Im Schlaf schafft unser Kurzzeitgedächtnis Platz für neue Erinnerungen

Schlaf mit entscheidendem Einfluss auf die Speicherung von Erinnerungen

Schlaf ist für unsere Gesundheit unerlässlich und Schlafdefizite können zu erheblichen Gesundheitsproblemen führen. Auch das Gehirn nutzt den Schlaf, um Gedächtnisinhalte von dem Hippocampus in die Großhirnrinde zu übertragen und Platz im Kurzzeitgedächtnis zu schaffen, so das Ergebnis einer aktuellen Studie von Forschenden an der Universität Tübingen.

Das Forschungsteam um Lea Himmer, Dr. Monika Schönauer und Professor Steffen Gais vom Institut für Medizinische Psychologie und Verhaltensneurobiologie an der Universität Tübingen hat in seiner aktuellen Studie untersucht, „wie sich die Gehirnbereiche die Aufgaben bei der Verfestigung von neu Gelerntem teilen und welche Rolle Schlaf dabei spielt“, so die Mitteilung der Universität Tübingen. Die Ergebnisse der Studie wurden in dem Fachmagazin „Science Advances“ veröffentlicht.

Hippocampus und Großhirnrinde speichern Informationen

Unser Gedächtnis speichert Informationen in zwei Regionen des Gehirns, dem Hippocampus und der Großhirnrinde. Dabei dient der Hippocampus vor allem kurzfristig zur Aufnahme neuer Informationen, während die Großhirnrinde große Informationsmengen für lange Zeit speichern kann, erläutern die Forschenden. Anhand von bildgebenden Verfahren konnten sie in der aktuellen Studie nachweisen, dass schon innerhalb kurzer Zeit durch wiederholtes Üben in der Großhirnrinde neue Gedächtnisspuren aufgebaut werden können. Erst wenn eine Schlafphase folgt, werden diese allerdings komplett in die Großhirnrinde übertragen. Ohne Schlafphase müsse das Gehirn zur dauerhaften Speicherung der neuen Gedächtnisinhalte zusätzlich auf den Hippocampus zurückgreifen.

In ihren Untersuchungen stellten die Forschenden den Probanden eine Lernaufgabe, bei der sie sich in sieben Wiederholungen eine Wortliste einprägen sollten. Parallel wurde die Gehirnaktivität mit einem Magnetresonanztomografen (MRT) aufgezeichnet. Nach zwölf Stunden wiederholten die Probanden die gleiche Aufgabe mit der bereits gelernten und einer neuen Wortliste, so die Mitteilung der Universität Tübingen. Während eine Hälfte der Probanden zwischendurch geschlafen hatte, war die andere Hälfte konstant wach.

Hippocampus blieb nur nach Schlafphasen unbeteiligt

Den Angaben der Forschenden zufolge führte wiederholtes Üben „schon innerhalb einer Stunde dazu, dass das Gelernte mithilfe des hinteren Parietallappens, einer Region der Großhirnrinde, abgerufen wurde“ und sich die Beteiligung des Hippocampus entsprechend verringerte. „Dieses Muster weist auf eine schnelle Bildung von Gedächtnisspuren in der Großhirnrinde hin“, so Dr. Schönauer. Allerdings sei der Hippocampus nur dann unbeteiligt geblieben, wenn die Teilnehmenden nach der ersten Sitzung mehrere Stunden lang geschlafen hatten.

Schlaf für das Gedächtnis besonders wichtig

Blieben die Probanden zwischendurch wach, wurde auch bei bereits bekannten Wörtern weiterhin der Hippocampus benötigt, erläutern die Forschenden. „Damit zeigen wir, dass im Schlaf Gedächtnisprozesse ablaufen, die über das reine Wiederholen hinausgehen“; so Lea Himmer. Zwar können Lernwiederholungen langfristige Gedächtnisspuren anlegen, doch ob die Inhalte unabhängig vom Hippocampus dauerhaft gespeichert werden, hänge entscheidend von einer Schlafphase ab.

Zusammenspiel von Großhirnrinde und Hippocampus unklar

Den aktuellen Untersuchungsergebnissen zufolge wirkt sich Schlaf vor allem auf den Hippocampus aus und es bleibt offen, wie Hippocampus und Großhirnrinde genau zusammenspielen, so Steffen Gais, der Leiter der Arbeitsgruppe an der Universität Tübingen. „Diese Interaktion zu verstehen, ist ein wichtiger Schritt zur Weiterentwicklung der gängigen Theorien zur Gedächtnisbildung“, betont Gais. Wie Gedächtnisinhalte in der Großhirnrinde gespeichert werden und welche Rolle der Hippocampus dabei spielt, sei auch für das Verständnis von Lern- und Gedächtnisstörungen von entscheidender Bedeutung.(fp)