Schlaf ist bekanntlich entscheidend für das Lernen und die Gedächtnisbildung. Wissenschaftler haben es sogar geschafft, bestimmte Erinnerungen zu erkennen und im Schlaf zu festigen. Die genauen Mechanismen dahinter waren jedoch unbekannt – bis jetzt.
Diejenigen unter uns, die mit dem beliebten Zeichentrickfilm "Dexter's Laboratory" aufgewachsen sind, erinnern sich vielleicht an die berühmte Episode, in der Dexter versucht, über Nacht Französisch zu lernen.
Er schafft ein Gerät, das ihm hilft, im Schlaf zu lernen, indem er ihm französische Sätze vorspielt.
Da es sich bei der Show um eine Komödie handelt, bleibt Dexters Platte natürlich auf der Phrase "" hängen und am nächsten Tag kann er nichts mehr sagen.
Dies ist natürlich ein Problem, das ihn durch eine Reihe von urkomischen Situationen bringt.
Die Idee, die wir im Schlaf lernen können, hat die Köpfe von Künstlern und Wissenschaftlern gleichermaßen fasziniert. Die Möglichkeit, dass wir alle eines Tages unsere Produktivität durch Lernen im Schlaf drastisch verbessern können, ist sehr ansprechend. Aber könnte ein solches Szenario jemals Wirklichkeit werden?
Neue Forschung scheint dies nahe zu legen, und Wissenschaftler im Allgemeinen sind näher daran, genau zu verstehen, was im Gehirn passiert, wenn wir schlafen und wie der erholsame Zustand das Lernen und die Gedächtnisbildung beeinflusst.
Zum Beispiel haben frühere Studien gezeigt, dass nicht-schnelle Augenbewegung (non-REM) Schlaf – oder traumloser Schlaf – entscheidend für die Konsolidierung von Erinnerungen ist.
Es wurde auch gezeigt, dass Schlafspindeln, oder plötzliche Spikes in oszillatorischer Gehirnaktivität, die auf einem Elektroenzephalogramm (EEG) während der zweiten Phase des Nicht-REM-Schlafes gesehen werden können, Schlüssel für diese Gedächtniskonsolidierung sind.
Die Wissenschaftler waren auch in der Lage, bestimmte Erinnerungen gezielt anzusprechen und sie durch akustische Signale zu reaktivieren oder zu stärken.
Der Mechanismus hinter solchen Errungenschaften blieb jedoch bis heute mysteriös. Die Forscher waren sich auch nicht bewusst, ob solche Mechanismen beim Auswendiglernen neuer Informationen helfen würden.
Daher machte sich ein Team von Forschern auf die Suche. Scott Cairney von der University of York im Vereinigten Königreich leitete die Forschung mit Bernhard Staresina, der an der Universität von Birmingham, ebenfalls in Großbritannien, arbeitet.
Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht
Sleep-Spindles Schlüssel für die Speicherkonsolidierung
Cairney erklärt die Motivation für die Forschung mit den Worten: "Wir sind ziemlich sicher, dass Erinnerungen im Gehirn während des Schlafes reaktiviert werden, aber wir kennen die neuralen Prozesse, die dieses Phänomen untermauern, nicht."
"Schlafspindeln", fährt er fort, "wurden in früheren Forschungen mit den Vorteilen des Schlafes für das Gedächtnis in Verbindung gebracht, also wollten wir untersuchen, ob diese Gehirnwellen die Reaktivierung vermitteln."
"Wenn sie die Speicherreaktivierung unterstützen, haben wir weiter argumentiert, dass es möglich sein könnte, Speichersignale zu entziffern, als diese Spindeln stattfanden."
Um ihre Hypothesen zu testen, baten Cairney und seine Kollegen 46 Teilnehmer, "Assoziationen zwischen Wörtern und Bildern von Objekten oder Szenen vor einem Nickerchen zu lernen".
Danach machten einige der Teilnehmer ein 90-minütiges Nickerchen, während andere wach blieben. Für diejenigen, die nickten: "Die Hälfte der Wörter wurde […] während des Nickerchens wiedergegeben, um die Reaktivierung der neu gelernten Bildspeicher auszulösen", erklärt Cairney.
"Als die Teilnehmer nach einer guten Schlafphase aufwachten", sagt er, "präsentierten wir ihnen die Worte erneut und baten sie, sich an die Objekt- und Szenenbilder zu erinnern."
"Wir fanden heraus, dass ihr Gedächtnis besser für die Bilder war, die mit den Wörtern verbunden waren, die im Schlaf präsentiert wurden, im Vergleich zu denen, die nicht im Schlaf waren", berichtet Cairney.
Mit Hilfe einer EEG-Maschine konnten die Forscher zudem erkennen, dass das Spielen der zugehörigen Wörter zur Reaktivierung von Erinnerungen Schlafspindeln im Gehirn der Teilnehmer auslöst.
Genauer gesagt "erzählten" die EEG-Schlafspindel-Muster den Forschern, ob die Teilnehmer Erinnerungen in Bezug auf Objekte oder Erinnerungen in Bezug auf Szenen verarbeiteten.
Wie kann ich die Erinnerung steigern, während wir schlafen?
"Unsere Daten deuten darauf hin, dass Spindeln die Verarbeitung relevanter Gedächtnisfunktionen während des Schlafs erleichtern und dass dieser Prozess die Gedächtniskonsolidierung fördert", sagt Staresina.
"Während früher gezeigt wurde", fährt er fort, "kann die gezielte Gedächtnisreaktivierung die Gedächtniskonsolidierung während des Schlafes verstärken. Wir zeigen nun, dass Schlafspindeln den Schlüssel zugrunde liegenden Mechanismus darstellen könnten."
Cairney fügt hinzu: "Wenn du wach bist, lernst du neue Dinge, aber wenn du schläfst, verfeinert du sie, erleichterst es, sie wiederzufinden und richtig anzuwenden, wenn du sie am meisten brauchst. Das ist wichtig für unser Lernen, aber auch für das Wie wir könnten helfen, gesunde Gehirnfunktionen zu erhalten. "
Staresina schlägt vor, dass dieses neu gewonnene Wissen zu effektiven Strategien führen könnte, um das Gedächtnis während des Schlafens zu steigern.
"Die direkte Induktion von Schlafspindeln – zum Beispiel durch Stimulation des Gehirns mit Elektroden – vielleicht kombiniert mit einer gezielten Gedächtnisreaktivierung, kann uns vielleicht helfen, die Gedächtnisleistung während des Schlafes weiter zu verbessern."
Bernhard Staresina
Obwohl das Erlernen der Dinge von Grund auf à la "Dexter's Lab" eine Weile dauern kann, um zu einer Realität zu werden, können wir mit Sicherheit sagen, dass unsere Gehirne weiter lernen, während wir schlafen, und dass die Forscher dem Verständnis sehr viel näher gekommen sind.
