Jetlag und Schichtarbeit haben immer eine «Desynchronisation» zwischen dem Tag-Nacht- und dem Schlaf-Wachwechsel zur Folge – der rhythmische Gleichklang ist massiv gestört. Schichtarbeitende leiden unter permanentem Jetlag, sind also Reisende, die niemals in der neuen Zeitzone ankommen. So ist bei ihnen der Schlaf als Erstes gestört. Umfragen haben gezeigt, dass über 70 Prozent der Schichtarbeitenden Schlafprobleme haben, und diese bestehen auch nach der Pensionierung fort.

Eine andauernde Störung der Synchronisation des circadianen Dirigenten mit dem Tag-Nacht-Wechsel führt auf lange Sicht neben Schlafstörungen zu zahlreichen anderen Beschwerden wie Herz-Kreislauf-Problemen, Tagesmüdigkeit, Übergewicht bis zu schweren Depressionen. Aus diesem Grund hat die WHO die Schichtarbeit als gesundheitsgefährdend und potenziell krebserregend eingestuft. Zumindest erkranken Flugpersonal und Schichtarbeitende häufiger an Krebs als Tagesarbeiter. Tierexperimente haben gezeigt, dass Mäuse, deren innere Uhr aus dem Tritt gebracht wird, schneller Tumore entwickeln und früher sterben als ihre Artgenossen, die nicht auf Schichtarbeit getrimmt wurden.

Wie es grosse und kleine, dicke und dünne, rothaarige und blonde Menschen gibt, gibt es auch Kurz- und Langschläfer, Früh- und Spätschläfer sowie Tief- und oberflächliche Schläfer. Jeder hat sein individuelles Schlafverhalten, das zum Teil über Generationen vererbt und auch kulturell weitergegeben wird. So wie wir die angeborene Haarfarbe künstlich wechseln können oder im Alter ergrauen, passen wir unser Schlafbedürfnis dem Arbeitsalltag an oder leiden vielleicht unter seniler Bettflucht. Mit anderen Worten: Wir können oder müssen unseren Schlaf-Wach-Rhythmus mit den sozial auferlegten Arbeitszeiten abstimmen.

Dazu werden wegen des frühen Schulanfangs in der Schweiz vor allem Jugendliche gezwungen, was aufgrund ihres meist späteren Chronotypus in der Pubertät von den meisten als sehr schwierig empfunden wird. Statt der Schulen sollten eher die Senioren-Unis früh beginnen, da sich das Hoch der geistigen Leistungsfähigkeit im Alter vermehrt in den Morgen verschiebt, während Jugendliche häufig am Abend zu ihrer Höchstform auflaufen.

In der Optimierung von Schul- und Arbeitszeiten gemäss der individuellen Circadianrhythmik steckt grosses Potenzial für Arbeitnehmer und Arbeitgeber. So können für die Schichtplangestaltung die Faktoren Chronotypus und Schlaftypus eine grosse Rolle spielen, um den Schlaf der Mitarbeitenden möglichst erholsam und ihre Fehlerrate möglichst tief zu halten. Ein eindrückliches Beispiel ist die Anwendung der sogenannten «Chronotherapie», bei der Medikamente nach der individuellen Circadianrhythmik dosiert und «getimt» werden, was bei Krebspatienten zu signifikant höheren Überlebenschancen führt.

Nächtliche Symphonie

Seit der Entdeckung der Hirnstrommessung durch den Neurologen Hans Berger in den 1920er-Jahren ist klar, dass das Gehirn immerzu aktiv ist und in verschiedenen Rhythmen schwingt. Der berühmteste davon, benannt nach Berger, ist ein synchrones Schwingungsmuster der Hirnwellen, das sich sechs- bis neunmal pro Sekunde wiederholt und im Wachsein bei geschlossenen Augen eintritt. Dieses Muster verändert sich kontinuierlich vom Wachsein über das Einschlummern bis zum Tiefschlaf, und zwar von einem schnell getakteten, oberflächlichen Wachrhythmus zu einem langsamen und weit ausholenden Rhythmus im Tiefschlaf.

