Dass Ratten tagsüber gemachte Erlebnisse im Schlaf rekapitulieren, ist schon länger bekannt. Dass sie dabei offenbar die gleichen bildhaften Wahrnehmungen haben wie im Wachzustand, wiesen jetzt Wissenschaftler um Matthew Wilson vom Picower-Institut für Lernen und Gedächtnis des Massachusetts Institute of Technology nach. Ihre Studie zeigt, wie der Hippokampus – ein maßgeblich an der Gedächtnisbildung beteiligtes Hirnareal – und die Großhirnrinde während bestimmter Traumphasen zusammenarbeiten, um Neugelerntes im Gehirn festzuschreiben.

Die Forscher ließen dazu Ratten durch ein Labyrinth in Form einer liegenden Acht laufen und maßen parallel die Aktivität einzelner Zellen in Hippokampus und dem Sehzentrum der Nager, dem visuellen Kortex. Wie schon in früheren Experimenten zeigte sich, dass sich einzelne Zellen in jeweils einer bestimmten Region des Labyrinths besonders stark regten: Durchlief eine Ratte das Labyrinth, reagierten die Zellen nacheinander in genau der Reihenfolge, in der sich diese Regionen entlang der Wegstrecke aufreihten.

Während des anschließenden Schlafs der Versuchstiere beobachteten Wilson und seine Kollegen, wie die Zellen in beiden Hirnregionen erneut aktiv wurden. Die Abfolge ihres Feuerns war dabei exakt die gleiche wie zuvor im Wachzustand. Offenbar spielte das Gehirn den Ratten sowohl im Hippokampus als auch im visuellen Kortex dieselbe Kette von Ereignissen vor, die sie während des Laufens erlebt hatten. Daraus schlossen die Forscher, dass die Aktivität im Sehzentrum, die auch schon in früheren Studien mithilfe des EEGs festgestellt worden war, nicht zusammenhanglos und zufällig ist, sondern tatsächlich eine sinnvolle visuelle Wahrnehmung darstellt.

Ob dieser Effekt zur Fixierung von Gedächtnisspuren beiträgt oder aber nur als deren Nebenprodukt auftritt, lassen die Forscher offen. Auf jeden Fall zeige sich eine aktive Zusammenarbeit von Hippokampus und Kortex, betont Wilson. Wie exakt die Gehirnbereiche miteinander korreliert sind, lasse sich daran ablesen, dass die Zellen in genau synchronisierten Phasen von zumeist knapp unter einer Sekunde Dauer feuerten. (jd)

Nature Neuroscience 10.1038/nn1825 (2006), Abstract

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