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Mechanismus, durch den Schlaf die Gedächtnisleistung verbessert
Schlafforscher sind sich einig, dass Schlaf eine wichtige Rolle bei der Übertragung von Informationen vom Kurz- in das Langzeitgedächtnis spielt; Versuche, die zugrunde liegenden Prozesse aufzudecken, haben jedoch zu widersprüchlichen Ergebnissen geführt. Jetzt, zum ersten Mal, zeigen neue Forschungsergebnisse, dass die Aktivität des autonomen Nervensystems während des Schlafes mit schneller Augenbewegung eine Schlüsselrolle bei der Gedächtniskonsolidierung spielt.
Die Studie ist die erste, die zeigt, dass die Aktivität des autonomen Nervensystems während des REM-Schlafs mit der Gedächtniskonsolidierung verbunden ist.
Das war das Ergebnis einer Studie der University of California-Riverside (UCR), die im Internet veröffentlicht wurde Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
Die Studie zeigt, dass die Zunahme der Aktivität des autonomen Nervensystems (ANS) während des Schlafes stark mit der Verbesserung des Gedächtnisses verbunden ist.
Das ANS ist der Teil des Nervensystems, der für Körperfunktionen verantwortlich ist, die nicht bewusst kontrolliert werden, wie Herzschlag, Atmung und Verdauung.
Die Autorin Sara C. Mednick, Professorin für Psychologie an der UCR, erklärt den Hintergrund der Studie:
"Es hat sich gezeigt, dass Schlaf die Transformation neuerer Erfahrungen in langfristige, stabile Erinnerungen erleichtert. Aber frühere Studien haben widersprüchliche Beweise dafür erbracht, welche spezifischen Schlaffunktionen die Gedächtnisleistung verbessern."
Sie und ihre Kollegen folgerten, dass dies bedeutete, dass im Schlaf noch etwas Unbekanntes vor sich geht, um die Gedächtniskonsolidierung zu fördern.
Sie kamen auf die Idee der ANS, weil es Beweise gibt, dass sich die Erinnerung während der Wachstunden verbessert, wenn die ANS aktiv ist. Daher entwickelten sie eine Studie, um zu testen, ob die ANS-Aktivität während des Schlafs das fehlende Glied sein könnte, das erklärt, wie Schlaf die Gedächtniskonsolidierung unterstützt.
Remote Associates Test
Für ihre Studie haben die Forscher Freiwillige eingeladen, an einer Reihe von Tests teilzunehmen, die auf dem Remote Associates Test (RAT) basieren.
Die RAT wurde als Test für Kreativität konzipiert. Jedes Element bietet drei Wörter, und der Teilnehmer muss die Antwort als ein viertes Wort geben, das die drei Wörter miteinander verbindet. Zum Beispiel könnte ein Artikel die Wörter "Ente, Falte, Dollar" anbieten, für die das korrekte vierte Wort "Rechnung" wäre.
Die Forscher adaptierten die RAT für ihre Studie durch Hinzufügen einer Speicherkomponente. Die Teilnehmer nahmen den Test zweimal vor, wobei einige zwischendurch Nickerchen machten. Während dieser Zeit maßen die Forscher ihre Schlafqualität und Herzfrequenzvariabilität (eine Möglichkeit zur Überwachung der ANS-Aktivität).
In der ersten Runde der Tests wurden 81 Teilnehmer mit RAT-Problemen konfrontiert. Einige wurden auch gebeten, eine Analogie-Aufgabe zu erfüllen, die sie dazu zwang, Ein-Wort-Antworten zu geben.
Für sie waren die Einwort-Antworten auf die Analogie-Aufgabe auch "Primzahlen", um einige der RAT-Probleme zu lösen, die sie in der zweiten Runde beantworten sollten.
Nach der ersten Runde wurden 60 Teilnehmer eingeladen, ein 90-minütiges Nickerchen zu machen, während der Rest - die Steuerung - ein Video sah.
ANS-Aktivität im REM-Schlaf verbunden mit besserem Gedächtnis
Später am selben Tag absolvierten alle Teilnehmer eine zweite Runde von RAT-Problemen. Bei einigen dieser Probleme waren die Antworten die "Hauptwörter" aus der in der ersten Sitzung abgeschlossenen Analogieaufgabe.
Die Ergebnisse zeigten, dass von den Teilnehmern, die in der ersten Sitzung mit Wörtern "vorbereitet" wurden, diejenigen, die ein Nickerchen machten, am ehesten die RAT-Probleme lösen konnten. Die Kontrollen, die kein Nickerchen machten, zeigten weniger gute Leistungen.
Dieses Ergebnis stimmt mit früheren Studien überein und zeigt, dass der Schlaf die Gedächtnisleistung verbessert. In der Tat könnten etwa 40 Prozent der Leistungsverbesserung aufgrund des Nickerchens durch die Menge des Schlafes mit schneller Augenbewegung (REM) vorhergesagt werden, bemerken die Forscher.
Der wichtige Befund wurde jedoch aufgedeckt, als sie den Zusammenhang zwischen der ANS-Aktivität während des REM-Schlafs (gemessen anhand der Herzfrequenzvariabilität) bewerteten: Dies zeigte, dass die Herzfrequenzvariabilität während des REM-Schlafs bis zu 73 Prozent der Verbesserung der Gedächtnisleistung ausmachte.
"Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die ANS-Aktivität während des REM-Schlafs ein unerforschter Beitrag zur schlafbezogenen Verbesserung der Gedächtnisleistung ist."
Prof. Sara C. Mednick
Die Forscher schlagen vor, dass die Ergebnisse helfen werden, unser Wissen über die Zusammenhänge zwischen Schlaf, Herzgesundheit und kognitiven Funktionen zu verbessern, sowie unser Verständnis der Verbindung zwischen Körper und Geist weiter zu verbessern.
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