Schlau im Schlaf

Schlafen

Schlau im Schlaf

Vokabeln büffeln während wir schlafen – das wäre schön! Die gute Nachricht: Es geht tatsächlich. Wer sein Gedächtnis pflegen möchte, sollte vor allem auf regelmäßige Schlafzeiten achten, sagen Schlafforscher.

Im Schlaf lernen wir – das weiß doch jedes Kind!

Ein Baby schläft neben einem großen Teddybären.

Im Schlaf verarbeitet das Gehirn des Babys die Erlebnisse

Schlafen, schreien, trinken und – wieder schlafen. Säuglinge brauchen viel Ruhe: Ihr Gehirn muss die neuen Eindrücke verarbeiten. Ohne es zu merken, wandelt das Säuglingshirn das Erlebte in Wissen um. Quasi im Schlaf. Das haben Wissenschaftler der Universität Tübingen und des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig in einer Studie eindrucksvoll bewiesen.

Die Schlafforscher präsentierten neun bis 16 Monate alten Babys zunächst wiederholt Bilder von Fantasieobjekten. Die Kleinen hörten währenddessen Namen, die den Objekten zugeordnet wurden. Ähnliche Formen erhielten immer dieselben Namen. Nach diesem Teil des Experiments durfte eine Gruppe der Kinder ein bis zwei Stunden im Kinderwagen ratzen. Die andere Gruppe blieb derweil wach, sie saßen im Kinderwagen oder spielten im Untersuchungszimmer.

Anschließend zeigten die Wissenschaftler den Säuglingen noch einmal Bild-Wort-Paare. Währenddessen maßen sie die Hirnaktivität mit einem Elektroenzephalogramm (EEG). Das Ergebnis: Während die Wachgebliebenen die Namen für die einzelnen Objekte vergessen hatten, erinnerten sich die Kinder der Schlafgruppe an die Zuordnungen.

Noch deutlicher unterschied sich die Fähigkeit, Kategorien zu bilden: "Kinder, die unmittelbar nach der Lernphase geschlafen haben, ordneten den neuen Objekten die Namen von Objekten mit ähnlichem Aussehen zu", sagt Manuela Friedrich vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften. Vor dem Schlaf konnten sie das noch nicht. Die Kinder, die wach geblieben sind, waren dazu auch nicht in der Lage.

Wer gut schläft, ist erfolgreicher in der Schule

Ob Säuglinge, Teenager oder Erwachsene: Im Schlaf prägen sich neue Informationen langfristig ins Gedächtnis ein. Auch neu erlernte motorische Fähigkeiten festigen sich im Schlaf. Fast wie von selbst. Schlaf ist aber nicht gleich Schlaf: Manchmal schlafen wir unruhig, manchmal wie ein Stein, tief und fest. "Vielzählige Laborstudien zeigen bereits, dass das Schlafverhalten die geistige Leistungsfähigkeit stark beeinflusst", sagt Tanja Könen von der Goethe-Universität Frankfurt.

Smartphone liegt auf einer Bauchtasche.

In der Flux-Studie bekommt jedes Schulkind ein Smartphone

Zusammen mit Kollegen des Deutschen Instituts für Internationale Pädagogische Forschung (DIPF) wollte sie es jedoch genau wissen: Beeinflusst das Schlafverhalten tatsächlich auch die Denkleistung von Kindern im Schulalltag, also außerhalb künstlicher Laborbedingungen? Im Rahmen des Flux-Projekts nahmen 110 Grundschulkinder im Alter von acht bis elf Jahren an ihrer Studie teil. Über vier Wochen bearbeiteten die Kinder täglich Denkaufgaben auf speziell programmierten Smartphones.

Das Ergebnis: Hatten die Schulkinder gut geschlafen, schnitten sie am Morgen darauf in den Denkaufgaben deutlich besser ab. Nach nur einer Nacht unruhigen, schlechten Schlafs sank die Leistung jedoch wieder.

Das Gedächtnis bildet sich im Tiefschlaf

Grafik: Nervenzellen des Gehirns

Im Schlaf verknüpfen sich Nervenzellen miteinander

Doch was ist eigentlich guter oder schlechter Schlaf? Tanja Könen und ihre Kollegen haben in ihrer Studie die Qualität des Schlafs an drei Kriterien festgemacht: Ist das Kind leicht eingeschlafen? Hat es ruhig durchgeschlafen? Und bewertet es selbst den Schlaf als gut oder schlecht? Ein Forscher würde wohl eher fragen: Hat das Kind den Deltaschlaf erreicht, den Tiefschlaf?

"Aktuelle Studien zeigen, dass der Tiefschlaf sehr wichtig ist, um Informationen langfristig zu speichern", sagt Schlafforscher Björn Rasch. Am Psychologischen Institut der schweizerischen Universität Freiburg leitet er das Programm Schlafen und Lernen. Im Tiefschlaf fragt das Hirn ab, was ein Mensch zuvor erlebt hat. "Die Reaktivierung des Wissens führt dazu, dass das Gelernte besser gespeichert wird", sagt Rasch.

Diese Hirnaktivitäten lassen sich messen. Das Gehirn spielt die Informationen wiederholt ab und verstärkt so die Synapsen zwischen den Nervenzellen. Neue Verbindungen bilden sich, alte werden umverortet oder abgebaut. Das Hirn festigt die Inhalte und integriert diese in bestehendes Wissen.

Mit Hypnose in den Tiefschlaf

Porträt des Schlafforschers Björn Rasch.

