Gedächtnisbildung: Leise tönt der Schlaf

24. Juli 2013
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Tiefschlaf beschleunigt Lernprozesse und die Verarbeitung des tagsüber Erlebten. Forscher fanden nun heraus, dass sich die Gedächtnisbildung weiter verbessern lässt, wenn man Hirnwellen im Tiefschlaf durch akustische Signale stimuliert.

Die langsamen Hirnwellen tragen wesentlich dazu bei, dass sich im Tiefschlaf das Langzeitgedächtnis festigt: Sie reaktivieren Informationen, die tagsüber aufgenommen und vorläufig im Hippocampus gespeichert wurden, und übertragen diese in den Neokortex. Nun hat ein Forscherteam um Professor Jan Born, Direktor des Instituts für Medizinische Psychologie und Verhaltensneurobiologie der Universität Tübingen, ein Verfahren entwickelt, mit der sich die menschliche Hirnaktivität so beeinflussen lässt, dass sich die Gedächtnisleistung verbessert. Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Neuron bekannt gaben, steigerten diskrete Töne, die Testpersonen im Tiefschlaf vorgespielt wurden und die mit deren langsamen Hirnwellen synchronisiert waren, deutlich die Konsolidierung des Gedächtnisses.

Im Rahmen der Studie testeten Born und seine Kollegen elf Personen im Schlaflabor. Die Probanden mussten sich abends 120 Wortpaare merken, die direkt im Anschluss an die Einprägphase und am nächsten Morgen abgefragt wurden. Sobald die Studienteilnehmer in der Nacht fest eingeschlafen waren, begann die akustische Stimulation. Über einen Kopfhörer hörten sie 210 Minuten lang immer wieder einen leisen Ton, der an den Rhythmus der langsamen Hirnwellen gekoppelt war, die per EEG detektiert und online analysiert wurden. „Wir präsentierten die akustischen Stimuli immer, während die langsame Hirnwelle ihren Höhepunkt erreichte“, sagt Born. „Die sofortige Analyse der Gehirnwellen ist essenziell, da Schwingungen in biologischen Geweben nicht völlig gleichmäßig oszillieren und deswegen die akustischen Signale immer wieder neu auf die langsamen Wellen ausgerichtet werden müssen.“

Akustische Signale verstärken Schwingung

In einem Kontrollversuch maßen die Wissenschaftler ebenfalls die Frequenz und Amplitude der Gehirnschwingungen, verzichteten bei den Probanden aber auf das Vorspielen des akustischen Signals. „Waren die Testpersonen dem Geräusch ausgesetzt, konnten sie sich am Morgen besser an Wortpaare erinnern, die sie am Abend zuvor gelernt hatten, als ohne Stimulation“, sagt Born. Durchschnittlich wussten die Studienteilnehmer am nächsten Morgen rund 22 Wortpaare mehr als am Abend zuvor, wenn ihnen Geräusche während der Nacht vorgespielt wurden – im Gegensatz zum Kontrollexperiment, in dessen Verlauf sich die Testpersonen nur 13 Wortpaare mehr als am vorherigen Abend eingeprägt hatten. Aber auch die Gehirnwellen selbst veränderten sich durch die Geräuschstimulation: „Die langsamen Wellen haben nicht nur eine größere Amplitude sondern sie schwingen auch häufiger“, berichtet Born. „Es ist wie bei einer Schaukel, die auch länger in Bewegung bleibt, wenn man sie im richtigen Augenblick ein wenig anstößt.“ Er geht davon aus, dass vor allem die länger anhaltenden Schwingungen für die bessere Gedächtniskonsolidierung verantwortlich sind.

