Gehirnstimulation während des Schlafes kann das Gedächtnis unterstützen

Gedächtnisstörungen können eine verheerende Störung sein, die die Fähigkeit zu einem normalen Alltag einschränkt. Die Unfähigkeit, das Gedächtnis wiederzugewinnen, ist besonders für Menschen mit neurologischen Erkrankungen verheerend.

Da Schlaf bekanntermaßen eine Zeit ist, in der das Gehirn Informationen speichert und konsolidiert, die eine Person während des Tages gelernt hat, untersuchten neue Forschungen die Vorteile der Verwendung der transkraniellen Wechselstromstimulation (tACS), um auf eine bestimmte Art von Gehirnaktivität während des Schlafes abzuzielen und das Gedächtnis zu stärken .

Forscher der University of North Carolina School of Medicine glauben, dass die Intervention eine nicht-invasive Methode bieten kann, um potenziell Millionen von Menschen mit Erkrankungen wie Autismus, Alzheimer, Schizophrenie und Major Depression zu helfen.

Ihre Ergebnisse erscheinen in der Zeitschrift Aktuelle Biologie.

Die Schlafforschung läuft seit mehreren Jahrzehnten. Wissenschaftler haben erfahren, dass die elektrische Gehirnaktivität während des Schlafes mit der Aktion, die sich als Wellen auf einem Elektroenzephalogramm (EEG) darstellt, oszilliert oder wechselt. Diese Wellen werden Schlafspindeln genannt, und Wissenschaftler haben vermutet, dass sie daran beteiligt sind, Erinnerungen im Schlaf zu katalogisieren und zu speichern.

"Wir wussten jedoch nicht, ob Schlafspindeln die Speicherung und Konsolidierung von Erinnerungen ermöglichen oder sogar bewirken", sagte der leitende Autor Flavio Fröhlich, Ph.D., Assistenzprofessor für Psychiatrie und Mitglied des Neurowissenschaftlichen Zentrums der Universität von North Carolina.

"Sie könnten lediglich Nebenprodukte anderer Gehirnprozesse gewesen sein, die es ermöglichten, das, was wir lernen, als Erinnerung zu speichern. Unsere Studie zeigt jedoch, dass die Spindeln tatsächlich entscheidend für die Schaffung von Erinnerungen sind, die wir für den Alltag benötigen. Und wir können sie gezielt einsetzen, um das Gedächtnis zu verbessern. “

Dies ist das erste Mal, dass eine Forschungsgruppe berichtet, dass sie selektiv auf Schlafspindeln abzielt, ohne auch andere natürliche elektrische Gehirnaktivitäten während des Schlafes zu erhöhen. Dies wurde mit tDCS - der transkraniellen Gleichstromstimulation - dem viel beliebteren Cousin von tACS, bei dem ein konstanter Strom schwachen elektrischen Stroms an die Kopfhaut angelegt wird, nie erreicht.

Während der Fröhlich-Studie wurden 16 männliche Teilnehmer einer Screening-Nacht des Schlafes unterzogen, bevor sie zwei Nächte Schlaf für die Studie absolvierten.

Vor dem Schlafengehen führten alle Teilnehmer zwei gemeinsame Gedächtnisübungen durch - assoziative Wortpaarungstests und Aufgaben zum Abhören von Motorsequenzen, bei denen wiederholt mit dem Finger auf eine bestimmte Sequenz getippt wurde.

Während beider Studienabende hatte jeder Teilnehmer Elektroden an bestimmten Stellen auf seiner Kopfhaut platziert. Während des Schlafes in einer der Nächte erhielt jede Person tACS - einen Wechselstrom schwacher Elektrizität, der mit den natürlichen Schlafspindeln des Gehirns synchronisiert ist. Während des Schlafes in der anderen Nacht erhielt jede Person eine Scheinstimulation als Placebo.

Jeden Morgen ließen die Forscher die Teilnehmer dieselben Standardgedächtnistests durchführen. Fröhlichs Team fand keine Verbesserung der Testergebnisse für die assoziative Wortpaarung, aber eine signifikante Verbesserung der motorischen Aufgaben beim Vergleich der Ergebnisse zwischen Stimulation und Placebo-Nacht.

"Dies zeigte einen direkten Kausalzusammenhang zwischen dem elektrischen Aktivitätsmuster von Schlafspindeln und dem Prozess der motorischen Gedächtniskonsolidierung." Sagte Fröhlich.

Caroline Lustenberger, Ph.D., Erstautorin und Postdoktorandin im Fröhlich-Labor, sagte: „Wir freuen uns darüber, weil wir wissen, dass Schlafspindeln zusammen mit der Gedächtnisbildung bei einer Reihe von Erkrankungen wie Schizophrenie und Alzheimer.

Wir hoffen, dass die gezielte Behandlung dieser Schlafspindeln eine neue Art der Behandlung von Gedächtnisstörungen und kognitiven Defiziten sein kann. “

Fröhlich sagte: "Der nächste Schritt besteht darin, bei Patienten, bei denen Defizite in diesen Spindelaktivitätsmustern bekannt sind, dieselbe Intervention, dieselbe Art nicht-invasiver Hirnstimulation, zu versuchen."

Fröhlichs Team verwendete zuvor tACS, um die natürlichen Alpha-Oszillationen des Gehirns zu steuern und die Kreativität zu fördern. Dies war ein Proof of Concept.

Es zeigte sich, dass es möglich war, auf diese speziellen Gehirnwellen abzuzielen, die beim Erstellen von Ideen, Tagträumen oder Meditieren eine herausragende Rolle spielen. Diese Wellen sind bei Menschen mit neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen, einschließlich Depressionen, beeinträchtigt.

Quelle: Universität von North Carolina

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