerade im Alpha-Zustand. Wer allerdings nach dem Aufwachen gleich in den Beta-Zustand wechselt, wird sich nicht mehr an den Traum erinnern können. Hypnose - beispielsweise - basiert auf Alpha-Wellen. Die Lernfähigkeit und Erinnerungsfunktion sind im Alpha-Zustand besonders hoch. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass Alpha-Wellen im relaxten Zustand auftreten und ein Stadium zwischen Wachheit und Schlaf darstellen.

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Beta-Wellen (12-38 Hz)

Im Bereich der Beta-Wellen (12-38 Hz) befindet sich die Person in einem Wach-Zustand. Eine Frequenz von über 25 Hz signalisiert bei der betroffenen Person Alarmbereitschaft. Neben einem erhöhten Anteil an Beta-Wellen findet in diesem Fall auch ein erhöhter Ausstoß an Stresshormonen statt. Angstzustände sowie Stress sind mögliche Ursachen für eine erhöhte Beta-Wellen-Frequenz. Charakteristisch für Beta-Wellen sind ein nach außen hin gerichtetes Bewusstsein, ein prüfendes Denken sowie die Verarbeitung von Sinnesreizen.

Gamma-Wellen (35-100 Hz)

Personen im Gamma-Wellen- (35-100 Hz) Bereich laufen zu Höchstleistungen auf. Gamma-Wellen sind Unterbereich der Betawellen, und bewegen sich im Bereich von 40 bis 70 Herz. Im Zustand der Gamma-Wellen-Aktivität verbinden wir unsere Sinne mit neuen Impulsen, so dass wir sie lernen und erinnern können. Stärkere Gamma-Aktivität bei Meditierenden führt zu mehr Empathie und Verbundenheit.

Die Rolle hemmender Neuronen bei der Entstehung von Gehirnwellen

Die Ergebnisse vieler experimenteller Untersuchungen zeigen, dass bestimmte Klassen von Neuronen größeren Einfluss auf den Oszillationszustand des Netzwerkes nehmen als Andere. Hemmende Neuronen, welche etwa 20 Prozent der Nervenzellen in der Hirnrinde ausmachen, scheinen die Schlüsselrolle in der Entstehung von Gehirnwellen zu spielen. Wie die hemmenden Neuronen die Oszillation steuern ist allerdings nicht bekannt.

Tatjana Tchumatchenko vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt und Claudia Clopath vom Imperial College London sind der Überzeugung, dass sie mit Hilfe der Mathematik ein Phänomen wie die Gehirnwellen besser verstehen können. In ihrer gemeinsamen Arbeit entwickelten sie ein mathematisches Modell, welches die Aktivität der erregenden und hemmenden Nervenzellen eines Netzwerks wie der menschlichen Hirnrinde bestimmen kann. „Es ist uns nicht nur gelungen, Ergebnisse aus bisherigen Experimenten zuverlässig analytisch sowie numerisch zu reproduzieren, das mathematische Modell enthüllte sogar die zwei notwendigen Bedingungen für die Entstehung von Gehirnwellen“, erklärt Tatjana Tchumatchenko.

Die hemmenden Neuronen und deren synaptische Verbindungen besitzen den Wissenschaftlern zufolge also eine zentrale Rolle: „Erstaunlicherweise zeigt unser Modell, dass allein die Eigenschaften der hemmenden Neuronen und deren Verbindungen die Oszillationsfrequenz des gesamten Netzwerks bestimmen. Und das, obwohl die Mehrheit der Nervenzellen erregend sind“, sagt Claudia Clopath. Die gewonnen Erkenntnisse werden das Verständnis komplexer Systeme vertiefen und dabei helfen, den Zusammenhang zwischen einzelnen Netzwerkeinheiten und der entstehenden Netzwerkdynamik zu erklären.

