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Wissenschaftler enthüllen Geheimnisse des Schlafeffekts bei Aufgaben
Der Schlaf ist bekannt dafür, dass wir besser verstehen, was wir gelernt haben. Aber jetzt glauben die Forscher, dass sie genau herausgefunden haben, wie der Schlaf unserem Gehirn hilft, spezifische motorische Aufgaben, wie Tippen oder Klavierspielen, besser zu lernen.
Die Studie, veröffentlicht in der Journal für Neurowissenschaft, ist die erste, die drei verschiedene Gehirnscans verwendet, um Veränderungen in bestimmten Gehirnwellen und den genauen Ort der veränderten Gehirnaktivität bei spezifischen motorischen Lernfächern zu bestimmen.
Die Forscher führten eine Analyse von 15 Probanden durch, die sich freiwillig für motorische Lernexperimente meldeten, was eine Reihe von Fingerangriffsaufgaben umfasste.
Während der ersten drei Nächte schliefen die Teilnehmer zu jeder gewünschten Zeit. Während dieser Zeit wurden ihre Gehirne mit Magnetoenzephalographie (MEG) gescannt. Diese gemessenen Oszillationen im Gehirn - rhythmische neuronale Aktivität im zentralen Nervensystem - sowie Polysomnographie (PSG), die die Schlafphase verfolgt.
Die Autoren der Studie sagen, dass sie am Ende der 3 Nächte gute Basismessungen der Gehirnaktivität hatten und die Teilnehmer sich daran gewöhnt hatten, in ihrer Umgebung zu schlafen.
Finger tippen Aufgaben
Die Teilnehmer mussten dann eine Reihe von Fingertipp-Aufgaben an ihrer "nicht-dominanten" Hand ausführen, um das Lernen zu erschweren.
Neun der Teilnehmer schliefen dann für drei Stunden, während die anderen sechs wach blieben. Alle Teilnehmer wurden dann erneut mit MEG und PSG gescannt.
Eine Stunde später wurden alle Teilnehmer aufgefordert, die Finger zu tippen. Die Ergebnisse dieses Experiments zeigten, dass diejenigen, die schliefen, die Aufgabe schneller und genauer abschlossen als diejenigen, die wach blieben.
Jeder Teilnehmer wurde dann mittels Magnetresonanztomographie (MRT) gescannt, um zu sehen, wo die zuvor beobachteten MEG-Oszillationen im Gehirn jedes Individuums lokalisiert waren.
Die Ergebnisse zeigten fünf verschiedene Oszillationen in acht verschiedenen Gehirnregionen - vier auf jeder Seite des Gehirns.
Die Forscher erwarteten, dass die bedeutendste Aktivität in der M1-Region des Gehirns stattfindet - dem Bereich, der für die motorische Kontrolle verantwortlich ist.
In der SMA (supplementary motor area) - einer Region in der oberen Mitte des Gehirns - wurden dagegen signifikante Veränderungen entdeckt.
Die Forscher verwendeten dann Kappen von EEG-Sensoren, um Gehirnwellenänderungen bei den Teilnehmern weiter zu überwachen. Sie fanden heraus, dass die Veränderungen der Gehirnwellen während einer bestimmten Phase des Schlafes, dem so genannten "Slow Wave" -Schlaf, stattgefunden haben.
Die Studie zeigte, dass in der SMA zwei spezifische Gehirnwellen-Oszillationen identifiziert wurden, die bei der "Reorganisation" des Gehirns im Schlaf eine Rolle spielen, um das motorische Lernen zu fördern.
"Delta" -Oszillationen schienen Veränderungen in der Konnektivität der SMA zu kontrollieren, während "Fast-Sigma" -Oszillationen mit Änderungen in der SMA selbst in Zusammenhang zu stehen schienen.
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Diese Ergebnisse stützen die beiden Kriterien, die zu Beginn der Studie festgelegt wurden, so die Forscher. Die Delta- und Fast-Sigma-Oszillationen änderten sich wesentlich, nachdem die Probanden in den Finger-Tipp-Aufgaben trainiert worden waren, und die Stärke dieser Änderung war mit der Verbesserung der Leistung der Teilnehmer bei jeder Aufgabe verbunden.
Die Autoren der Studie sagen, dass sie bereits eine neue Studie begonnen haben, um besser zu verstehen, wie das Gehirn das Lernen von Sehaufgaben konsolidiert. Sie fügen hinzu, dass sie gerne sehen würden, ob ähnliche Frequenzbänder zusammen mit einer ähnlichen Organisation von Gehirnbereichen entdeckt würden.
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