Gesundheit : Lernen im Schlaf

Wenn wir schlummern, festigt sich unser Gedächtnis – und das Erlebte wird im Gehirn neu organisiert

Peter Spork

„Niemand sollte sich schuldig fühlen, weil er ein paar Stunden länger schläft, als gemeinhin für normal gehalten wird“, sagte der Chicagoer Kreativitätsforscher Mihaly Csikszentmihalyi. Dank einer Vielzahl von Studien, die Hirnforscher aus aller Welt in den vergangenen Jahren publizierten, herrscht inzwischen Einigkeit darüber: Ein Tag ohne gesunden Schlaf ist ein verlorener Tag – oder, wie es die Zürcher Schlafforscherin Irene Tobler einst treffend formulierte: „Der Körper braucht Ruhe, aber das Gehirn braucht Schlaf.“

Auf der 30. Jahrestagung der Gesellschaft für Neuropädiatrie in Bern wurde diese These gründlich untermauert. Vor den Kinder-Nervenheilkundlern aus Österreich, Deutschland und der Schweiz referierte der Hirnforscher Jan Born vom Institut für Neuroendokrinologie in Lübeck über neue Erkenntnisse zum menschlichen Schlaf. Ein Wissenschaftler, der dem menschlichen Steuerzentrum mit trickreichen Tests eines seiner dunkelsten Geheimnisse zu entreißen versucht: Was macht es während des Schlafs?

„Klar ist inzwischen, dass das schlafende Gehirn nicht ausgeschaltet ist, sondern Informationen aktiv weiterverarbeitet", sagt Born. Es befinde sich „in einem anderen Modus", in dem es phasenweise mindestens so aktiv sei, wie das wache Gehirn. Unbewusst lasse es Geschehnisse des Tages Revue passieren und verstärke zuvor geknüpfte Assoziationen um neue Wege im unendlichen Nervennetz zu bahnen: „Schlaf ist für die Gedächtnisbildung absolut notwendig.“

Borns neueste Studie legt sogar den Verdacht nahe, dass Einstein und Goethe einen Teil ihrer Genialität dem langen Schlaf verdanken. Den Lübeckern gelang der erste Beleg dafür, dass über Nacht gekommene Geistesblitze auf die Aktivität des schlafenden Gehirns zurückgehen, wie sie im Fachblatt „Nature" (Band 427, Seite 352) berichteten.

Testpersonen sollten komplexe Rätsel bearbeiten, für die es ein simples, immer gleiches Lösungsprinzip gab. Anschließend durften einige von ihnen schlafen, andere mussten wach bleiben. Dann bekamen die Probanden weitere Rätsel auf und die Forscher registrierten, ob sie den leichten Lösungsweg entdeckten. Von jenen, die geschlafen hatten, fanden 60 Prozent den Trick, von den anderen nur jeder Fünfte.

Born sieht eine Hypothese bestätigt: „Einstudiertes – egal ob das Vokabeln oder Zahlenrätsel sind – wird zunächst in einem bestimmten Teil des Gehirns zwischengespeichert“, sagt er. „Im Schlaf werden diese Informationen reaktiviert und als Impulsmuster mehrerer Nerven an die Teile der Großhirnrinde zurückgesendet, wo sie ursprünglich verarbeitet wurden. Dort wird das neue Wissen dann mit dem Langzeitgedächtnis verknüpft." Dass man die Gedächtnisinhalte auf diese Weise neu organisiert habe, verschaffe einem am Morgen einen besseren Überblick. Born vermutet zudem, das ausgeschlafene Gehirn arbeite deshalb so gut, weil Gelerntes für eine gewisse Zeit doppelt gespeichert ist: im Langzeit- und im Zwischenspeicher.

Ob ein extra langer Schlaf die Lernleistung erhöht, ist derzeit indes so ungewiss wie der Einfluss verschiedener Schlafphasen. „Wenn jemand mal acht statt sieben Stunden schläft, ist kein Unterschied nachweisbar“, sagt Born. Zu wenig Schlaf schade jedoch: „Nach drei Stunden Schlaf sind die Leistungen signifikant schlechter als nach acht."

Den Effekt der Schlafphasen auf das Lernen analysierten Born und sein Kollege Steffen Gais ebenfalls. Sind Menschen wach oder befinden sie sich in der REM-Schlafphase, die von Träumen und heftigen Augenbewegungen begleitet wird, dann sind große Mengen des chemischen Signalstoffes Acetylcholin im Gehirn. Dessen Spiegel sinkt aber während des vor allem in den ersten Schlafstunden auftretenden Tiefschlafs. Die Forscher hielten den Acetylcholinspiegel bei einigen Menschen nachts mit einem Medikament künstlich hoch. Deren Fähigkeit, Vokabeln zu behalten, ging verloren. Der Botenstoff scheint Zellen zu aktivieren, die den Rückfluss der Information und damit die Übertragung in den Langzeitspeicher blocken.

Diese Resultate gelten jedoch nur für das bewusste, deklarative Gedächtnis. Es scheint besonders stark auf den Tiefschlaf angewiesen zu sein. Bei der zweiten, unbewussten Gedächtnis-Art, prozedural genannt, fehlt der Zwischenspeicher, der wie ein Puffersystem Daten einige Tage aufbewahrt und folglich auch mehrere Nächte hintereinander für die Aufarbeitung zur Verfügung stellt. Dieses Erinnern scheint sich vor allem während des REM-Schlafs zu festigen.

Nicht zuletzt wegen des fehlenden Puffersystems gehen Bewegungsabläufe oder Sinnesverknüpfungen, etwa die optimale Belastung der Ski beim Parallelschwung oder das Spielen eines Klavierstückes, ohne Schlaf rascher verloren als gepaukte Formeln. Vor vier Jahren zeigte dies Robert Stickgold von der Harvard Medical School in Boston: Eine einzige Nacht Schlafentzug löscht den normalen Lernprozess nachhaltig aus.

Das dürfte die Kinderärzte sehr interessieren. Denn wer groß wird, fordert besonders sein prozedurales System, etwa beim Laufen lernen oder ersten Artikulieren. „Kinder profitieren vom Schlaf noch mehr als Erwachsene“, sagt Born. Dass die Kleinen mehr Schlaf brauchten als Erwachsene, weil sie mehr erinnern müssten, liege auf der Hand.

Die zahlreichen Experten, die vor den Folgen des zunehmenden Schlafmangels vor allem bei Kindern warnen und einen späteren Schulbeginn fordern, dürfen sich durch die neuen Studien aus Lübeck bestätigt fühlen. Der belgische Neurologe Pierre Maquet kommentierte im Fachblatt „Nature“, die Ergebnisse seien „ein guter Grund, unser Schlafbedürfnis in vollem Umfang zu respektieren“.

Der Weg zur Gedächtnispille, die das Zusammenspiel der Nerven während des Schlafs gezielt unterstützt, um das Lernen zu fördern oder – vielleicht noch wichtiger – zum Vergessensstoff, der hilft, traumatische Erlebnisse zu verdrängen, ist indes noch weit. Born hat immerhin einen wissenschaftlich nicht untermauerten Tipp: Wer sich im Schlaf mit den richtigen Inhalten beschäftigen wolle, solle sich während des Lernens am Tag einem bestimmten zusätzlichen Reiz aussetzen, etwa Rosenduft. Versetze man die Luft nachts mit dem gleichen Duft, lenke das die unbewusste Reproduktionsarbeit im Schlaf vielleicht in die gewünschte Richtung.

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