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Theta-Wellen und Gedächtnisbildung

In diesem Zustand kann das Gehirn aber nicht lustvoll nur Tagträumen nachhängen, sondern auch besonders gut neue Informationen aufnehmen und speichern. Das haben jetzt Ueli Rutishauser vom California Institute of Technology in Pasadena und seine Kollegen gezeigt. Wenn Neuronen, die an der Gedächtnisbildung beteiligt sind, im Takt der Theta-Wellen Signale aussenden, bleiben die gespeicherten Erinnerungen besser haften.

Untersucht wurden acht Patienten, die wegen ihrer Parkinson-Erkrankung Elektroden unter ihrer Schädeldecke trugen. So konnten die Wissenschaftler direkt die Aktivität einzelner Neuronen beobachten. Die Probanden bekamen 100 Bilder zu sehen und sollten erkennen, welche davon in einer zweiten Bildserie nach einer halben Stunde wieder auftauchten. Wie sich zeigte, erinnerten sie sich am besten an die Bilder, bei deren erstmaliger Betrachtung die beobachteten Neuronen synchron zu den Theta-Wellen gefeuert hatten. Anhand der Signalmuster konnten die Forscher sogar vorhersagen, wie stabil ein Bild im Gedächtnis verankert worden war.

Auch Wissenschaftler um Lluìs Fuentemilla vom University College London stellten kürzlich eine Verbindung zwischen Theta-Wellen und der Merkfähigkeit her. Sie zeigten, dass der kurzfristige Arbeitsspeicher unseres Gehirns Informationen festhält, indem er sie ständig wiederholt. Auch dabei spielt die Koordination mit den Theta-Wellen eine entscheidende Rolle.

Theta-Phasenbindung und Gedächtnisprozesse

Ein internationales Forschungsteam des Universitätsklinikums Bonn, der Universität Bonn, des Universitätsklinikums Freiburg und der Columbia University in New York untersuchte nun, wie Nervenzellen mit den rhythmischen Schwingungen des Gehirns zusammenarbeiten. Die Ergebnisse der Studie wurden in 'Nature Communications' veröffentlicht.

Für ihre Analysen nutzten die Wissenschaftler die besondere diagnostische Situation von Patienten mit therapieresistenter Epilepsie. Bei diesen werden im Rahmen der prächirurgischen Abklärung Elektroden direkt in das Gehirn implantiert. So lassen sich nicht nur die Anfallsherde lokalisieren, sondern zugleich die Aktivität einzelner Neuronen aufzeichnen.

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Während einer räumlichen Gedächtnisaufgabe analysierten die Forschenden die neuronale Aktivität in Relation zu Hirnrhythmen im Frequenzbereich von 1 bis 10 Hertz. Im Mittelpunkt stand die sogenannte Theta-Phasenbindung - das zeitlich abgestimmte Feuern von Nervenzellen im Takt der Theta-Wellen.

„Ähnlich wie die Mitglieder in einem Orchester, die sich an einem gemeinsamen Takt orientieren, ist die Aktivität der Nervenzellen offenbar mit elektrischen Schwingungen - ein- bis zehnmal pro Sekunde - im Gehirn verknüpft. Dabei feuern die Zellen bevorzugt zu bestimmten Zeitpunkten innerhalb dieser Hirnwellen, ein Phänomen namens Theta-Phasenbindung“, erklärt Erstautor und Postdoktorand der Universität Bonn (UKB) Dr. Tim Guth, der kürzlich vom Universitätsklinikum Freiburg zur Arbeitsgruppe „Kognitive und Translationale Neurowissenschaften“ am UKB wechselte.

Die Auswertung zeigte, dass etwa 86 % der untersuchten Neuronen eine Theta-Phasenbindung aufwiesen. Dieses Phänomen trat sowohl während der Gedächtnisbildung als auch beim Erinnern auf. Entscheidend dabei: Die Stärke der Phasenbindung hing nicht davon ab, ob sich die Patienten später korrekt erinnerten. Damit stellt sie ein generelles Merkmal der Gedächtnisprozesse dar, ohne direkt den Erfolg des Erinnerns vorherzusagen.

