Forschung

Schlaf und elektromagnetische Felder (Mobil- und Digitalfunk, WLAN)

Mit der zunehmenden Verbreitung des Mobilfunks ist es in Teilen der Bevölkerung zu einer verstärkten Sorge um gesundheitliche Beeinträchtigungen durch diese Technologie gekommen. Für Deutschland ist diese Besorgnis sowie eine subjektiv erlebte gesundheitliche Beeinträchtigung durch jährliche Umfragen belegt, die seit dem Jahr 2003 - 2006 im Rahmen des Deutschen Mobilfunkforschungsprogramms (DMF) durchgeführt wurden. Unter den genannten Beschwerden nehmen Befindlichkeitsstörungen - und hier in erster Linie Schlafstörungen - eine zentrale Rolle ein. Knapp 1% der Befragten geben an, unter Schlafstörungen zu leiden, die sie ursächlich auf den Mobilfunk zurückführen. 

Bei der Betrachtung eines möglichen kausalen Zusammenhangs mit elektromagnetischen Feldern (EMF) des Mobilfunks ist zu berücksichtigen, dass Schlafstörungen mit einer Häufigkeit von ca. 10-20% in der Bevölkerung generell weit verbreitet sind. Aussagekräftige Ergebnisse sind von Studien zu erwarten, in denen die Exposition (durch Handys oder Mobilfunkbasisstationen) experimentell variiert wird, die unter Sham-kontrollierten Bedingungen (Scheinexposition) in einem doppelblinden cross-over Design durchgeführt werden und in denen die Schlafqualität nicht nur subjektiv erfasst, sondern objektiv „gemessen“ wird. Hierzu wurden in unserer Arbeitsgruppe zwei Forschungsprojekte durchgeführt, die im Rahmen des DMF gefördert wurden.

Ziel des vom Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) im Rahmen des DMF geförderten Vorhabens war es zu klären, ob hochfrequente EMF, die von Mobiltelefonen emittiert werden, elektrophysiologische Prozesse im Gehirn während des Schlafes sowie am Tage beeinflussen können. Für die Exposition wurde eine spezielle am Kopf zu tragende Antenne entwickelt. Die Expositionen bei den Experimenten an 30 gesunden Probanden waren so beschaffen, wie sie beim Telefongebrauch von GSM- und UMTS-Geräten mit höchster Sendeleistung auftreten.

Die Ergebnisse dieser Studie sind im Abschlussbericht auf der Homepage des BfS als pdf abrufbar.

Es existieren Hinweise, dass die Schlafparameter, die Gehirnströme (EEG) und die intellektuelle Informationsverarbeitung unter Mobilfunkexposition, d.h. bei Feldintensitäten unterhalb der geltenden Grenzwerte, beeinflusst sind. Ob dies auch im Falle der noch wesentlich schwächeren Felder der Basisstationen der Fall ist, ist wurde in der Studie "Zum Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder (EMF) auf die Schlafqualität und das Wohlbefinden von Menschen im Umkreis von Basisstationen" untersucht.

Die Schwerpunkte dieses Projekts lagen in der Untersuchung diverser Schlafparameter bei Bevölkerungsgruppen, die im näheren Umkreis von Basisstationen des Mobilfunks (500 m) wohnen. Die Schlafqualität wurde unter häuslichen Bedingungen bei 397 Einwohnern von insgesamt zehn deutschen Ortschaften parallel mittels Befragung und mittels Registrierung physiologischer Parameter (Schlaf-EEG) untersucht, und zwar bei eingeschalteter sowie bei ausgeschalteter Basisstation. Im Vorfeld der Studie wurde eine Machbarkeitsstudie erfolgreich abgeschlossen

Die Ergebnisse sind auf der Homepage des BfS im Abschlussbericht abrufbar.

Aufgabe der Bundesanstalt für den Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BDBOS) ist es, im öffentlichen Interesse ein bundesweit einheitliches digitales Sprech- und Datenfunksystems für Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (Digitalfunk BOS) in Deutschland aufzubauen, zu betreiben und seine Funktionsfähigkeit sicherzustellen. Das BOS-Funksystem wird nach dem TETRA (Terrestrial Trunked Radio)-Standard unter Berücksichtigung strenger Sicherheitsanforderungen aufgebaut. Im Gegensatz zur Mobilfunkforschung ist die Anzahl der Studien zu einem möglichen Einfluss von TETRA auf den Menschen wesentlich geringer.

In einer Vereinbarung des Bundesamts für Strahlenschutz (BfS) mit der BDBOS wurde festgelegt, dass die BDBOS zur Klärung offener wissenschaftlicher Fragen die Durchführung von Forschungsvorhaben zur Risikobewertung von Feldern des TETRA-Standards finanziert. In unserer Arbeitsgruppe wurde daraufhin ein Forschungsprojekt mit dem Titel „Probandenstudie zur Untersuchung des Einflusses der für TETRA genutzten Signalcharakteristik auf kognitive Funktionen“ durchgeführt, um zu überprüfen, ob Menschen in ihrer Reaktionsfähigkeit und ihrer Konzentration bei der Durchführung von verschiedenen Aufgaben beeinflusst werden, wenn sie gleichzeitig ein TETRA-Funkgerät benutzen, und ob ihre Gehirnaktivität im Wachzustand und während des Schlafens durch die EMF, die durch die Benutzung eines TETRA-Gerätes entstehen, verändert wird.