In einem weiteren Experiment untersuchten Born und seine Kollegen, was passiert, wenn die Probanden während ihres Tiefschlafs Töne hörten, die nicht in Phase mit dem Rhythmus der Gehirnwellen waren. Diesmal konnten die Wissenschaftler keine Verbesserung der Gedächtnisleistung nachweisen: Die Studienteilnehmer prägten sich nicht mehr Wortpaare ein als in einem Kontrollversuch ohne Geräuschstimulation. Auch Anzahl und Amplitudengröße der Schwingungen zeigten keine wesentliche Veränderung. Born: „Die Stimulation durch Geräusche ist offensichtlich nur dann effektiv, wenn die Geräusche zeitgleich mit den langsamen Hirnstromwellen während des Tiefschlafs auftreten.“

Forscher sieht weitere Anwendungsbereiche

Born zufolge kann das neue Verfahren wahrscheinlich auch zur Verbesserung des Schlafs eingesetzt werden. Allerdings, so der Wissenschaftler, müssten für eine Anwendung im klinischen Alltag tragbare Geräte entwickelt werden, mit deren Hilfe man Gehirnwellen online detektieren könnte. „Eventuell sind wir schon bald in der Lage, mit akustischer Stimulation nicht nur den Schlaf zu vertiefen, sondern auch andere Schlafprozesse anzuregen oder weitere Hirnfunktionen zu verstärken, die zum Beispiel im Wachzustand auftreten und für die Regelung der Aufmerksamkeit zuständig sind.“

Andere Experten sind nicht von einer raschen Anwendung der Methode überzeugt: „Auch wenn die akustische Stimulation eine auf jeden Fall sehr interessante Möglichkeit ist, den Schlaf direkt zu beeinflussen, ist die Anwendung zu Hause schwer umsetzbar und die erzielten Effekte auf Schlaf und Gedächtnis nicht riesig“, sagt Professor Manuel Schabus, Leiter des Labors für Schlaf-, Kognitions- und Bewusstseinsforschung im Fachbereich Psychologie der Universität Salzburg. „Es gilt zu prüfen, ob es für den Alltag wirklich relevant ist, wenn jemand in den ersten beiden Stunden neun Prozent mehr Tiefschlaf aufweist.“

Kaum Nebenwirkungen

„Die spannende Methode der Tübinger Arbeitsgruppe bringt zwar die Grundlagenforschung auf diesem Gebiet voran, ist aber wahrscheinlich nicht unbedingt geeignet, Schlafstörungen generell zu behandeln“, sagt Privatdozent Christoph Nissen, Leiter der Forschungsgruppe Schlaf und Plastizität in der Abteilung für Psychiatrie und Psychotherapie des Universitätsklinikums Freiburg. „Vielleicht lassen sich aber damit die bei Insomnie oder Depressionen auftretenden Beeinträchtigungen des Gedächtnisses verbessern.“ Angesichts des fast vollständigen Fehlens von Nebenwirkungen, findet der Wissenschaftler, dass nicht invasive Verfahren wie die akustische Stimulation dennoch ein großes Potenzial bei der Therapie von Schlafstörungen haben, da die derzeit meistens eingesetzten Schlafmittel ein hohes Abhängigkeitsrisiko aufweisen und zudem die Gedächtnisbildung hemmen.

119 Wertungen (4.53 ø)

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10 Kommentare:

Annette Peter
Annette Peter

Ohne Geräusch im Hintergrund einzuschlafen, ist ganz schwierig (ich habe so ein Bereitschaftdienstzimmer, das sich in einem voll klimatisierten, nach draußen schallisolierten BAu ohne die Möglichkeit, ein Fenster aufzumachen, befindet: grausig.
An CD’s zum Einschlafen kann ich nur wenige gebrauchen, die meisten 0-8-15-wellness-CD’s erreichen bei mir das Ggt. Aber es gibt einige sehr schöne CD’s, meist mit Naturgeräuschen verbundene, mit ruhigen Rhythmen und dennoch interessanten Melodien und anderen Klangerlebnissen, auf die ich um Einschlafen geradezu geeicht bin. Auf keinen Fall geht Popmusik im weitesten Sinne u.ä. Fernsehschlafen funktioniert sehr gut bei NatGeo, Discovery u.ä., allerdings Fernsehen bis direkt zum Aufstehen macht mich nervös, ich schlafe dann noch 2 h ohne Geräusch. Das ist dann perfekt . Noch eine Frage / Anregung – gibt es Verbindungen zwischen”hemis-sync” (siehe TMI = The Monroe Institue” und den Versuchen nit den EEG-Wellen hier ? (Vgl. auch hemi sync – Bedeutung bei Eben Alexander nach seinem Nahtoderlebnis).

