Babys zeigen Gedächtniskonsolidierung im Schlaf

Neue Forschungen haben ergeben, dass Säuglinge im Schlaf das Gelernte wiederaufbereiten.

Deutsche Forscher fanden heraus, dass Babys im Alter von neun bis 16 Monaten sich besser an die Namen von Objekten erinnern, wenn sie ein kurzes Nickerchen machten.

Und erst nach dem Schlafen können sie gelernte Namen auf ähnliche neue Objekte übertragen. Das kindliche Gehirn bildet somit im Schlaf allgemeine Kategorien und wandelt Erfahrung in Wissen um.

Die Forscher stellten auch fest, dass diese Bildung von Kategorien eng mit einer typischen rhythmischen Aktivität des schlafenden Gehirns zusammenhängt, die als Schlafspindeln bezeichnet wird.

Säuglinge mit hoher Schlafspindelaktivität sind besonders gut darin, ihre Erfahrungen zu verallgemeinern und im Schlaf neues Wissen zu entwickeln.

Experten sagen, dass die Ergebnisse mit dem neuen Verständnis übereinstimmen, dass Schlaf für unser Gehirn viel mehr als nur Entspannung bedeutet. Während der Informationsfluss aus den Sinnesorganen im Schlaf weitgehend unterbrochen ist, sind viele andere Regionen des Gehirns besonders aktiv.

Die meisten Gehirnforscher glauben heute, dass das schlafende Gehirn aktuelle Erfahrungen abruft, wodurch neues Wissen konsolidiert und in das vorhandene Gedächtnis integriert wird, indem neuronale Verbindungen gestärkt, neu verknüpft oder sogar abgebaut werden. Dies bedeutet, dass Schlaf für das Gedächtnis unverzichtbar ist.

Die Max-Planck-Forscher haben festgestellt, dass dies auch bei Säuglingen und Kleinkindern der Fall ist. Um die Auswirkungen des Schlafes auf das Gedächtnis des Kindes zu untersuchen, luden sie die Eltern ein, mit ihren neun bis 16 Monate alten Kindern an einer Studie teilzunehmen.

Während der Trainingseinheit wurden den Säuglingen wiederholt Bilder bestimmter Objekte gezeigt, während sie die den Objekten zugewiesenen fiktiven Namen hörten. Einige Objekte waren einander ähnlich und variierten nur in ihren Proportionen, Farben oder in bestimmten Details.

Die ähnlichen Objekte, die aufgrund ihrer Form zur gleichen Kategorie gehörten, erhielten immer die gleichen Namen. Während dieses Prozesses zeichneten die Forscher die Gehirnaktivität der Säuglinge mithilfe der Elektroenzephalographie (EEG) auf.

Eine Gruppe von Säuglingen schlief die nächsten ein bis zwei Stunden in ihren Kinderwagen, während ein Elektroenzephalogramm (EEG) aufgezeichnet wurde, während die anderen wach blieben, in ihren Kinderwagen spazieren gingen oder im Untersuchungsraum spielten.

In der anschließenden Testsitzung präsentierten die Forscher den Säuglingen erneut Bild-Wort-Paare - diesmal sowohl in den gleichen Kombinationen wie in der Lernsitzung als auch in neuen Kombinationen - und maßen dabei erneut ihre Gehirnaktivität.

Die Analyse der Gehirnaktivität ergab, dass die Säuglinge während der Trainingseinheit die Namen der einzelnen Objekte unabhängig von ihrem Alter gelernt hatten. Die Situation bei der Kategorisierung war jedoch anders: Am Ende der Schulungssitzung konnten sie den Namen ähnlicher Objekte, die sie mehrmals gehört hatten, keine neuen Objekte zuweisen.

Während der anschließenden Testsitzung unterschied sich die Gehirnaktivität der Säuglinge, die nach der Trainingseinheit geschlafen hatten, deutlich von der der Gruppe, die wach geblieben war.

Während die Gruppe, die wach geblieben war, die Namen der einzelnen Objekte vergessen hatte, erinnerten sich die Kinder in der Schlafgruppe an die Objektwortzuordnungen. Es gab auch radikale Unterschiede in ihren Fähigkeiten, die Objekte zu kategorisieren.

„Die Säuglinge, die nach der Trainingseinheit geschlafen haben, haben den Namen ähnlich aussehender Objekte neue Objekte zugewiesen“, sagt Dr. Manuela Friedrich vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Gehirnwissenschaften.

„Sie waren nicht in der Lage, dies vor ihrem Nickerchen zu tun, und diejenigen, die wach blieben, waren auch nicht in der Lage, dies zu tun. Dies bedeutet, dass die Kategorien im Schlaf gebildet worden sein müssen. “

Während das Alter der Kinder keinen Einfluss hatte, hat eine bestimmte Art von Gehirnwelle, die als Schlafspindel bezeichnet wird, einen erheblichen Einfluss auf die Lernergebnisse.

Schlafspindeln treten auf, wenn Nervenbündel zwischen Thalamus und Großhirnrinde eine rhythmische Aktivität von 10 bis 15 Zyklen pro Sekunde erzeugen. Es ist bekannt, dass sie die Gedächtniskonsolidierung bei Erwachsenen beeinflussen.

"Je größer die Spindelaktivität eines Kindes ist, desto besser kann es neuen Objekten nach dem Schlaf Kategorienamen zuweisen", sagte Friedrich.

Diese Ergebnisse zeigen, dass der Schlaf die Gedächtnisorganisation selbst im Gehirn des Kindes und zu einer Zeit, in der das Gedächtnis massiv wächst, erheblich beeinflusst.

„Das wache Säuglingsgehirn vergisst schnell neu erlernte Namen, aber im Schlaf werden Wörter dauerhafter mit Objekten verknüpft und eingeprägt“, sagte Dr. Angela Friederici, Direktorin am Leipziger Max-Planck-Institut und Leiterin der Studie.

Schlaf und Schlafspindeln ermöglichen es dem Gehirn des Kindes auch, ähnliche Bedeutungen zu bündeln. Wenn das Gehirn weitgehend von äußeren Einflüssen abgeschnitten ist, kann es offenbar seine Erfahrungen organisieren und neue Verallgemeinerungen bilden.

„Auf diese Weise überbrückt der Schlaf die Lücke zwischen bestimmten Objekten und allgemeinen Kategorien und überträgt so Erfahrungen in Wissen“, sagte Friederici.

Quelle: Max-Planck-Institut / EuerkAlert