Im Tiefschlaf kommt das Gehirn zu der Ruhe, die es braucht, um Neues zu Lernen
Es muss gar keine schlaflose Nacht sein. Ein unruhiger Schlaf reicht aus, um sich am nächsten Tag Schach matt zu fühlen. Geistige Aufgaben lassen sich dann nur noch mit Mühe erfüllen. Seit langem weiß man, dass es der Tiefschlaf ist, der die Lernfähigkeit beeinflusst. Denn das Gehirn braucht Zeit um sich von den vielen Eindrücken des Tages zu erholen. Andernfalls bleiben die Synapsen, also die Verbindungen zwischen den Nervenzellen, dauerhaft erregt. Die Folge: Wir können nichts mehr Neues aufnehmen, die Lernfähigkeit ist blockiert.
Tiefschlaf mit Geräuschen manipuliert
Jetzt konnten Forschende der Universität Zürich und der ETH Zürich erstmals eine kausale Verbindung zwischen Tiefschlaf und Lernfähigkeit im menschlichen Gehirn zeigen. Schon kleinste Störungen während der Tiefschlafphase wirkten sich danach negativ auf das Lernvermögen aus.
Für ihre Untersuchung hatte das Team um Reto Huber und Nicole Wenderoth eine Methode entwickelt, die es erlaubt, die Schlaftiefe einer bestimmten Hirnregion zu reduzieren und damit den Kausalzusammenhang zwischen Tiefschlaf und Lernfähigkeit nachzuweisen.
Zunächst mussten die 13 Probanden tagsüber drei unterschiedliche motorische Aufgaben bewältigen. Konkret ging es darum, verschiedene Abfolgen von Fingerbewegungen zu erlernen. Während der darauffolgenden Nächte wurden die Hirnaktivitäten der sieben Männer und sechs Frauen im Schlaf mittels EEG überwacht. In der ersten Nacht konnten sie ungestört schlafen, wohingegen in der zweiten Nacht akustische Stimulationen die Tiefschlafphase störten. Die Störungen waren aber so subtil, dass die Teilnehmer nichts davon merkten. Die Manipulation erfolgte im Motorcortex, also genau dort, wo die erlernten Fingerbewegungen abgespeichert werden.
Leistungseinbußen am Tag danach
Dabei zeigten sich am Tag nach der gestörten Tiefschlafphase deutliche Leistungseinbußen. Kurzum: Die Fehlerquote beim Erlernen der Fingerbewegungen nahm gegenüber dem Vortag erheblich zu. Gesundheitswissenschaftlerin Wenderoth ist sich sicher, dass durch die Manipulation des Motorcortex die Erregbarkeit der entsprechenden Synapsen im Schlaf nicht herabgesetzt wurde. „In der noch immer stark erregten Hirnregion war die Lernfähigkeit gesättigt und ließ keine Veränderungen mehr zu, so dass das Erlernen motorischer Fähigkeiten gehemmt war“, erläutert sie.
Einen weiteren Beleg brachte schließlich das Kontrollexperiment: Manipulierten die Forscher bei gleicher Aufgabenstellung eine andere Hirnregion während des Tiefschlafs zeigten sich keinerlei Effekte auf die Leistungsfähigkeit des Gehirns.