30 gesunde Männer im Alter von 18 bis 30 Jahren aus der Gruppe der potenziellen Nutzer des Behördenfunks wurden jeweils neun Nächte und Tage über eine am linken Ohr befestigen Antenne exponiert. Es wurden drei unterschiedliche Expositionsarten eingesetzt [Scheinexposition;  Befeldung mit niedrigerer Leistungsstufe: 1,5 W/kg (entspricht einem realistischen Szenario beim Gebrauch von Funkgeräten); Befeldung mit höherer Leistungsstufe: 6,0 W/kg], welche nach dem Zufallsprinzip auf alle neun Tag- und Nachtschlafuntersuchungen verteilt wurden (cross-over Design). Es war weder den Probanden noch dem Studienpersonal bekannt, welche Expositionsart gerade angewendet wurde (doppelblind).

Die Ergebnisse sind auf der Homepage des BfS im Abschlussbericht abrufbar.

Offen ist bisher, ob es alters- und geschlechtsspezifische Unterschiede in den unter Befeldung beobachteten Effekten gibt. Deshalb wird in dem aktuellen Projekt „Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder von Mobilfunk-Endgeräten auf Gehirnaktivität, Schlaf und kognitive Leistungsfähigkeit älterer Männer und Frauen“ geprüft, ob hochfrequente EMF, die von Mobil- und Digitalfunk-Endgeräten ausgehen, die Gehirnaktivität im Wachzustand und Schlaf und die kognitive Leistungsfähigkeit von Männern und Frauen im fortgeschrittenen Erwachsenenalter (ab 60 Jahre) beeinträchtigen können. Zu untersuchen ist die nächtliche Schlafqualität, sowie tagsüber die kognitive Leistungsfähigkeit, beides unter einer mehrstündigen Exposition mit simulierten Signalen der Endgeräte nach dem GSM und TETRA Standard.

 

In einem weiteren Forschungsprojekt soll der Einfluss von WLAN-Exposition in der Nacht auf den Schlaf sowie auf die schlafbezogene Gedächtniskonsolidierung überprüft werden. Dies erfolgt zunächst an jungen gesunden Männern (18-30 Jahre).

Methoden der Erfassung von Tagesvigilanz

Es gibt eine Vielzahl physiologischer [Multipler Schlaflatenztest (MSLT), Multipler Wachbleibetest (MWT), Pupillographischer Schläfrigkeitstest (PST)] und psychologischer Testverfahren zur Erfassung unterschiedlicher Komponenten der Aufmerksamkeit (tonische und phasische Aktivierung, geteilte Aufmerksamkeit, selektive Aufmerksamkeit und Vigilanz). In unserem Labor wird aktuell untersucht, inwieweit pupillographische Daten durch Motivation beeinflussbar sind. Auf der Basis von wiederholt durchgeführten Messungen (10 Mal) wurde darüber hinaus in einer Stichprobe von 30 gesunden jungen Männern das Ausmaß an intraindividueller Variabilität im Vergleich zur interindividuellen Variabilität untersucht (Eggert et al. 2017). Entsprechende Daten liegen auch für die Auswerteparameter der oben genannten Aufmerksamkeitstests für jüngere Männer (20-30 Jahre) und ältere Frauen (60-80 Jahre) vor. Des Weiteren sind in unserem Labor  Studien zur Normierung einiger dieser Testverfahren sowie der Epworth Schläfrigkeitsskala durchgeführt worden (Sauter et al., 2007; Eggert et al., 2012; Sauter et al., 2013). Für den PST und für ein auf dem Macworth-Clock-Test basierendes Testverfahren zur Erfassung von Vigilanz wurde der Altersbereich für Normwerte auf Personen im Alter von über 60 Jahren ausgeweitet. Mehrere Studien befassten sich mit der Praxis der Anwendung des MSLT und des MWT in Laboren, welche von der DGSM akkreditiert sind (Danker-Hopfe et al., 2006; Sauter und Danker-Hopfe, 2010).

Schlaf und Gedächtniskonsolidierung

Sowohl der Schlaf als auch das Gedächtnis unterliegen altersbedingten Veränderungen. Im Vergleich zu jungen Personen weisen Personen mittleren und höheren Alters eine geringere Gesamtschlafzeit und Schlafeffizienz sowie weniger Tiefschlaf, REM-Schlaf und Schlafspindeln auf. Gleichzeitig sind die Anzahl von Aufwachereignissen und die Wachzeit während der Nacht erhöht. Das deklarative und das prozedurale Gedächtnis werden durch Alterungsprozesse ebenfalls beeinflusst. 

Angesichts der aus Studien an jungen Probanden vorliegenden Hinweise auf die Bedeutung des Schlafes für die Gedächtniskonsolidierung ist eine Untersuchung zur Relevanz des Schlafes für Gedächtnisprozesse bei älteren Personen von besonderem Interesse. Diese Frage wurde in initial von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekten an 160 älteren, gesunden Personen im Alter von 60 bis 85 Jahren untersucht.

