Dienstag, 18. Mai 2021
22.05.2017 13:53
Gesundheit

Tiefschlaf hilft Gehirn beim Lernen

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Das Gehirn braucht Schlaf, um lernen zu können. Forschende der Universität und ETH Zürich konnten nun erstmals den ursächlichen Zusammenhang zwischen dem Tiefschlaf und der Lernfähigkeit nachweisen.

Wer kennt es nicht? Nach einer viel zu kurzen Nacht ist das Gehirn nicht gerade zu Höchstleistungen fähig. Tatsächlich braucht unser Denkorgan die Erholung im Tiefschlaf, um die Nervenzellaktivitäten zu normalisieren. Denn durch all die Eindrücke, die tagsüber auf uns einströmen, werden die Nervenverbindungen (Synapsen) erregt, und sie benötigen den Tiefschlaf, um auf ein normales Niveau zurückzukehren und wieder erregbar zu sein.

Dass ein ursächlicher Zusammenhang zwischen der Schlaftiefe und der Lernfähigkeit des Gehirns besteht, konnten Forschende um Reto Huber von der Uni Zürich und Nicole Wenderoth von der ETH nun erstmals nachweisen. Davon berichten sie im Fachblatt «Nature Communications».
Das gelang ihnen, indem sie bei Probanden die Schlaftiefe einer bestimmten Hirnregion gezielt durch akustische Stimulation reduzierten. Die sechs teilnehmenden Frauen und sieben Männer empfanden die Schlafqualität dabei subjektiv nicht beeinträchtigt.

Gezielte Manipulation

Die Studienteilnehmenden sollten tagsüber verschiedene Abfolgen von Fingerbewegungen lernen. In der darauffolgenden Nacht wurde ihr Schlaf mittels Elektroenzephalografie überwacht und sie konnte ungestört schlafen. Nach dem zweiten Versuchstag mit neuen Fingerbewegungen manipulierten die Forschenden jedoch die Schlaftiefe in der Hirnregion, die beim Erlernen der Fingerbewegungen wichtig war, nämlich den Motorcortex. Die Probanden waren sich dieser Manipulation nicht bewusst.

Am jeweiligen Folgetag beobachteten die Wissenschaftler, wie sich die Lern- und Leistungskurven der Probanden im Verlauf des Experiments entwickelte, also wie sich die reduzierte Schlaftiefe auf ihre Lernfähigkeit auswirkte. Morgens lernten sie demnach am besten, im Lauf des Tages stieg die Fehlerquote. Erst nach dem Schlaf stieg die Lernfähigkeit wieder.

Kein «Zurück auf Start»

Das war jedoch nicht der Fall nach der Nacht mit dem reduzierten Tiefschlaf. Ihre Lernfähigkeit war am Morgen danach ähnlich schwach wie am Abend davor, schrieb die Uni Zürich. Die Erregbarkeit der Synapsen konnte sich durch die reduzierte Schlaftiefe nicht normalisieren. «In der noch immer stark erregten Hirnregion war die Lernfähigkeit gesättigt und liess keine Veränderungen mehr zu, so dass das Erlernen motorischer Fähigkeiten gehemmt war», erklärte Wenderoth gemäss der Mitteilung.

Als Kontrolle manipulierten die Forschenden bei sieben Probanden eine andere Hirnregion auf die gleiche Weise, ohne dass dies einen Effekt gehabt hätte auf das Erlernen der Fingerübungen am nächsten Tag.
Die Methode, gezielt die Schlaftiefe bestimmter Hirnregionen zu reduzieren, könnte auch für klinische Anwendungen nützlich sein: «Es gibt viele Krankheiten, die sich auch im Schlaf manifestieren, zum Beispiel Epilepsie. Wir erhoffen uns dank der neuen Methode gezielt jene Hirnregionen beeinflussen zu können, die direkt mit der Krankheit in Verbindung stehen», sagte Huber.

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