Können Sie im Schlaf lernen? Ja, und so geht’s

Es ist bekannt, dass Schlaf entscheidend für das Lernen und die Gedächtnisbildung ist. Mehr noch: Wissenschaftlern ist es sogar gelungen, bestimmte Erinnerungen herauszufiltern und im Schlaf zu konsolidieren. Die genauen Mechanismen dahinter waren jedoch unbekannt – bis jetzt.

Diejenigen unter uns, die mit der beliebten Zeichentrickserie „Dexter’s Laboratory“ aufgewachsen sind, erinnern sich vielleicht an die berühmte Episode, in der Dexter versucht, über Nacht Französisch zu lernen.

Er erfindet ein Gerät, das ihm hilft, im Schlaf zu lernen, indem es ihm französische Sätze vorspielt.

Da es sich bei der Serie um eine Komödie handelt, bleibt Dexters Platte natürlich an dem Satz „Omelette du fromage“ und am nächsten Tag ist er unfähig, etwas anderes zu sagen.

Das ist natürlich ein Problem, das ihn in eine Reihe von urkomischen Situationen bringt.

Die Idee, dass wir im Schlaf lernen können, hat Künstler und Wissenschaftler gleichermaßen fasziniert; die Möglichkeit, dass wir eines Tages alle unsere Produktivität durch Lernen im Schlaf drastisch verbessern könnten, ist sehr verlockend. Aber könnte ein solches Szenario jemals Realität werden?

Neue Forschungsergebnisse scheinen darauf hinzudeuten, und Wissenschaftler kommen dem Verständnis dessen, was genau im Gehirn vor sich geht, wenn wir schlafen, und wie der erholsame Zustand das Lernen und die Gedächtnisbildung beeinflusst, immer näher.

So haben frühere Studien gezeigt, dass der Non-REM-Schlaf (Non-Rapid-Eye-Movement) – also der traumlose Schlaf – für die Konsolidierung von Erinnerungen entscheidend ist.

Es wurde auch gezeigt, dass Schlafspindeln, oder plötzliche Spitzen in der oszillatorischen Gehirnaktivität, die auf einem Elektroenzephalogramm (EEG) während der zweiten Phase des Non-REM-Schlafs zu sehen sind, der Schlüssel für diese Gedächtniskonsolidierung sind.

Wissenschaftler waren auch in der Lage, bestimmte Erinnerungen gezielt anzusteuern und durch auditive Hinweise zu reaktivieren oder zu verstärken.

Der Mechanismus, der hinter solchen Erfolgen steht, blieb jedoch bisher rätselhaft. Auch war den Forschern nicht klar, ob solche Mechanismen beim Einprägen neuer Informationen helfen würden.

Deshalb machte sich ein Forscherteam auf den Weg, dies zu untersuchen. Scott Cairney von der University of York in Großbritannien leitete die Forschung gemeinsam mit Bernhard Staresina, der an der University of Birmingham, ebenfalls in Großbritannien, arbeitet.

Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht .

Schlafspindeln als Schlüssel zur Gedächtniskonsolidierung

Cairney erklärt die Motivation für die Forschung: „Wir sind uns ziemlich sicher, dass Erinnerungen während des Schlafs im Gehirn reaktiviert werden, aber wir kennen die neuronalen Prozesse nicht, die diesem Phänomen zugrunde liegen.“

„Schlafspindeln“, fährt er fort, „wurden in früheren Forschungen mit den Vorteilen des Schlafs für das Gedächtnis in Verbindung gebracht, also wollten wir untersuchen, ob diese Gehirnwellen die Reaktivierung vermitteln.“

„Wenn sie die Gedächtnisreaktivierung unterstützen, dachten wir weiter, dass es möglich sein könnte, Gedächtnissignale zu dem Zeitpunkt zu entschlüsseln, an dem diese Spindeln stattfanden.“

Um ihre Hypothesen zu testen, baten Cairney und seine Kollegen 46 Teilnehmer, „vor einem Nickerchen Assoziationen zwischen Wörtern und Bildern von Objekten oder Szenen zu lernen.“

Danach machten einige der Teilnehmer ein 90-minütiges Nickerchen, während andere wach blieben. Denjenigen, die ein Nickerchen machten, „wurde die Hälfte der Wörter […] während des Nickerchens erneut vorgespielt, um die Reaktivierung der neu gelernten Bilderinnerungen auszulösen“, erklärt Cairney.

„Als die Teilnehmer nach einer guten Schlafphase aufwachten“, sagt er, „präsentierten wir ihnen erneut die Wörter und baten sie, sich an die Objekt- und Szenenbilder zu erinnern.“

„Wir fanden heraus, dass ihr Gedächtnis für die Bilder, die mit den Wörtern verbunden waren, die im Schlaf präsentiert wurden, besser war, als für die Wörter, die nicht präsentiert wurden“, berichtet Cairney.

Mit Hilfe einer EEG-Maschine konnten die Forscher auch sehen, dass das Abspielen der assoziierten Wörter zur Reaktivierung von Erinnerungen Schlafspindeln im Gehirn der Teilnehmer auslöste.

Genauer gesagt „verrieten“ die EEG-Schlafspindelmuster den Forschern, ob die Teilnehmer Erinnerungen verarbeiteten, die sich auf Objekte oder Erinnerungen, die sich auf Szenen bezogen.

Wie man das Gedächtnis im Schlaf stärkt

„Unsere Daten legen nahe, dass Spindeln die Verarbeitung relevanter Gedächtnismerkmale während des Schlafs erleichtern und dass dieser Prozess die Gedächtniskonsolidierung fördert“, sagt Staresina.

„Während zuvor gezeigt wurde“, fährt er fort, „dass eine gezielte Gedächtnisreaktivierung die Gedächtniskonsolidierung während des Schlafs fördern kann, zeigen wir nun, dass Schlafspindeln den entscheidenden zugrunde liegenden Mechanismus darstellen könnten.“

Cairney fügt hinzu: „Wenn man wach ist, lernt man neue Dinge, aber wenn man schläft, verfeinert man sie, was es einfacher macht, sie abzurufen und sie richtig anzuwenden, wenn man sie am meisten braucht. Das ist wichtig für die Art und Weise, wie wir lernen, aber auch dafür, wie wir gesunde Gehirnfunktionen erhalten können.“

Staresina vermutet, dass dieses neu gewonnene Wissen zu effektiven Strategien zur Förderung des Gedächtnisses im Schlaf führen könnte.

„Die direkte Induktion von Schlafspindeln – zum Beispiel durch die Stimulation des Gehirns mit Elektroden – vielleicht kombiniert mit einer gezielten Gedächtnisreaktivierung, könnte es uns ermöglichen, die Gedächtnisleistung im Schlaf weiter zu verbessern.“

Bernhard Staresina

Obwohl es also noch eine Weile dauern kann, bis das Lernen à la „Dexter’s Lab“ Realität wird, können wir mit Sicherheit sagen, dass unser Gehirn weiter lernt, während wir schlafen, und dass Forscher gerade dem Verständnis, warum dies geschieht, ein großes Stück näher gekommen sind.