Wenn Menschen über 60 Jahre alt werden, kann der Schlaf zu einer nächtlichen Enttäuschung werden. Was einst friedliche Erholung war, wird bruchstückhaft, unbefriedigend oder einfach ausweichend.
Für manche ist die Ursache eine chronische Krankheit oder die Medikamente, die sie zu deren Behandlung einnehmen. Oder es könnte mit Depressionen und Angstzuständen zusammenhängen, der doppelten Plage des Alterns. Auch einige Störungen wie Schlafapnoe und das Syndrom der unruhigen Beine verschlimmern sich oft im Alter.
Es kann ein Teufelskreis sein. Krankheit führt zu schlechtem Schlaf, der wiederum zu noch mehr Krankheit führt.
Da also ein großer Teil der US-Bevölkerung in das hohe Alter kommt, ist es dringend erforderlich, den Zusammenhang zwischen Schlaf und körperlichen und geistigen Krankheiten besser zu verstehen. Ein Schlüssel dazu ist die Suche nach effizienteren und weniger invasiven Methoden zur Überwachung älterer Menschen, die in ihren eigenen vier Wänden bleiben möchten.
Schlafüberwachung
Dina Katabi trägt dazu bei, dies zu erreichen. Sie ist Professorin für Elektrotechnik und Informatik am MIT und hat mit ihrem Team ein Gerät entwickelt, das mit Hilfe von Radiowellen misst, wie gut Menschen schlafen – oder auch nicht. Insbesondere kann es messen, wann und wie lange sich eine Person in den verschiedenen Schlafphasen befindet, z. B. in der Leicht-, Tief- und REM-Phase.
Und im Gegensatz zur herkömmlichen Schlafüberwachung, bei der eine Person an Monitore angeschlossen ist oder Sensoren tragen muss, besteht dieser innovative Ansatz aus einer Box, die unauffällig in der Wohnung stehen kann, ähnlich wie ein Wi-Fi-Router.
Das ist möglich, weil die Forscher einen Algorithmus entwickelt haben, der es dem Gerät ermöglicht, anhand der Reflexion von Radiowellen in dem Raum, in dem die Person schläft, zu lernen, verschiedene Schlafstadien zu erkennen.
Einfach ausgedrückt, wurde dem Gerät beigebracht, einen Zusammenhang zwischen Radiosignalen und den verschiedenen Schlafstadien zu erkennen. Dazu wurden ihm viele Beispiele von Schlafstadiendaten eines von der FDA zugelassenen Überwachungsgeräts gezeigt, während es Funksignale in einem Raum verfolgte. Da Radiowellen von einem Körper reflektiert werden, kann schon die kleinste Bewegung, wie der Puls oder die Atmung einer Person, die Frequenz verändern. Erst diesen Monat wurde den Forschern ein Patent für dieses Bewegungsverfolgungssystem erteilt. Der Algorithmus hat dem Gerät auch beigebracht, irrelevante Funksignalveränderungen zu ignorieren, wie z. B. solche, die durch Reflexionen von Funkwellen an unbelebten Gegenständen im Raum verursacht werden.
„Nach vielen solchen Beispielen lernt die Maschine das mit jeder Schlafphase verbundene Funkfrequenzmuster“, erklärt Katabi. „An diesem Punkt sind keine weiteren Beispiele mehr nötig. Das Gerät kann in ein neues Haus gebracht und von einer neuen Person benutzt werden. Sobald es das Radiofrequenzmuster sieht, weiß es, wie es dem entsprechenden Schlafstadium zuzuordnen ist.“
Das verschafft dem Gerät einen großen Vorteil gegenüber den derzeitigen Methoden zur Schlafüberwachung, sagt Matt Bianchi, Leiter der Abteilung für Schlafmedizin am Massachusetts General Hospital. „Es geht nicht nur darum, dass das Gerät zu Hause steht, sondern vielmehr um die Möglichkeit, wiederholte Messungen durchzuführen“, sagt er. Schlafqualität und -quantität können sich von Nacht zu Nacht ändern, und diese Schwankungen können wichtige Hinweise liefern, die direkt zu gesundheitlichen Entscheidungen führen können.“
„Zum Beispiel“, fügt er hinzu, „ist die Auswirkung von Alkohol und Körperposition auf die Schlafapnoe wohl bekannt, aber sie tritt nicht bei jeder Person gleichermaßen auf. Wenn wir die Schlafapnoe über mehrere Nächte hinweg messen könnten, wären wir in der Lage, die Auswirkungen verschiedener Verhaltensweisen auf den Schlaf einer Person besser zu verstehen und ein individuelleres Feedback zu geben.“
Die Parkinson-Krankheit besser verstehen
Katabi sieht einen weiteren potenziellen Nutzen in der langfristigen Überwachung des Schlafs – die Möglichkeit, das Fortschreiten von Krankheiten wie der Parkinson-Krankheit besser zu verstehen, bei der eine starke Korrelation zu Schlafproblemen festgestellt wurde. Sie weist darauf hin, dass viele Menschen mit einer so genannten REM-Schlaf-Verhaltensstörung (RBD) schließlich an Parkinson erkranken. Menschen mit RBD können im REM-Schlaf um sich schlagen, mit Armen und Beinen fuchteln oder sogar herumlaufen.
