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News: Lernen im Schlaf

Für Prüfungsvorbereitungen wäre es ja praktisch: das Lernen im Schlaf. Zumindest für Katzen könnte dieser Traum wahr sein. Wissenschaftler konnten jetzt beweisen, dass bei Katzenbabys der Schlaf in der Verarbeitung von Eindrücken eine entscheidene Rolle spielt. Ihre Studie zeigt: Es besteht ein direkter Draht von einem Nickerchen zur Entwicklung des Gehirns.
Erlebnisse hinterlassen Spuren im Gehirn. Stränge von Nervenzellen leiten die Botschaften aus Bildern und Tönen über ein verzweigtes System, bis sie sich in bestimmten Hirnregionen festsetzen. Im Kindesalter sind die Verbindungen zwischen den einzelnen Nervenzellen noch besonders flexibel. Die Nerven wachsen, lösen sich voneinander oder knüpfen neue Bindungen. Der Nachwuchs – ob Menschenkinder oder Kätzchen – muß täglich eine Flut von fremden Eindrücken verarbeiten und tut dies quasi im Schlaf. Forscher konnten jetzt zum ersten Mal beweisen, dass sich das Erlebte im Schlaf besonders effektiv einprägt.

In ihrer Studie setzten die Forscher von der University of California in San Francisco dazu junge Katzen optischen Reizen aus. Sie verschlossen ihnen ein Auge, sodass das Blickfeld des anderen Auges besonders empfindlich auf visuelle Eindrücke reagierte. Dann hielten Marcos Frank und seine Kollegen die Kätzchen sechs Stunden lang wach und spielten mit ihnen. Eine Katzengruppe durfte danach endlich schlafen. Die übrigen Tiere mußten weitere sechs Stunden wachen, wobei die eine Hälfte der Tiere ohne optischen Reiz im Dunkeln und die andere Hälfte im Hellen verblieb. Anschließend untersuchten die Neurowissenschaftler mit Mikroelektroden wie sich das Nervengefüge verändert hatte.

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass bei den Kätzchen, die nach der Reizphase ruhen durften, die Nervenaktivität der Hirnrinde besonders hoch war. Sie wies hier eine doppelt so starke Änderung auf als bei den wachgehaltenen Katzen.

Neben dem engen Zusammenhang zwischen Schlaf und der Neustrukturierung der Nerven, verblüffte die Wissenschaftler ein weiteres Ergebnis. Die Spuren im Gehirn gruben sich in jener Schlafphase ein, in der das Gehirn am wenigsten aktiv ist: der Tiefschlaf-Phase. Bisher hatten die Wissenschaftler die so genannte REM-Phase (rapid eye-movement) als die Phase angesehen, in der die Eindrücke des Tages verarbeitet werden. Doch bei den Katzenbabys fand der Nervenumbau just in der non-REM-Phase des Tiefschlafes statt.

Die Forscher vermuten, dass gerade in dieser Schlafphase bestimmte Wachstumsfaktoren ausgeschüttet werden, die für die Nervenplastizität verantwortlich sind. "Noch wissen wir nicht, ob diese Neurotropine neben anderen Wachstumsfaktoren während des Schlafens freigesetzt werden", sagt Naoum Issa von Strykers Team. "Aber wir wissen, dass die Neurotropine eine Rolle beim Lernen spielen und die Verbindungen zwischen den Nervenzellen im Gehirn stärken."

Die Ergebnisse der Katzenversuche scheinen auf die Erinnerungsbildung beim Menschen übertragbar zu sein. Carlyle Smith, Psychologe an der Trent University im kanadischen Ontario, untersuchte, wie Schlaf das menschliche Lernen und das Erinnerungsvermögen beeinflusst. Auch er konnte bei seinen Studien eine Abhängigkeit des Lernens von den Tiefschlaf-Phasen nachweisen.

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  • Quellen
Neuron 30(1): 275–287 (2001)
ScienceNow

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