Schlaf ist wichtig für Lernen und Gedächtnis

Damit wir uns Dinge behalten können, braucht das Gehirn eine Denkpause. Erst dann ist es wieder aufnahmefähig für Neues. Schlaf ist deshalb fürs Lernen und das Gedächtnis elementar. Neurowissenschaftler der Universität Tübingen haben nun die beiden Hirnregionen untersucht, die zur Speicherung von Gedächtnisinhalten verwendet werden: den Hippocampus und die Großhirnrinde. Während der Hippocampus vor allem kurzfristig zur Aufnahme neuer Informationen benötigt wird, kann die Großhirnrinde große Informationsmengen für lange Zeit speichern.

In einer Studie gingen die Forscher der Frage nach, wie sich die beiden Gehirnbereiche die Aufgaben bei der Verfestigung von neu Gelerntem teilen und welche Rolle Schlaf dabei spielt.

Schlaf wirkt sich auf Hippocampus aus

Mithilfe bildgebender Verfahren konnten die Forscher nachweisen, dass in der Großhirnrinde durch wiederholtes Üben schon innerhalb kurzer Zeit neue Gedächtnisspuren aufgebaut werden können. Allerdings seien diese nur dann allein ausreichend, wenn auf das Lernen eine Schlafphase folge – anderenfalls müsse das Gehirn zur dauerhaften Speicherung der neuen Gedächtnisinhalte zusätzlich auf den Hippocampus zurückgreifen, berichten die Forscher im Fachjournal Science Advances.

In dem Experiment mussten sich die Probanden eine Wortliste einprägen und konnten dies siebenmal wiederholen. Während dieser Lernaufgabe  wurde ihre Gehirnaktivität in einem Magnetresonanztomografen (MRT) aufgezeichnet. Nach zwölf Stunden wiederholten die Probanden die gleiche Aufgabe mit der bereits gelernten und einer neuen Wortliste. Die Hälfte der Personen hatte in dieser Zeit geschlafen, die anderen waren wach geblieben. Wiederholtes Üben führte schon innerhalb einer Stunde dazu, dass das Gelernte mithilfe des hinteren Parietallappens, einer Region der Großhirnrinde, abgerufen wurde. Entsprechend verringerte sich die Beteiligung des Hippocampus.

Wiederholtes Üben hinterlässt Spuren in der Großhirnrinde

„Dieses Muster weist auf eine schnelle Bildung von Gedächtnisspuren in der Großhirnrinde hin“, sagt Neurowissenschaftlerin Monika Schönauer. „Außerdem zeigt der Parietallappen auch nach zwölf Stunden eine stärkere Aktivität bei gelernten Wörtern im Vergleich zu neuen Wörtern, was für eine Langzeitstabilität dieser Spuren spricht.“

Der Hippocampus blieb aber nur dann unbeteiligt, wenn die Probanden nach der ersten Aufgabenrunde geschlafen hatten. Dagegen wurde er wieder benötigt, wenn die Studienteilnehmer wach geblieben waren. Dies traf auf das Abrufen von bereits bekannten wie das Erlernen neuer Wörter zu.

Schnelle Bildung von Gedächtnisspuren

„Damit zeigen wir, dass im Schlaf Gedächtnisprozesse ablaufen, die über das reine Wiederholen hinausgehen. Lernwiederholungen können langfristige Gedächtnisspuren anlegen. Ob die Inhalte unabhängig vom Hippocampus dauerhaft gespeichert werden können, hängt jedoch entscheidend von einer Schlafphase ab“, ordnet Lea Himmer die Ergebnisse ein. Der Schlaf wirkte sich im Experiment also vor allem auf den Hippocampus aus.

Auch wenn das Zusammenspiel von Hippocampus und Großhirnrinde dadurch längst noch nicht verstanden ist, zeigt die Studie eines: Schlaf und wiederholtes Üben sind für das dauerhafte Abspeichern von Gedächtnisinhalten extrem wichtig. 

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