In einer weiteren Studie wurden mögliche Effekte einer langsam oszillierenden transkraniellen Gleichstromstimulation (so-tDCS) während der frühen Tiefschlafphase auf das Gehirn und die Gedächtniskonsolidierung bei älteren Menschen untersucht. Im Gegensatz zu gedächtnisfördernden Stimulationseffekten im Zusammenhang mit einem deklarativen Gedächtnistests bei jüngeren Versuchspersonen (Marshall et al., 2006) konnte bei den älteren Personen keine durch so-tDCS beeinflusste schlafbezogene Gedächtniskonsolidierung nachgewiesen werden (Eggert et al., 2013).

In einem in Anlehnung an die beiden oben erwähnten Studien angewandten Versuchsdesign werden in einer aktuellen Studie mögliche Auswirkungen einer so-tDCS bei jungen Probanden untersucht (Replikation der Studie von Marshall et al. 2006). In einer weiteren Studie werdenmögliche Unterschiede in den Effekten einer anodalen und kathodalen so-tDCS bei jungen Probanden überprüft.

ADHS im Erwachsenenalter und Schlaf

Schlafstörungen gelten als häufige Komorbidität bei ADHS, wobei gesicherte Erkenntnisse zum Verhältnis der beiden Erkrankungen zueinander bisher offen bleiben. Ein Forschungsvorhaben das mit Patienten einer Spezialsprechstunde für ADHS im Erwachsenenalter durchgeführt wird, beschäftigt sich deshalb mit diesem Thema, wobei die subjektive Schlafqualität mittels gut validierter Fragebögen (Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI), Epworth Sleepiness Scale (ESS), Restless Legs Syndrom - Diagnostic Index (RLS-DI), International RLS Severity Scale (IRLS), Münchner Parasomnie Screening Fragebogen (MUPS)) erfasst wird.

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ADHS im Erwachsenenalter und Motorik

In unserem Labor wurde die motorische Aktivität bei Erwachsenen mit ADHS im Vergleich zu alters- und geschlechts-gematchten Kontrollen zum einen mittels Aktigraphie und zum anderen mit Hilfe des "Suggested-Immobilisation-Tests" untersucht. In einer weiteren Studie mit alters- und geschlechts-gematchten Kontrollen wurde die nächtliche motorische Aktivität bei Erwachsenen mit ADHS mittels detaillierter Analyse periodischer Beinbewegungen im Schlaf ausgewertet.

Projekte zum Schlaf mit der Bundeswehr

Die Bundeswehr hat einen Pilotversuch zur Einführung eines betrieblichen Gesundheitsmanagments (BGM) durchgeführt, das u.a. eine Säule zu Stressprävention umfasste. Im Rahmen dieser Säule gab es ein Modul Schlafcoaching, das von den Wehrpsychologen der teilnehmenden Pilotdienststellen durchgeführt wurde. Das vierwöchige Programm zum Schlafcoaching wurde vom Kompetenzzentrum Schlafmedizin entwickelt und zur Verfügung gestellt.

Darüber hinaus führten wir mit Finanzierung durch das Bundesministerium der Verteidigung eine wissenschaftliche Studie durch, in der die Effektivität eines ambulanten Gruppenprogramms für einen erholsamen Schlaf untersucht wurde. Das 4-wöchige Programm wurde in diesem Projekt von einer unserer Mitarbeiterinnen (Fr. Dr. Cornelia Sauter) durchgeführt. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die kurze präventive Intervention stabile Effekte im Hinblick einer Verbesserung des Schlafes zeigt, die subjektiv und objektiv (Polysomnographie) nachweisbar waren (Sauter et al. 2016). In einem weiteren vom Bundesministerium finanzierten Projekt wurden insgesamt 37 Psychologen der Bundeswehr in der Anwendung des Schlafcoaching-Programms geschult. Aktuell wird das Schlafcoaching-Programm für eine Intranet-basierte Version umgesetzt. Ein Überblick über die Forschung findet sich bei Danker-Hopfe et al. 2017.

Klinische Studien

Unser Labor nimmt gelegentlich an klinischen Studien zur Überprüfung der Wirksamkeit von Medikamenten für Patientinnen und Patienten mit verschiedenen Schlafstörungen (Restless Legs Syndrom, Periodische Beinbewegungen im Schlaf, primäre Insomnie und Narkolepsie) teil. In den vergangenen Jahren waren wir Studienzentrum für mehrere Phase II- und III-Studien großer Unternehmen, sowie zentrales Polysomnographie-Auswertezentrum für multizentrische RCTs.

Forschungsdatenbank

Für mehr Details nutzen Sie bitte auch die undefinedForschungsdatenbank der Charité.

Kontakt

Kompetenzzentrum Schlafmedizin (CC15)
Charité Universitätsmedizin Berlin
Campus Benjamin Franklin
Hindenburgdamm 30
12200 Berlin

t: +49 30 450 517 577
f: +49 30 450 517 941