Leichter Schlaf erleichtert den Lernprozess

Forscher haben sich oft gefragt, warum so viel von unserem Schlaf eher durch leichte, unruhige Aktivität als durch tiefen, verträumten Schlaf gekennzeichnet ist, der durch schnelle Augenbewegungen (REM) definiert wird.

Eine neue Studie der University of California in Berkeley legt nahe, dass wir gerade dabei sind, die Lernfähigkeit unseres Gehirns bei leichtem Schlaf wieder aufzuladen. Es scheint, dass leichter Schlaf unseren Lernprozess erleichtert.

Forscher haben überzeugende Beweise dafür gefunden, dass Ausbrüche von Gehirnwellen, die als „Schlafspindeln“ bekannt sind, sich zwischen Schlüsselregionen des Gehirns vernetzen können, um einen Weg zum Lernen freizumachen.

Diese elektrischen Impulse helfen dabei, faktenbasierte Erinnerungen vom Hippocampus des Gehirns - der nur über begrenzten Speicherplatz verfügt - auf die „Festplatte“ des präfrontalen Kortex zu verlagern, wodurch der Hippocampus für die Aufnahme neuer Daten frei wird.

Spindeln sind schnelle Stromimpulse, die während des Nicht-REM-Schlafes erzeugt werden und bis zu 1.000 Mal pro Nacht auftreten können.

"Alle diese Puzzleteile erzählen eine konsistente und überzeugende Geschichte - Schlafspindeln sagen eine Erfrischung des Lernens voraus", sagte Dr. Matthew Walker, Associate Professor für Psychologie und Neurowissenschaften an der UC Berkeley und leitender Autor der Studie, die in der Zeitschrift veröffentlicht werden soll Aktuelle Biologie.

Die Studie ergab, dass diese spindelgetriebene Vernetzung am wahrscheinlichsten im Stadium 2 des NREM-Schlafes (Non-Rapid Eye Movement) auftritt, der auftritt, bevor wir den tiefsten NREM-Schlaf und den als REM-Schlaf bekannten Traumzustand erreichen.

Dieses flache Stadium des traumlosen Schlummers kann die Hälfte unserer Schlafstunden ausmachen und tritt am häufigsten in der zweiten Hälfte der Nacht oder in der zweiten Hälfte einer Zeit auf, in der wir schlafen.

„Ein Großteil dieses spindelreichen Schlafes findet in der zweiten Hälfte der Nacht statt. Wenn Sie also sechs Stunden oder weniger schlafen, haben Sie einen Mangel. Sie werden weniger Spindeln haben und möglicherweise nicht so viel lernen können “, sagte Dr. Bryce Mander, Postdoktorand für Psychologie an der UC Berkeley und Hauptautor der Studie.

In Bezug auf breitere gesellschaftliche Auswirkungen gaben Forscher an, dass Beweise dafür, dass Gehirnwellen während des letzten Teils der Schlafperiode unsere Fähigkeit fördern, faktenbasierte Erinnerungen zu speichern, die Frage aufwerfen, ob der frühe Schultag für das Lernen optimal ist.

"Diese Ergebnisse unterstreichen weiter die Bedeutung des Schlafes in unserer Bildungsbevölkerung, in der der Lernbedarf groß ist, aber späte Schlafenszeiten und frühe Schulbeginnzeiten angemessene Schlafmengen verhindern", sagte Mander.

Im Durchschnitt verbringen Erwachsene ein Drittel ihres Lebens mit Schlafen. Es wurde jedoch kein wissenschaftlicher Konsens darüber erzielt, warum Menschen Schlaf brauchen, sagte Walker.

Frühere Untersuchungen von Walker haben gezeigt, dass eine gute Nachtruhe uns hilft, unsere Stimmungen zu regulieren und mit emotionalen Herausforderungen umzugehen, während Schlafentzug ansonsten vernünftige Menschen emotional wackeln lässt, was auf eine starke Korrelation zwischen Schlafverlust und psychiatrischen Störungen hinweist.

Für diese neueste Studie nahmen Walker und sein Team 44 gesunde junge Erwachsene und unterwarfen sie einer strengen Erinnerungsaufgabe, um den Hippocampus zu besteuern. Alle Teilnehmer zeigten ähnliche Leistungen. Die Gruppe wurde dann geteilt, wobei eine Hälfte ein 90-minütiges Nickerchen machte, während die andere Hälfte wach blieb.

An diesem Abend wurde die gesamte Gruppe einer weiteren Lernrunde unterzogen. Die Fähigkeit, sich neue Informationen zu merken, verschlechterte sich für diejenigen, die den ganzen Tag wach geblieben waren.

Im Gegensatz dazu zeigten diejenigen, die ein Nickerchen gemacht hatten, nicht nur eine bessere Leistung als die Wachgruppe, sondern verbesserten auch ihre Lernfähigkeit, als hätte der Schlaf ihre Gedächtniskapazität aufgefrischt, so die Studie.

Elektroenzephalogramm-Tests, bei denen die elektrische Aktivität im Gehirn der Windeln gemessen wurde, zeigten, dass je mehr Schlafspindeln die Windeln produzierten, desto erfrischter waren sie für das Lernen. Darüber hinaus konnten die Forscher Schlafspindeln mit Gehirnaktivitätsschleifen zwischen den Hirnlappen verbinden, in denen sich der Hippocampus und der präfrontale Kortex befinden - zwei kritische Bereiche für das Gedächtnis.

"Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Schlaf selektiv nach unseren Speichersystemen sucht und diese bearbeitet, um ihre kritischen Funktionen wiederherzustellen", sagte Walker.

"Diese Entdeckung zeigt, dass wir nicht nur Schlaf brauchen, nachdem wir gelernt haben, das zu konsolidieren, was wir auswendig gelernt haben, sondern dass wir ihn auch brauchen, bevor wir lernen, damit wir am nächsten Tag neue Informationen aufladen und aufnehmen können."

Quelle: Universität von Kalifornien - Berkeley