Neurowissenschaft Wie das Gehirn im Schlaf lernt
Schlaf hilft, Erinnerungen zu festigen. Wie genau das funktioniert, haben Forscher aus Bochum und Bonn untersucht. Auch Dinge, die wir vergessen, sind nicht sofort weg.
Welche Aktivitätsmuster im Gehirn auftreten, wenn Menschen Dinge erinnern oder vergessen, haben die RUB-Neuropsychologen Dr. Hui Zhang und Prof. Dr. Nikolai Axmacher gemeinsam mit einem Kollegen aus Bonn untersucht. Sie interessierten sich dafür, wie das Gehirn zuvor Gelerntes im Schlaf erneut durchspielt und einspeichert. Dazu zeichnete das Team die Hirnaktivität von Epilepsie-Patienten auf, die zwecks Operationsplanung Elektroden in das Gehirn implantiert bekommen hatten. Die Ergebnisse beschreibt die Gruppe in der renommierten Zeitschrift Nature Communications vom 5. Oktober 2018.
Lernaufgabe vor Mittagsschlaf
Für den Versuch prägten sich die Probandinnen und Probanden eine Reihe von Bildern ein und machten anschließend einen Mittagsschlaf. Beim Betrachten eines Bildes feuern die Nervenzellen im Gehirn auf eine bestimmte Art und Weise, die sich von Bild zu Bild etwas unterscheidet. Diese Unterschiede in den hochfrequenten Aktivitätsschwankungen – Gamma-Oszillationen genannt – konnten die Forscher messen.
Die vergessenen Bilder verschwinden nicht einfach aus dem Gehirn.
Hui Zhang
Die Gamma-Oszillationen, die typisch für bestimmte Motive waren, traten nicht nur beim Betrachten der Bilder auf, sondern auch während des Schlafs. Das Gehirn reaktivierte die Aktivitätsmuster – und zwar sowohl für Bilder, an die sich die Probanden später erinnerten, als auch für solche, die sie später vergessen hatten. „Die vergessenen Bilder verschwinden also nicht einfach aus dem Gehirn“, folgert Hui Zhang.
Zwei Arten von Hirnaktivität entscheidend
Entscheidend dafür, ob ein Bild vergessen oder behalten wurde, war nicht nur die Reaktivierung der bild-spezifischen Gamma-Oszillationen, sondern auch die Aktivität in einer Hirnregion, die für das Gedächtnis entscheidend ist: im Hippocampus. Hier kommt es zu extrem schnellen Aktivitätsschwankungen, den sogenannten Ripples. Nur wenn die Reaktivierung zeitlich gekoppelt mit den Ripples im Hippocampus auftrat, wurde ein Bild später erinnert.