Forscher Björn Rasch will Schlafprobleme ohne Medikamente lösen

Wer seine Gedächtnisleistung erhöhen möchte, sollte auf seinen Tiefschlaf achten. Kein Wunder, dass Forscher bereits nach Wegen suchen, den Tiefschlaf künstlich herbeizuführen und zu intensivieren. Björn Rasch hat dies bereits geschafft: mithilfe von Hypnose. Gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Zürich führte er eine Studie mit 70 gesunden jungen Frauen durch, die für einen 90-minütigen Mittagsschlaf in das Schlaflabor kamen.

Vor dem Einschlafen hörten die Frauen über Lautsprecher entweder eine spezielle 13-minütige Tiefschlafhypnose oder einen neutral gesprochenen Text. Während des Schlafs wurde die elektrische Aktivität ihrer Gehirne mit dem Elektroenzephalogramm gemessen. Im EEG zeichnet sich der Tiefschlaf durch eine sehr gleichmäßige und langsame Wellenbewegung der elektrischen Hirnaktivität aus.

Das Ergebnis: Frauen, die sich hypnotisieren ließen, gelangten nach der Hypnose häufiger in den Tiefschlaf. Auch die Wachzeit verringerte sich. "Das eröffnet neue, vielversprechende Möglichkeiten, ohne Medikamente die Schlafqualität zu verbessern", sagt der Schlafforscher Björn Rasch.

Von der Wollspindel im Schlaf

Die Aufzeichnung eines EEGs bildet Hirnschwingungen in Form von zackigen Sinuskurven ab.

Im Tiefschlaf zeigen sich langsame Hirnschwingungen

Nicht nur die Länge, auch die Qualität des Tiefschlafs beeinflusst die Gedächtnisleistung. Eine spezielle Form von Hirnwellen beeinflusst den Lernerfolg maßgeblich: die Schlafspindeln. "Wenn man eine schlafende Person im EEG misst, tauchen Aufzeichnungen auf, die einer Wollspindel ähneln", sagt Björn Rasch.

Schlafspindeln entstehen, wenn Nervenbündel zwischen Thalamus und Großhirnrinde eine rhythmische Aktivität von elf bis 15 Schwingungen pro Sekunde erzeugen. "Genau diese Schwingungen machen eine Art Zeitraum auf, der besonders günstig für die Reaktivierung von Informationen ist", sagt Rasch. In diesem Moment kann das Hirn die Erinnerungen besser speichern.

Obwohl es so scheint, dass wir im Tiefschlaf von der Außenwelt abgeschirmt sind, können schon einfache Klicklaute diese Hirnschwingungen beeinflussen. Dass das tatsächlich auch die Gedächtnisleistung im Schlaf verbessert, konnte der Schlafforscher Jan Born an der Universität Tübingen mit Kollegen aus Lübeck belegen.

Ihre Studie zeigte jedoch auch die Grenzen dieser Methode: Bei zwei aufeinander folgenden Klicklauten pro Stimulationsphase war Schluss. Durch mehr Klicks ließen sich keine weiteren Hirnschwingungen erzeugen. Ein weiteres Manko: Die Laute müssen exakt auf die Hirnschwingungen abgestimmt sein. Ohne Elektroden auf dem Kopf geht es noch nicht. "Firmen arbeiten bereits an einer alltagstauglichen Lösung", sagt Björn Rasch.

Schlau durch regelmäßigen Schlaf

Alltagstauglicher hingegen ist die akustische Methode von Rasch, zumindest zum Vokabellernen. Gemeinsam mit Forschern der Universität Zürich konnte er zeigen, dass das Vorspielen von Vokabeln während des Schlafs tatsächlich den Lernerfolg erhöht.

"Allerdings funktioniert auch das nicht ganz ohne Mühe. Die Vokabeln müssen vor dem Schlaf bereits einstudiert worden sein", sagt der Wissenschaftler. Nur dann würden die Vokabeln durch das erneute Hören während des Schlafs gezielt im Gedächtnis gespeichert. Die Ergebnisse sind allerdings in einer stark kontrollierten Laborsituation entstanden. Ob sie sich tatsächlich auf den Alltag übertragen lassen, müssten die Forscher erst noch untersuchen.

Blondes Mädchen liegt schlafend auf einem Bücherberg.

Ein Mittagsnickerchen hilft dabei, das Gelernte zu verarbeiten

Es geht jedoch auch ganz ohne Hilfsmittel. "Die einfachste Methode den Tiefschlaf zu erhöhen, sind regelmäßige Schlafzeiten", sagt Björn Rasch. Dabei sei weder wichtig, ob man besonders lange nachts schläft oder sich lieber am Mittag noch mal ein Stündchen hinlegt. "Wer regelmäßig die spanische Siesta einhält, kann schon bei einem Nickerchen von 20 Minuten die Tiefschlafphase erreichen", sagt Rasch. 

Wie wichtig regelmäßige Schlafzeiten vor allem für Kinder sind, zeigt die Studie von Tanja Könen. Die Schulkinder wiesen bessere Denkleistungen auf, wenn sie einen erholsamen Schlaf hatten – und wenn die Schlafdauer möglichst konstant gewesen ist.

Negativ wirkte es sich hingegen aus, wenn die Kinder weniger oder deutlich mehr als gewöhnlich geschlafen haben. "In Abhängigkeit von der Schlafdauer kann die geistige Leistungsfähigkeit eines Kindes am Tag darauf besser oder schlechter sein", sagt Tanja Könen. Eltern sollten beachten, dass ihre Kinder auch am Wochenende ihre üblichen Schlafzeiten einhalten. Das wirke sich auf ihre Leistungsfähigkeit aus. Nicht nur am Wochenende, auch während der Woche.

Autorin: Inka Reichert

Stand: 07.07.2016, 10:00

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