Im tiefsten Tiefschlaf sind die Hirnwellen extrem synchronisiert, wie bei einem Orchester, in dem alle Instrumente präzise den gleichen Takt spielen, ohne Gegentakt und mit maximaler Stärke. In diesem Stadium braucht es bei guten Tiefschläfern den Lärm eines startenden Flugzeugs, um sie wieder aus den Armen von Morpheus zu holen. Der Dirigent dieses Schlaforchesters sitzt in einem bestimmten Hirngebiet, das praktisch alle Spieler – also Hirngebiete – durch die nächtliche Schlafsymphonie führt. Der Vergleich mit einem Orchester ist gar nicht so abwegig, versuchten doch schon viele Komponisten, das nächtliche Schwingungsmuster der Hirnwellen in Musik zu verwandeln.

Wer sich von Berufs wegen mit Schlaf beschäftigt, findet es immer wieder faszinierend, das Hirnwellenmuster einer schlafenden Person zu beobachten: Spitzen, Täler und rasche Zacken ziehen wellenartig vom linken zum rechten Bildschirmrand des Computers, wie Hieroglyphen aus einer anderen Welt, die immer noch nicht entschlüsselt sind. So wissen wir nicht, warum wir pro Nacht vier bis sechs Zyklen durchschlafen, die immer mit einer Phase abgeschlossen werden, in der sich unsere Augen unter den geschlossenen Lidern wild bewegen, der sogenannten REM-Phase (rapid eye movement).

Auch wissen wir nicht, warum wir träumen und warum unsere Träume vor allem in der REM-Phase emotional und stark skurril gefärbt sein können. Was man auf jeden Fall weiss, ist, dass die verschiedenen Hirnwellenmuster während des Schlafs für die Verarbeitung von Gedächtnisinhalten vorangegangener Tage, das Festigen von Erlerntem, die Stärkung des Immunsystems, das Wachstum von neuen Zellen und vieles mehr sehr förderlich sind.

Sofern wir nicht jäh von einem Wecker aus dem Schlaf gerissen werden, sorgt die Hirnuhr dafür, dass wir nicht ewig schlafen. Etwa zwei bis drei Stunden vor dem eigentlichen Erwachen wird der Motor langsam angeworfen: Die Melatoninproduktion im Schlaf stoppt, die Körpertemperatur, die Herzfrequenz und der Kortisolspiegel steigen kontinuierlich an, damit uns das Aufwachen möglichst leicht fällt. Es scheint, als ob das Aufstehen bereits Stunden vor dem erwarteten Sonnenaufgang aktiv eingeleitet wird.

Übrigens vermeiden die Inuit ein plötzliches Aufstehen am Morgen, vor allem im tiefsten Polarwinter, wenn die Nächte ewig scheinen. Laut dem Ethnologen Jean Malaurie vergeht jeweils gut eine halbe Stunde, in der jeder auf seine Art seine Trägheit geniesst. Man erhebt sich niemals unvermittelt, denn die Inuit meinen, dass sich die Seele während des Schlafs entfernt und beim Wachwerden wieder in den Körper zurückkehren muss. Man darf folglich nie plötzlich aufstehen, will man vermeiden, dieses «Seelchengewimmel» zu stören. Ob dies mit dem sehr niedrigen Herzinfarktrisiko der Inuit zusammenhängt, bleibe dahingestellt. In unseren Breitengraden ist das Herzinfarktrisiko jedenfalls in den Morgenstunden um die Aufstehzeit am höchsten.

Grundbedürfnis Erholung

Warum müssen wir schlafen? Die Antwort ist einfach und heisst «Erholung». Immer wenn wir krank werden, eine Verletzung haben oder uns von einer stressvollen Situation erholen wollen, legen wir uns hin und versuchen zu schlafen. Hirnverletzte Menschen schlafen zunächst viel, und mit dem Grad der Erholung von der Verletzung erholt sich auch das Wachsein. Es scheint, als ob wir schlafen, um wach sein zu können. Es gibt Menschen, die ohne Nahrung auskommen, es gibt aber niemanden, der auf Schlaf verzichten kann. Der Weltrekord liegt bei elf Tagen ohne Schlaf. Schlaf ist ein Grundbedürfnis. Der Hunger nach Schlaf geht nie verloren, wogegen das Hungergefühl beim Essen nach zwei bis vier Tagen Fasten ausbleibt.