#10 |
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Kann mir jemand die Quellen zu diesem Artikel geben?

#9 |
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Dr. Christoph Truckenbrodt
Dr. Christoph Truckenbrodt

Egal was bei mir nachts so alles passiert, Fernsehen, Musik, Rechner, ich fühle mich morgens immer wie gerädert und brauche in der Regel stets den halben Vormittag um einigermaßen in Gang zu kommen. Herr Bayerl: Vielen Dank für den Tip, aber was machen, wenn kein anderer Körper verfügbar ist?

#8 |
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Dipl. Biol. Thorsten Walter
Dipl. Biol. Thorsten Walter

Ich kann mir aber auch vorstellen, dass gesprochenes Audio, wie z.B. von Hörspielen, den Verstand “wach” hält. Zudem können diese “Botschaften” während des Schlafes direkt ins Unterbewusstsein getragen werden. Ich jedenfalls fühle mich morgens ziemlich gerädert, wenn ich in der Nacht meine CD mit sanften Affirmationen hab laufen lassen.

#7 |
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Gast
Gast

Ich kann bspw. nur bei laufendem Fernsehprogramm im Hintergrund (ein)schlafen. Das erklärt dann vielleicht die Verwunderung meiner Kollegen, weshalb ich am nächsten Morgen topfit bin. Die besten Einfälle oder Gesprächsvorbereitungen erfolgen tatsächlich gleich nach dem morgentlichen Augenaufschlag.

Toller Beitrag, der mich in meinem Tun und meiner Annahme nur bestätigt.

#6 |
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Dr. med. Thomas Täuber
Dr. med. Thomas Täuber

Diesen Artikel finde ich richtig gut, denn Vorlesen am Abend am Bett eines Kindes, was jedes Elternpaar praktiziert und sanfte Einschlafmusik bzw. CD-Player mit den Lieblingsgeschichten der Kinder abspielen, bestätigt mir meine Erfahrungen und die, des Artikels(Schlafgeräusche).
Ich bevorzuge lesen und Musik hören. Zu meiner Tiefenentspannung trägt gerade aktuell bei: Über Anmut und Würde einfach genial geschrieben und ich hoffe diese Zeilen im Tiefschlaf zu speichern.

Ute Täuber. Frau von Dr.Thomas Täuber

(Übrigens, das Bild ist wieder mal saucool!)

#5 |
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Mich würde interessieren, inwieweit das Studien-Procedere mit dem mind-mapping verwandt ist. Bei letztgenannter Prozedur kann der Mensch eine gewünschte EEG-Aktivität erzeugen, ohne dass es dafür einer großen Übung bedarf. Wenn beide Vorgehensweisen miteinander kombiniert werden, was wäre dann das Ergebnis?
Im Übrigen sei angemerkt, dass stets sog. Unkenrufe aus angrenzenden Fachgebieten vernehmbar werden, wenn klinisch-psychologische oder verhaltensbiologische Forscher eine neue Art zu denken und zu realisieren sich anschicken.

#4 |
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Bin gespannt, ob sich das reproduzieren lässt.

#3 |
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erinnert mich stark an das Schlaflied, das ich meinem einjährigen Sohn immer singen muss.
Noch ein Tip:
auch Körperkontakt mit rhythmischen Bewegungen fördert die Qualität des Schlafes.

#2 |
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Biochemiker

Das koennte ich gut fuer mein Med. Studium gebrauchen…

#1 |
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