Die Forschenden konnten nachweisen, dass die Stärke der Theta-Phasenbindung von den Eigenschaften des lokalen Feldpotenzials abhing. Besonders ausgeprägte Theta-Wellen, klar erkennbare Oszillationen und steile aperiodische Spektren gingen mit einer stärkeren Kopplung der Neuronen einher. Mit anderen Worten: Je ausgeprägter die rhythmische Aktivität im Hintergrundsignal, desto präziser folgten die Nervenzellen dem Takt der Hirnwellen.

Die Studie liefert grundlegende Erkenntnisse über die Dynamik zwischen neuronaler Aktivität und Hirnrhythmen. Theta-Phasenbindung erweist sich als konstantes Phänomen sowohl beim Lernen als auch beim Erinnern und wird von spezifischen Eigenschaften der lokalen Feldpotenziale beeinflusst.

Theta-Wellen und Yoga-Nidra

Um wirklich tiefgreifende Entspannung zu spüren, müssen wir jedoch in den Theta Bereich gelangen. Das kann ganz einfach funktionieren. In den alten Yoga Schriften werden Theta- und Delta-Wellen mit Tiefschlaf beschrieben. Wir sind zwar in der Lage Stimmen und Gespräche zu hören, aber wir sind nicht in der Lage zu verstehen was gesagt wird. Weil das Sprachzentrum ruht. Wir betreten den Raum der inneren Stille - der hinter den Gedanken ist. Wir können ihn nur im Zustand der völligen Gedanken-Freiheit erreichen. In diesem Zustand ist jegliches Körper-Bewusstsein aufgelöst. Es gibt keinen Körper mehr. Hier haben wir traumhafte Gedanken und Bilder, die wir mit einer gewissen inneren Distanz erleben. Wir können auch Gedanken haben, aber wir interagieren nicht mit ihnen. Sie sind in einem gewissen Abstand, ähnlich als wenn du ein Radio in einem anderen Raum hörst. Das heißt die Stimme des Geistes ist noch da, so wie das Radio auch. Wir können in eine Art Wachtraum fallen. Das ist deshalb so, weil die erste Stufe von Yoga-Nidra das Traumstadium durchwandert. Hier erleben wir, dass wir hin-und-her-schweben, wenn wir eine Yoga-Nidra Anleitung hören, um ihr zu folgen. Oder wir hören Worte, aber sie machen keinen Sinn. In jedem Fall ist der Körper still und antwortet auf nicht mentale Weise auf eintreffende Impulse. Es ist also nicht dieselbe Art zu schlafen wie du es des Nachts tust. Den Körper erreichen immer noch Informationen aus der Umwelt. Das ist der Unterschied zwischen biologischem und logischem Schlaf. In diesem Raum des Nichts sind die Bewegungen des Geistes so langsam geworden, das jegliche Identifikation mit unserer Persönlichkeit verschwunden ist.

Jedes Mal, wenn du Yoga-Nidra praktizierst, bewegst du dich von der Welle, dem Körper-Geist weg, hin zum Ozean der formlosen Bewusstheit.

Gehirnwellen-Training und neowake®

Mit neowake® produzieren wir modernste Neuromusik zur Modulierung der Gehirnwellen. Natürlich sind auch Theta-Wellen einfach innerhalb von 10 Minuten zu erreichen. Auch durch neowake® kannst du dein Gehirn mit den Schwingungen der Theta Wellen synchronisieren und dich in einen meditativen Zustand versetzen. Das Erstaunlichste ist, dass neowake® Sessions, die gezielt Theta Wellen aktivieren, nachgewiesenermaßen auch unmittelbar das Schmerzerleben von Patienten reduzieren konnten!

Mit der richtigen Unterstützung durch neowake® kannst du Theta Wellen gezielt aktivieren. Das Ziel ist vielmehr, ein Gleichgewicht zu erreichen und eine maximale Flexibilität des Gehirns zu ermöglichen. Gut harmonisierte Gehirnwellen, die auf unterschiedlichsten Frequenzen Signale austauschen, sind die Infrastruktur für gut funktionierende neuronale Kommunikationswege. Jedes Instrument (= jede Gehirnwelle) muss harmonisch und aktiv sein, damit ein Musikstück entstehen kann. Nur falls wir als Menschen alle Gehirnwellen erreichen können, ist überhaupt ein ausgeglichenes Leben möglich.

