Forschung: Hirn lernt nachts beim Schlafen

Alfred Domke

Das Gehirn lernt nachts im Tiefschlaf

30.03.2014

Wer schlecht oder zu wenig schläft, riskiert nicht nur seine Gesundheit, sondern ist meist auch unkonzentriert und hat Probleme mit seiner Gedächtnisleistung. Vor allem der Tiefschlaf scheint für Lernprozesse besonders wichtig zu sein.

Ausreichend Schlaf um Gelerntes zu festigen
Menschen, die dauerhaft wenig oder schlecht schlafen riskieren ihre Gesundheit. Beschwerden wie Herzstolpern oder Herzrasen werden oft damit in Verbindung gebracht, dass die Betroffenen nicht ausreichend Schlaf finden. Doch nicht nur der Körper, sondern auch das Gedächtnis wird in Mitleidenschaft gezogen wenn der Mensch nicht genügend zur Ruhe kommt. Da ausreichender und guter Schlaf wichtig ist, Gelerntes zu festigen, ist es eher eine schlechte Idee, vor schwierigen Klausuren oder Tests noch bis spät in die Nacht zu lernen. Allerdings sei es selbst für Experten noch ein Rätsel, was dabei im Schlaf im Detail passiert und ob der Traum- oder Tiefschlaf dafür den Ausschlag gibt.

Nächtliche Gehirn-Aktivitäten schlechter erforscht
Grundsätzlich seien die nächtlichen Aktivitäten unseres Denkorgans wesentlich schlechter erforscht als das Tagverhalten. „Aber das Gehirn arbeitet nachts mindestens ebenso kompliziert, wahrscheinlich sogar noch komplizierter“, so Dieter Kunz, Chefarzt der Klinik für Schlafmedizin am St. Hedwig-Krankenhaus in Berlin. Tief- und Traumschlaf wechseln sich beim Menschen etwa im 90-Minuten-Rhythmus ab, wobei die Tiefschlafphasen zu Beginn der Nacht und die Traumschlafphasen gegen Morgen länger sind. In Kürze wollen Kunz und sein Team im Fachjournal „Sleep“ eine Studie veröffentlichen, welche zumindest für das prozedurale Lernen, also das Erlernen automatisierter Vorgänge wie Radfahren oder Laufen, die Bedeutung des Traum- oder REM-Schlafes hervorhebt. REM steht für Rapid-Eye-Movement und beschreibt die rasche Augenbewegung unter geschlossenem Lid im Traum.

Probanden mit REM-Schlaf schnitten deutlich besser ab
Der Mediziner erläuterte: „Die Probanden erhielten ein Antidepressivum, das den REM-Schlaf unterdrückt.“ Sie mussten nach dem Schlaf in visuellen Tests bei bestimmten optischen Signalen blitzschnell einen Knopf drücken. Die Probanden aus der Placebo-Gruppe, also die mit REM-Schlaf, schnitten dabei deutlich besser ab. Vermutlich ist es für das explizite Lernen, also etwa fürs Vokabeln oder Geschichtsdaten Pauken, gerade die Kombination der verschiedenen Schlafkomponenten, die die Fakten dauerhaft abspeichert. Allerdings heißt Lernen noch viel mehr: „Das Gedächtnis, das im Schlaf gebildet wird, ist kein passiver Prozess, wo sozusagen einfach Klebstoff über die Inhalte kommt, um sie zu fixieren. Es ist ein aktiver Vorgang, ein Abstraktionsprozess weg von der einzelnen erlebten Episode hin zum semantischen Gedächtnis“, so der Leibniz-Preisträger und Schlafforscher Jan Born von der Universität Tübingen.

Teilnehmer schnitten nach dem Schlafen besser ab
Der Wissenschaftler nahm für seine neuesten Studien mit seinem Team speziell den Tiefschlaf ins Visier. Zunächst ließen sie ihre Probanden im Erwachsenen- und Kindesalter ebenfalls ein „Button-Down-Spiel“ machen, bei dem bei scheinbar willkürlichen Lichtsignalen schnell ein Knopf gedrückt werden musste. Die Lichtsignale waren jedoch in einem komplexen Muster geschaltet. Dies fiel keinem der Teilnehmer bewusst auf. Der zweite Testdurchlauf kam dann nach dem Schlafen. Alle Teilnehmenden schnitten dabei deutlich besser ab und insbesondere bei den Kindern, die von Natur aus mehr Tiefschlafphasen haben, fiel die Steigerung auf. „Wahrscheinlich findet im Schlaf eine Reprozessierung der Stimulation statt. Vor allem die Kinder hatten die verborgenen Muster extrahiert. 13 der 15 Kinder konnten die gesamte Sequenz auswendig“, erklärte Born. „Und es ist die Tiefschlafphase, in der das passiert.“

Tiefschlafphasen bei Älteren nehmen ab
Die Schlafforscher machten sich in einem weiteren Versuch daran, die Tiefschlafphasen zu verbessern. Es gelang, mit leisen Tonimpulsen, die synchron zum langsamen Deltawellen-Rhythmus des Tiefschläfer-Gehirns geschaltet wurden, die Frequenzen weiter zu verlangsamen, die Ausschläge zu erhöhen. „Der Tiefschlaf wird tiefer, die Gedächtnisleistung wird größer“, so Born. Bei Älteren nehmen die Tiefschlafphasen sukzessive ab. Der Schlafforscher sieht jedoch nicht, dass den Senioren ein besserer Tiefschlaf auch wieder zu deutlich mehr Gedächtnisleistung verhelfen kann. „Man kann den Tiefschlaf bei Älteren verbessern, aber die Effekte sind nur moderat“, meinte Born. „Das alte Gehirn produziert einfach nicht mehr so viele langsame Wellen.“

Natürliche statt chemische Schlafmittel
Für alle, die über Nacht etwas lernen wollen, bleibe der vorrangige Rat, mindestens sieben Stunden in dunkler Umgebung und ausgerichtet an der inneren Uhr zu schlafen. Menschen, die unter Schlafproblemen leiden, sollten aber nicht zu chemischen Schlafmitteln greifen, die nicht nur abhängig machen, sondern oft auch tagsüber eine Art „Kater“ verursachen können. Es gibt auch natürliche Mittel, wie Schlafhilfen aus Baldrianextrakten allein oder in Kombination mit Hopfen, Melisse und Passionsblume. (ad)

Bild: Helga Gross / pixelio.de