„Wenn wir die Beziehung zwischen RBD und Parkinson verstehen, könnten wir besser verstehen, wer Parkinson entwickeln könnte und wie es fortschreitet“, sagt sie. „Das könnte bei der Entwicklung von Medikamenten für Parkinson helfen.“
Um diese Art von komplexer Beziehung zwischen einer Schlafstörung und einer chronischen Erkrankung zu verstehen, ist jedoch eine langwierige Analyse erforderlich.
„Man kann das nicht wirklich verstehen, wenn man es nicht über einen langen Zeitraum beobachtet“, sagt Katabi. „Jemand, der eine REM-Störung hat, braucht vielleicht viele Jahre, um Parkinson zu entwickeln. Das Problem ist heute, dass man, wenn man Längsschnittstudien über den Schlaf durchführen will, die Menschen über Jahre hinweg regelmäßig in ein Krankenhaus oder eine Klinik schicken müsste. Das ist nicht machbar.“
Bianchi erklärt, dass sich die Wissenschaftler zwar seit langem des Zusammenhangs zwischen RBD und Parkinson bewusst sind, dass sie sich aber schwer tun, zu bestimmen, inwieweit die RBD der Parkinson-Krankheit vorausgehen kann. Die beste Schätzung zum jetzigen Zeitpunkt, so Bianchi, liegt bei 10 bis 20 Jahren.
„Diese Studien sind unglaublich schwierig durchzuführen, weil sie viele Jahre und viele Personen erfordern, die beobachtet werden müssen“, sagt er. Bianchi räumt ein, dass er „sehr aufgeregt“ über die Aussicht ist, wichtige Aspekte des Schlafs verfolgen zu können, ohne dass eine Person ein Überwachungsgerät tragen muss.
Auch wenn Katabi glaubt, dass das neue Gerät wahrscheinlich von Pharmaunternehmen und Schlaflabors zu Forschungszwecken eingesetzt wird, bevor es für Verbraucher erhältlich ist, sieht sie es als Teil eines größeren Ziels, die Haushalte „gesundheitsbewusst“ zu machen.
„Bei all der Technologie in unseren Häusern gibt es nur sehr wenig, um die Gesundheit zu verstehen und gesundheitliche Notfälle zu erkennen“, sagt sie. Das ist besonders wichtig für ältere Menschen, die häufiger mehrere chronische Krankheiten haben.“
„Unsere Vision ist etwas, das wir ‚unsichtbar‘ nennen, Geräte, die im Hintergrund des Hauses sitzen und eine Pflegekraft bei gesundheitlichen Notfällen alarmieren und auch das Fortschreiten von Krankheiten verfolgen können“, fügt sie hinzu. „Auf diese Weise kann ein Problem angegangen werden, bevor eine Person in der Notaufnahme landet.
„Wir müssen die Gesundheitsversorgung neu denken. So wie Computer die Büroarbeit verändert haben, brauchen wir ein neues System, das mit den Veränderungen umgehen kann, die sich ergeben, wenn immer mehr ältere Menschen allein leben. Hier kann die Technologie eine sehr wichtige Rolle spielen.“