Es muss eine harmonische Synchronisation auf allen Ebenen stattfinden und dafür ist die schnellste Lösung die gezielte Aktivierung der Frequenzen durch unsere neowake® Sessions. Das harmonische Wechselspiel der Frequenzen ist wichtig, damit das Hirn volle Funktionalität erreicht und Höchstleistung erbringen kann. Daher sollte nie nur eine Frequenz aktiviert werden, sondern ein großer Oszillationsbereich durch die Ansprache aller Gehirnwellen im Wechsel erzeugt werden.

Hochsensibilität und Gehirnwellen

Es gibt Menschen, deren Wahrnehmung wie ein fein abgestimmtes Instrument funktioniert. Sie hören Zwischentöne, spüren Atmosphären, bemerken kleinste Veränderungen. Vielleicht gehörst du zu diesen Menschen. Vielleicht hast du dich schon oft gefragt, warum du scheinbar banale Situationen als anstrengend empfindest, warum dir soziale Interaktionen manchmal zu viel werden, obwohl du andere gern hast. Diese Empfindsamkeit wurde lange missverstanden. Als Schwäche, Empfindlichkeit, mangelnde Belastbarkeit. Heute wissen wir: Hochsensibilität ist keine Störung, sondern eine Form der tieferen, feineren Verarbeitung.

In den letzten Jahren hat die Forschung begonnen, genau hinzusehen. Eine der spannendsten Studien der letzten Zeit stammt von Meinersen-Schmidt et al. (2023). Sie zeigt, dass sich das Gehirn hochsensibler Menschen tatsächlich anders verhält. Nicht pathologisch, sondern reaktiver. Bei offenen Augen und alltäglicher Reizaufnahme laufen bestimmte Frequenzen im Gehirn intensiver. Das bedeutet: Die Welt „kommt stärker an“. Und das erklärt viel.

In der Studie von Meinersen-Schmidt et al. wurde ein EEG (Elektroenzephalogramm) eingesetzt, um die Hirnaktivität hochsensibler Personen im Ruhezustand zu messen. Was das EEG besonders macht: Es zeigt nicht nur wie viel Aktivität im Gehirn herrscht, sondern auch wo (zumindest dann, wenn ein EEG-Gerät eingesetzt wird, das auch lokalisieren kann) also in welchen Hirnregionen bestimmte Frequenzen besonders stark ausgeprägt sind. So lassen sich z. B. Rückschlüsse darauf ziehen, ob jemand im Zustand der Ruhe innerlich angespannt ist, besonders wachsam, kreativ, überreizt oder tiefenentspannt. In dieser speziellen Studie wurde untersucht, ob Hochsensible im Ruhezustand bestimmte Aktivitätsmuster zeigen und genau das war der Fall: vor allem in bestimmten Hirnarealen, die mit Reizverarbeitung und Integration zu tun haben.

Die Studie von Meinersen-Schmidt et al. (2023) zeigte bei Hochsensiblen im EEG erhöhte Aktivität im Beta2- und Gamma-Bereich in zentral-parietalen und temporalen Hirnregionen. Beta2-Wellen (16-30 Hz) stehen in Zusammenhang mit gesteigerter Wachsamkeit, innerer Anspannung und ständiger Umweltüberprüfung. Sie deuten darauf hin, dass das Gehirn bereits im neutralen Zustand auf Empfang geschaltet ist. Reize werden ständig gescannt, bewertet und abgespeichert. Gamma-Wellen (30-100 Hz) wiederum reflektieren eine hohe sensorische Integration. Das Gehirn versucht, Sinneseindrücke zu verknüpfen, emotionale Bedeutung zu erkennen und alles zu einem kohärenten Bild zusammenzusetzen. Das bedeutet für den Alltag: Hochsensible verarbeiten mehr gleichzeitig, auch wenn sie äußerlich inaktiv wirken. Normale Umgebungen können dadurch bereits stimulierend genug sein, um ein erhöhtes Grundspannungsniveau zu erzeugen.

