Wir benutzen Schlaf oft als Vorwand, um etwas aufzuschieben, aber es ist tatsächlich wissenschaftlich erwiesen, dass Schlaf die Festplatte des Gehirns ist. Forscher der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Bonn wollten genau verstehen, wie sich Schlaf auf die Gedächtniskonsolidierung auswirkt. Ihre im Oktober 2018 in Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass das Gehirn das Gelernte anwendet, wenn einem kalt ist.
Diese Studie basierte auf einer einzigartigen Gruppe von Teilnehmern: Epilepsiepatienten, die sich einer geplanten Operation unterziehen mussten. Diesen Menschen wurden Elektroden ins Gehirn implantiert, die es den Forschern ermöglichten, die neuronale Aktivität mit hoher Präzision aufzuzeichnen. Die Aufgabe ist einfach. Die Teilnehmer studierten eine Reihe von Bildern. Dann machten sie ein Nickerchen. Während sie schliefen, überwachten die Forscher hochfrequente Gehirnaktivitäten, insbesondere im Gammaband.
Was sie fanden, war schockierend. Die Muster der Gammaaktivität, die beim Betrachten der Bilder durch die Patienten auftraten, traten im Schlaf wieder auf. Das Gehirn reaktiviert diese Erinnerungen.
„Vergessene Bilder verschwinden nicht einfach aus dem Gehirn.“
—— Dr. Zhang Hui
Eine Reaktivierung allein garantiert jedoch keinen Rückruf. Viele Teilnehmer konnten sich nach dem Aufwachen nicht an die reaktivierten Bilder erinnern. Der entscheidende Faktor liegt im Hippocampus. Dieser Bereich ist wichtig für die Bildung neuer Erinnerungen. Während des Schlafs erzeugt der Hippocampus deutliche Aktivitätsschübe, die als „Wellen“ bekannt sind.
Damit ein Bild einen bleibenden Eindruck hinterlässt, müssen zwei Dinge gleichzeitig passieren. Erstens muss Gammabandaktivität vorhanden sein. Zweitens müssen diese Gammawellen mit den Wellen des Hippocampus synchronisiert sein. Diese Anordnung dient als Ablagesystem. Ohne die Wellen bleiben die Informationen instabil.
Auch die Bearbeitungstiefe ist wichtig. Die Forscher unterteilten die anfängliche Lernphase in zwei Phasen. Die oberflächliche Verarbeitung erfolgt während der ersten 0,5 Sekunden der Bildanzeige. Eine tiefe Verarbeitung folgt, wenn sich das Gehirn intensiver mit dem Inhalt beschäftigt.
Die Ergebnisse zeigten einen deutlichen Unterschied. Als die tiefen Verarbeitungsstufen der Gammaaktivität während des Schlafs zusammen mit Wellen im Hippocampus reaktiviert wurden, erinnerten sich die Teilnehmer an die Bilder. Wenn nur das oberflächliche Stadium reaktiviert wurde, verblasste die Erinnerung. Um Erinnerungen dauerhaft zu archivieren, benötigt das Gehirn eine tiefere Auseinandersetzung.
Dieser Mechanismus verdeutlicht, warum Schlaf mehr als nur eine Phase passiver Ruhe ist. Dies ist ein aktiver Zustand der neuronalen Aufrechterhaltung. Die Wechselwirkung von Gammawellen mit Wellen im Hippocampus bestimmt, welche Erlebnisse die Nacht überleben und welche verworfen werden.
Die National Sleep Foundation stellt fest, dass Menschen die einzigen Säugetiere sind, die den Schlaf freiwillig hinauszögern. Wenn man bedenkt, wie aktiv das Gehirn im Ruhezustand Erinnerungen festigt, kann das Ignorieren dieses Drangs mit kognitiven Kosten verbunden sein. Ihr Gehirn arbeitet auch dann noch, wenn Sie sich ausruhen. Man könnte es genauso gut seine Arbeit machen lassen.
