Schlafforschung
Wie Schlaf und Erinnerung zusammenhängen
Inwieweit wirkt sich Schlaf auf das Erinnerungsvermögen aus? Dies ist eine der Fragen, die Forschende der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung (MPIB) und der University of Oxford untersucht haben. Dabei fanden sie einen Zusammenhang zwischen der Atmung und dem Auftauchen bestimmter Hirnaktivitäten im Schlaf, die mit der Reaktivierung von Gedächtnisinhalten zusammenhängen. Aus den Daten lassen sich mögliche Folgen von gesunder oder gestörter Atmung auf das Gedächtnis ableiten.
Schon im Jahr 2021 konnte das Team um Dr. Thomas Schreiner, Leiter der Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe am Department Psychologie der LMU, einen direkten Zusammenhang zwischen dem Auftreten bestimmter schlafbezogener Hirnaktivitätsmuster und der Reaktivierung bestimmter Erinnerungen im Schlaf feststellen. Nur war bis vor kurzem unklar, ob diese Muster von einem zentralen Schrittmacher gesteuert werden.
Die Atmung als Taktgeber
Nach einer Neuanalyse der Daten gemeinsam mit Forschenden des MPI für Bildungsforschung in Berlin und der University of Oxford konnten Schreiner und sein Team zeigen, dass die Atmung den Takt vorgibt. "Mit anderen Worten: Unsere Atmung beeinflusst, wie Erinnerungen im Schlaf gestärkt werden", so Schreiner.
Für ihre ursprüngliche Studie hatten die Forschenden 20 Studienteilnehmenden im Rahmen von zwei Sitzungen 120 Bilder gezeigt. Alle Aufnahmen waren mit bestimmten Wörtern assoziiert. Anschließend schliefen die Probandinnen und Probanden rund zwei Stunden lang im Schlaflabor, danach wurden die erlernten Assoziationen abgefragt. Während der Lern- und Schlafzeit wurden die Hirnaktivität und die Atmung aufgezeichnet.
"Mit anderen Worten: Unsere Atmung beeinflusst, wie Erinnerungen im Schlaf gestärkt werden."
Dr. Thomas Schreiner
Laut Schreiner haben regelmäßige Schlafenszeiten und ausreichend Schlaf eine nachweisbare Bedeutung für die kognitiven Fähigkeiten des Schlafs. Dies sei insbesondere in Prüfungsphasen relevant. Insgesamt könne ein gesunder Lebensstil aktiv zur Vermeidung von Atmungserkrankungen beitragen, die den Schlaf negativ beeinflussen könnten.
Das schlafende Gehirn richtet sich nach Atemrhythmen
Das Ergebnis der Studie: Während der Anwesenheit von sogenannten Langsamen Oszillationen ("slow oscillations") und Schlafspindeln – kurzen Phasen erhöhter Hirnaktivität – wurden zuvor gelernte Inhalte vom schlafenden Gehirn spontan reaktiviert. "Die Präzision der Kopplung dieser schlafbezogenen Hirnrhythmen nimmt von der Kindheit bis zum Erwachsenwerden zu und lässt dann mit dem Altern nach", sagt Schreiner.
Anschließend überprüften die Forschenden die Daten in Verbindung mit der aufgezeichneten Atmung und konnten einen Zusammenhang nachweisen: "Andere Studien haben zwar bereits einen Zusammenhang von Atmung und Kognition während der Wachphase gezeigt. Unsere Arbeit macht nun deutlich, dass Atmung auch für die Erinnerungsverarbeitung während des Schlafs wichtig ist", so Schreiner.
Ältere Menschen leiden oft an Schlafstörungen, Atemstörungen und an nachlassender Gedächtnisfunktion. Ob es hier Zusammenhänge gibt und ob Interventionen, etwa mit speziellen Schlafmasken, die schon jetzt bei Schlafapnoe zum Einsatz kommen, aus kognitiver Sicht sinnvoll sind, möchte Schreiner nun weiter untersuchen.
pj