Bewusst geplante Erholung, Zeiten der Reizabschirmung (z. B. Stille, geschlossene Augen, Natur), eine reizarme Umgebungsgestaltung sowie Entspannungsübungen, die die langsameren Alpha- und Theta-Wellen stärken, sind essenziell, um das Nervensystem auszugleichen. Bereits wenige Minuten mit geschlossenen Augen in einer stillen Umgebung können helfen, das Nervensystem zu beruhigen und damit Erschöpfung langfristig zu reduzieren.

Schlafstörungen und Gehirnwellen

Schlafbezogene Atmungsstörungen umfassen eine Gruppe von Erkrankungen, die durch gestörte Atemmuster während des Schlafs gekennzeichnet sind und die Qualität des Schlafes sowie die allgemeine Gesundheit beeinträchtigen können. Hypoventilationssyndrome: Diese Störungen sind durch eine unzureichende Atmung während des Schlafs gekennzeichnet, was zu einer Erhöhung des Kohlendioxidgehalts im Blut führen kann.

Schlafapnoe ist eine häufige Schlafstörung, die durch wiederkehrende Atemaussetzer während des Schlafs gekennzeichnet ist. Diese Atemaussetzer resultieren aus einer teilweisen oder vollständigen Blockade der Atemwege und führen zu einem reduzierten Luftstrom in die Lunge. Zu den häufigsten Symptomen gehören lautes Schnarchen, plötzliche Atemaussetzer während des Schlafs (die oft von Schnarchen gefolgt werden), Tagesmüdigkeit und häufiges Aufwachen während der Nacht. Unbehandelte Schlafapnoe kann zu schwerwiegenden gesundheitlichen Problemen wie Herzerkrankungen, Schlaganfall, Diabetes und Depression führen. Bei Patienten mit obstruktiver Schlafapnoe kann es während der nächtlichen Atemaussetzer zu einem Rückgang der Sauerstoffentsättigung kommen.

Schlafphasenverlagerung bezieht sich auf eine Verschiebung des natürlichen Schlaf-Wach-Rhythmus, die zu erheblichen Beeinträchtigungen im täglichen Leben führen kann. Verzögerte Schlafphasenstörung (DSPS): Betroffene schlafen deutlich später ein und wachen später auf als es für ihren Alltag notwendig ist. Vorverlagerte Schlafphasenstörung (ASPS): Betroffene fühlen sich früh am Abend müde und wachen sehr früh am Morgen auf.

Schlafparalyse ist eine vorübergehende Unfähigkeit, sich zu bewegen oder zu sprechen, die häufig von beängstigenden Halluzinationen begleitet wird. Obwohl sie in der Regel harmlos ist, kann sie für die Betroffenen sehr unangenehm sein. Eine gute Schlafhygiene und Stressmanagement können helfen, das Auftreten von Schlafparalyse zu reduzieren.

Schlafwandeln ist eine Schlafstörung, die durch das Ausführen komplexer Handlungen während des Tiefschlafs gekennzeichnet ist. Es tritt häufig in den ersten Stunden der Nacht auf und ist mit einem Zustand der unvollständigen Erweckung verbunden. Die Ursachen können genetische Faktoren, Schlafmangel, Stress und bestimmte Substanzen sein.

Sexsomnia ist eine seltene Parasomnie, bei der Betroffene während des Schlafs sexuelle Handlungen ausführen, ohne sich dessen bewusst zu sein oder sich danach zu erinnern. Diese Störung tritt häufig in den Non-REM-Schlafphasen auf und kann durch Schlafmangel, Stress, Alkohol oder Drogenkonsum begünstigt werden.

Somniloquie, das Sprechen im Schlaf, ist eine häufige Parasomnie, bei der betroffene Personen während des Schlafs Laute, Worte oder Sätze von sich geben. Die Ursachen können genetische Faktoren, Schlafmangel, Stress, bestimmte Substanzen oder zugrunde liegende Schlafstörungen sein.

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