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Tiefer Schlaf behält die Lernleistung des Gehirns bei

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Zum ersten Mal haben Forscher der Universität von Zürich und Schweizer Bundesfachhochschule in Zürich den verursachenden Zusammenhang demonstriert von, warum tiefer Schlaf zur Lernleistung des menschlichen Gehirns wichtig ist. Sie haben eine neue, nichtinvasive Methode für das Modulieren des tiefen Schlafes in den Menschen in einer gerichteten Region des Gehirns entwickelt.

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Die meisten Leute wissen von ihrer eigenen Erfahrung, dass gerade eine einzelne schlaflose Nacht zu Schwierigkeit führen kann, wenn sie am nächsten Tag die Geistesbeherrscht aufgaben, die sind. Forscher nehmen an, dass tiefer Schlaf für die Lernleistung des menschlichen Gehirns langfristig beibehalten wesentlich ist. Während wir wach sind, empfangen wir ständig Eindrücke von unserer Umwelt, hingegen zahlreiche Verbindungen zwischen den Nervenzellen - so genannte Synapsen - manchmal aufgeregt und verstärkt werden. Die Erregung der Synapsen normalisiert nicht wieder, bis wir einschlafen. Ohne eine Rekonvaleszenz bleiben viele Synapsen maximal aufgeregt, also bedeutet es, dass Änderungen im System nicht mehr möglich sind: Lernleistung wird blockiert.

Kausaler Zusammenhang zwischen tiefem Schlaf und Lernleistung

Die Verbindung zwischen tiefem Schlaf und Lernleistung ist lang bekannt und nachgewiesen worden. Jetzt sind Forscher an der Universität von Zürich (UZH) und die Schweizer Bundesfachhochschule (ETH) in Zürich in der Lage gewesen, einen kausalen Zusammenhang innerhalb des menschlichen Gehirns zum ersten Mal zu demonstrieren. Reto Huber, Professor am Krankenhaus der Hochschulkinder Zürich und des Kindes und der jugendlichen Psychiatrie an UZH und Nicole Wenderoth, Professor in der Abteilung von Gesundheits-Wissenschaft und Technik am ETH Zürich, haben gefolgt, mit, den tiefen Schlaf von Versuchspersonen in gerichteten Bereichen zu manipulieren. „Wir haben eine Methode, die uns die Schlaftiefe in einem bestimmten Teil des Gehirns verringern lässt und den kausalen Zusammenhang, zwischen tiefem Schlaf und Lernleistung deshalb zu prüfen,“ sagen Reto Huber entwickelt.

Subjektive Schlafqualität wurde nicht gehindert

Im zweiteiligen Experiment mit sechs Frauen und sieben Männern, mussten die Versuchspersonen drei verschiedene motoric Aufgaben beherrschen. Die konkrete Aufgabe war, verschiedene Reihenfolgen von Fingerbewegungen den ganzen Tag lang zu lernen. Nachts wurde die Gehirntätigkeit der Versuchspersonen während des Schlafes durch EEG überwacht. Während die Versuchspersonen in der Lage waren, ohne Störung zu schlafen, nachdem die Trainingsphase am ersten Tag, ihr Schlaf in einer gerichteten Art am zweiten Tag des Experimentes - unter Verwendung der akustischen Anregung während der Phase des tiefen Schlafes manipuliert wurde. Umso zu tun, lokalisierten die Forscher genau dass Teil des Gehirns, das für das Lernen der oben erwähnten Fingerbewegungen d.h. zur Steuerung von Bewegungsfähigkeiten verantwortlich ist (Bewegungsrinde). Die Versuchspersonen berücksichtigten nicht diese Manipulation; zu ihnen war die Schlafqualität beider experimentellen Phasen am folgenden Tag vergleichbar.

Störungen des tiefen Schlafes hindern Lernleistung

Sofort prüfte Schritt, Forscher, wie die Manipulation des tiefen Schlafes die motoric Lernenaufgaben am folgenden Tag beeinflußte. Hier beobachteten sie wie die Lernen- und Leistungskurven der Versuchspersonen, die im Laufe des Experimentes geändert wurden. Wie erwartet waren die Teilnehmer besonders in der Lage, die motoric Aufgabe gut zu lernen morgens. Während der Tag jedoch weiterging stieg die Rate von Fehlern. Nach Schlaf verbesserte die Lernleistung beträchtlich wieder. Dieses war nicht der Fall nach der Nacht mit der manipulierten Schlafphase. Hier wurden klare Leistungsverluste und Schwierigkeiten, wenn man die Fingerbewegungen lernte, aufgedeckt. Lernleistung war ähnlich so schwach wie am Abend vom ersten Tag des Experimentes. Durch die Manipulation der Bewegungsrinde, wurde die Erregbarkeit der entsprechenden Synapsen nicht während des Schlafes verringert. „In der stark aufgeregten Region des Gehirns, Lernleistung wurde gesättigt und könnte geänderte, die das Lernen von Bewegungsfähigkeiten hemmte,“ Nicole Wenderoth nicht mehr sein erklärt.

In einem kontrollierten Experiment mit der gleichen Aufgabenzuordnung, manipulierten Forscher eine andere Region des Gehirns während des Schlafes. In diesem Fall jedoch hatte diese Manipulation keinen Effekt auf die Lernleistung der Versuchspersonen.

Gebrauch in den klinischen Studien plante

Das eben gewonnene Wissen ist ein wichtiger Schritt, wenn es menschlichen Schlaf Forschung. Das Ziel der Wissenschaftler ist, dieses Wissen in den klinischen Studien zu verwenden. „Viele Krankheiten verkünden im Schlaf auch, wie Epilepsie,“ Reto Huber erklärt. „Unter Verwendung der neuen Methode, hoffen wir, in der Lage zu sein, jene spezifischen Gehirnregionen zu manipulieren, die werden direkt angeschlossen mit der Krankheit.“ Dieses konnte helfen, die Zustand von betroffenen Patienten zu verbessern.