Eine neue Studie (DOI:10.7554/eLife.07903) zeigt, dass der zeitweise Schlaf am Tag die Konsolidierung jenes Lernens erhöhen kann – das Ganze ist mit Belohnungsgefühlen verknüpft. Mit Hilfe von Bildgebungsverfahren zur Darstellung des Gehirns, fanden die beteiligten Wissenschaftler heraus, dass Schlaf die Verbindungen dreier Hirnareale erhöht, welche wichtig für das Verfestigen von Erinnerungen und die Verarbeitung von Belohnung sind.
Die Arbeitsgruppe der Universität Genf in der Schweiz veröffentlichte die Erkenntnisse ihrer Arbeit kürzlich im Journal eLife.
Die Autoren gehen davon aus, dass Belohnung während des Lernens dabei helfen kann, die neuen Informationen im Gedächtnis abzuspeichern. Der Schlaf zur Tageszeit soll diesen Effekt verstärken und somit noch effektiveres Lernen ermöglichen.
Hauptautorin Dr. Kinga Igloi, aus der Abteilung Neurowissenschaft, sagt: “Wir wussten bereits, dass Schlaf dabei hilft Erinnerungen zu stärken. Nun wissen wir darüber hinaus, dass Schlaf uns auch hilft jene Informationen auszuwählen und zu behalten, welche von lohnendem Wert sind.”
Sie erklärt, dass während des Schlafes ein gewisser “adaptiver Sinn” wirkt, der für uns Erinnerungen so konsolidiert, dass jene Informationen priorisiert werden, die wichtig für unseren Erfolg und das Überleben sind.
Für ihre Studie rekrutierte das Team 31 gesunde Probanden und ordnete sie zufällig entweder einer Schlaf-Gruppe oder der Wach-Gruppe zu. Beide Gruppen wurden dann dazu aufgefordert, acht Bildpaare anzugucken und in Erinnerung zu behalten.
Bevor sie genanntes ausführten, wurde ihnen gesagt, dass es für vier der gezeigten Bildpaare eine höhere Belohnung geben wird, wenn sie sich an diese erinnern könnten.
Nachdem die Lernphase abgeschlossen wurde, hatten beide Gruppen eine 90-minütige Pause. Die Schlaf-Gruppe wurde während dieser Pause zum Schlafen instruiert, währenddessen ruhte sich die Wach-Gruppe nur aus ohne zu schlafen.
Nach der Pause wurde das Gedächtnis beider Gruppen überprüft. Dabei sollten sie auch eine Einschätzung abgeben, wie sicher sie sich jeweils sind, dass sie die richtige Antwort gegeben haben.
Nach drei Monaten überraschte man die Probanden, indem man sie ein zweites Mal dazu aufforderte, sich an die Bildpaare zu erinnern und eine Einschätzung bezüglich der Richtigkeit ihrer Antworten abzugeben.
Um auszuschließen, dass die einzelnen Probanden eine unterschiedliche Sensitivität bezüglich Belohnungen haben, testeten die Wissenschaftler dies bevor sie in die Studie eingeschlossen wurden. Auf diesem Weg stellten die Forscher sicher, dass alle Probanden gleich sensibel waren und Unterschiede somit keinen Einfluss auf die Ergebnisse haben.
Die Ergebnisse der Erinnerungs-Tests, welche nach der 90 minütigen Pause durchgeführt wurden, zeigten, dass die Schlaf-Gruppe insgesamt besser abschnitt. Im Falle der hoch belohnten Bild-Paare erzielten beide Gruppen jedoch gleich gute Ergebnisse im Test.
Allerdings fanden die Forscher einen markanten Unterschied zwischen den Gruppen beim Überraschungstest nach 3 Monaten – die Schlaf-Gruppe zeigte hier eine signifikant bessere Gedächtnisleistung für die höher belohnten Bildpaare als die Wach-Gruppe.
Des Weiteren zeigten die Probanden der Schlafgruppe ein größeres Selbstbewusstsein bezüglich der Richtigkeit ihrer Antworten – auch noch nach drei Monaten.
Während der Versuche wurden die Teilnehmer beider Gruppen einer Magnetresonanztomographie (MRT) unterzogen – analysiert wurde dabei das Gehirn. Die Daten der MRT zeigten, dass die Teilnehmer der Schlaf-Gruppe eine höhere Aktivität im Hippocampus aufwiesen – ein kleiner Bereich des Gehirns mit wichtiger Bedeutung für die Bildung von Erinnerungen. Dies war an eine größere Zahl einer bestimmten Art von Gehirnaktivität gebunden – den sogenannten “langsamen Spindeln”.
Spindeln sind eine Art Gehirn-Schwingung, die an der Konsolidierung des Gedächtnisses beteiligt sind. Bei der Untersuchung nach drei Monaten stellten die Wissenschaftler auch fest, dass die Verbindungen zwischen dem Hippocampus und zwei weiteren Hirnregionen, die an Gedächtniskonsolidierung und Belohnungsverarbeitung beteiligt sind, vergrößert waren: die mediale präfrontale Cortex und das Striatum.
Dr. Igloi kommt zu folgendem Entschluss: “Belohnungen funktionieren als eine Art Etikett, welches die Abspeicherung von Informationen im Gehirn beim Lernen beeinflusst. Während des Schlafes werden belohnte Informationen gegenüber jenen mit geringerer Belohnung favorisiert und somit eher zu den Regionen des Gehirns übertragen, die bei der Bildung des Langzeitgedächtnisses eine Rolle spielen.”
Darüber hinaus merkt Igloi an, dass ihre Erkenntnisse auch zum besseren Verständnis der bekannten negativen Effekte, die mangelnder Schlaf auf die Gedächtnisleistung und den Lernerfolg haben, beitragen können.
Text: esanum / pvd
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