Schnüffeln, wie man im Schlaf lernt

Eine neue Studie untersucht die Prämisse, dass Menschen im Schlaf einige neue Informationen lernen können und dass das neue Wissen das Wachverhalten unbewusst verändern kann.

Forscher haben herausgefunden, dass Menschen, wenn bestimmte Gerüche nach Tönen im Schlaf auftreten, anfangen zu schnüffeln, wenn sie die Töne alleine hören - auch wenn kein Geruch vorhanden ist - sowohl im Schlaf als auch später im Wachzustand.

Die Studie wird in der Zeitschrift vorgestellt Naturneurowissenschaften.

Experten sagen, dass Schlaf-Lern-Experimente sehr schwierig durchzuführen sind. Im Zentrum der Studien steht die Notwendigkeit, dass die Ermittler sicherstellen, dass die Probanden tatsächlich schlafen und dies während des „Unterrichts“ auch bleiben.

Frühere Studien zum verbalen Schlaflernen haben den Transfer neuen Wissens nicht gezeigt. Obwohl neuere Forschungen gezeigt haben, wie wichtig Schlaf für das Lernen und die Gedächtniskonsolidierung ist, haben Forscher nicht gezeigt, dass das tatsächliche Lernen neuer Informationen in einem erwachsenen Gehirn während des Schlafes stattfinden kann.

In der neuen Studie haben Dr. Noam Sobel und der Forschungsstudent Anat Arzi jedoch beschlossen, mit einer Art von Konditionierung zu experimentieren, bei der die Probanden einem Ton gefolgt von einem Geruch ausgesetzt werden, so dass sie bald eine ähnliche Reaktion auf den Ton zeigen wie sie zum Geruch.

Die Paarung von Tönen und Gerüchen bot mehrere Vorteile. Weder weckt der Schläfer (tatsächlich können bestimmte Gerüche einen gesunden Schlaf fördern), noch verarbeitet das Gehirn sie und reagiert sogar im Schlaf.

Darüber hinaus enthält der Geruchssinn ein einzigartiges nonverbales Maß, das beobachtet werden kann - nämlich das Schnüffeln.

Die Forscher stellten fest, dass sich das schlafende Gehirn beim Riechen ähnlich verhält wie im Wachzustand: Wir atmen tief ein, wenn wir ein angenehmes Aroma riechen, stoppen jedoch das Einatmen kurz, wenn wir von einem schlechten Geruch angegriffen werden.

Diese Variation des Schnüffelns konnte aufgezeichnet werden, ob die Probanden schliefen oder wach waren. Schließlich ist diese Art der Konditionierung, obwohl sie recht einfach zu sein scheint, mit einigen höheren Hirnregionen verbunden - einschließlich des Hippocampus, der an der Gedächtnisbildung beteiligt ist.

Während die Probanden schliefen, wurde ein Ton gespielt, gefolgt von einem Geruch - entweder angenehm oder unangenehm. Dann wurde ein weiterer Ton gespielt, gefolgt von einem Geruch am gegenüberliegenden Ende der Angenehmheitsskala.

Im Laufe der Nacht wurden die Assoziationen teilweise verstärkt, so dass das Motiv auch nur den Tönen ausgesetzt war. Die schlafenden Freiwilligen reagierten allein auf die Töne, als ob der damit verbundene Geruch noch vorhanden wäre - entweder indem sie tief schnüffelten oder flach atmeten.

Am nächsten Tag hörten die jetzt wachen Probanden die Töne wieder allein - ohne begleitenden Geruch.

Obwohl sie sich nicht bewusst daran erinnerten, ihnen während der Nacht zuzuhören, erzählten ihre Atemmuster eine andere Geschichte. Wenn sie Tönen ausgesetzt waren, die mit angenehmen Gerüchen gepaart waren, schnüffelten sie tief, während die zweiten Töne - die mit schlechten Gerüchen verbunden waren - kurze, flache Gerüche hervorriefen.

Die Forscher stellten dann fest, ob diese Art des Lernens an eine bestimmte Schlafphase gebunden ist.

In einem zweiten Experiment teilten sie die Schlafzyklen in schnelle Augenbewegungen (REM) und Nicht-REM-Schlaf ein und induzierten dann die Konditionierung nur während der einen oder anderen Phase.

Überraschenderweise stellten sie fest, dass die erlernte Reaktion während der REM-Phase ausgeprägter war, aber die Übertragung der Assoziation vom Schlaf zum Wachen war nur offensichtlich, wenn das Lernen während der Nicht-REM-Phase stattfand.

Die Forscher nehmen an, dass wir während des REM-Schlafes offener für die Reize in unserer Umgebung sind, aber die sogenannte „Traumamnesie“, die uns die meisten unserer Träume vergessen lässt, kann auf jede Konditionierung in diesem Schlafstadium einwirken .

Im Gegensatz dazu ist Nicht-REM-Schlaf die Phase, die für die Speicherkonsolidierung wichtig ist, sodass er möglicherweise auch bei dieser Form des Schlaf-Lernens eine Rolle spielt.

Obwohl Sobels Labor den Geruchssinn untersucht, beabsichtigt Arzi, die Gehirnverarbeitung in veränderten Bewusstseinszuständen wie Schlaf und Koma weiter zu untersuchen.

"Jetzt, da wir wissen, dass eine Art Schlaflernen möglich ist", sagte Arzi, "wollen wir herausfinden, wo die Grenzen liegen - welche Informationen im Schlaf gelernt werden können und welche nicht."

Quelle: Weizmann Institute of Science