Der Lernprozess und Schlaf

Schlaf, Lernen und Gedächtnis sind komplexe Phänomene, die nicht vollständig verstanden werden. Tier- und Humanstudien legen jedoch nahe, dass die Quantität und Qualität des Schlafes einen tiefgreifenden Einfluss auf das Lernen und Gedächtnis haben. Die Forschung legt nahe, dass Schlaf das Lernen und Gedächtnis auf zwei verschiedene Arten unterstützt. Erstens kann eine Person mit Schlafmangel die Aufmerksamkeit nicht optimal fokussieren und daher nicht effizient lernen. Zweitens spielt der Schlaf selbst eine Rolle bei der Konsolidierung des Gedächtnisses, was für das Erlernen neuer Informationen unerlässlich ist. Obwohl die genauen Mechanismen nicht bekannt sind, werden Lernen und Gedächtnis oft als drei Funktionen beschrieben. Erwerb bezieht sich auf die Einführung neuer Informationen in das Gehirn. Konsolidierung stellt die Prozesse dar, durch die ein Speicher stabil wird. Recall bezieht sich auf die Fähigkeit, auf die Informationen zuzugreifen (ob bewusst oder unbewusst), nachdem sie gespeichert wurden.
Jeder dieser Schritte ist notwendig für die richtige Memory-Funktion. Erwerb und Rückruf erfolgen nur im Wachzustand, aber die Forschung legt nahe, dass die Gedächtniskonsolidierung während des Schlafes durch die Stärkung der neuronalen Verbindungen stattfindet, die unsere Erinnerungen bilden. Obwohl es keinen Konsens darüber gibt, wie der Schlaf diesen Prozess ermöglicht, glauben viele Forscher, dass spezifische Eigenschaften von Gehirnwellen während verschiedener Schlafphasen mit der Bildung bestimmter Arten von Gedächtnis verbunden sind.

Schlaf, Lernen und Gedächtnis (1:52)

Dr. Robert Stickgold diskutiert, wie Schlaf eine Rolle im Gedächtnis spielt, sowohl vor als auch nach einer neuen Lernsituation.

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Schlafforscher untersuchen die Rolle des Schlafes beim Lernen und bei der Gedächtnisbildung auf zwei Arten. Der erste Ansatz betrachtet die verschiedenen Schlafphasen (und Änderungen in ihrer Dauer) als Reaktion auf das Erlernen einer Vielzahl neuer Aufgaben. Der zweite Ansatz untersucht, wie Schlafentzug das Lernen beeinflusst. Schlafentzug kann total sein (kein Schlaf erlaubt), teilweise (entweder früher oder später Schlaf wird entzogen) oder selektiv (bestimmte Schlafphasen werden entzogen).

Schlafstadien und Gedächtnistypen

In neuen Lernsituationen werden verschiedene Arten von Erinnerungen gebildet. Wissenschaftler untersuchen, ob es einen Zusammenhang zwischen der Konsolidierung verschiedener Arten von Erinnerungen und den verschiedenen Schlafstadien gibt.Die früheste Schlaf- und Gedächtnisforschung konzentrierte sich auf das deklarative Gedächtnis, dh das Wissen über faktenbasierte Informationen oder „was“ wir wissen (zum Beispiel die Hauptstadt Frankreichs oder was Sie letzte Nacht zu Abend gegessen haben). In einer Forschungsstudie wurde beobachtet, dass Personen, die an einem intensiven Sprachkurs teilnahmen, einen Anstieg des Schlafes mit schnellen Augenbewegungen oder des REM-Schlafes aufwiesen. Dies ist eine Phase des Schlafes, in der das Träumen am häufigsten auftritt. Wissenschaftler stellten die Hypothese auf, dass der REM-Schlaf eine wesentliche Rolle beim Erwerb von erlerntem Material spielte. Weitere Studien haben gezeigt, dass der REM-Schlaf an deklarativen Gedächtnisprozessen beteiligt zu sein scheint, wenn die Informationen komplex und emotional aufgeladen sind, aber wahrscheinlich nicht, wenn die Informationen einfach und emotional neutral sind. Forscher vermuten nun, dass der Slow-Wave-Schlaf (SWS), der tiefe, erholsame Schlaf, auch eine bedeutende Rolle im deklarativen Gedächtnis spielt, indem er neu erworbene Informationen verarbeitet und konsolidiert. Studien über den Zusammenhang zwischen Schlaf und deklarativem Gedächtnis hatten gemischte Ergebnisse, und dies ist ein Bereich der fortgesetzten Forschung. Die Forschung hat sich auch auf den Schlaf und seine Rolle im prozeduralen Gedächtnis konzentriert – das Erinnern daran, „wie“ man etwas tut (zum Beispiel Fahrrad fahren oder Klavier spielen). Der REM-Schlaf scheint eine entscheidende Rolle bei der Konsolidierung des prozeduralen Gedächtnisses zu spielen. Andere Aspekte des Schlafes spielen ebenfalls eine Rolle: Das motorische Lernen scheint von der Menge der leichteren Schlafphasen abzuhängen, während bestimmte Arten des visuellen Lernens von der Menge und dem Zeitpunkt sowohl des tiefen, langsamen Schlafes (SWS) als auch des REM-Schlafes abhängen.

Der Einfluss von Schlafentzug auf Lernen und Leistung

Ein weiterer Bereich, den Forscher untersuchen, ist der Einfluss, den ein Mangel an ausreichendem Schlaf auf Lernen und Gedächtnis hat. Wenn uns der Schlaf entzogen ist, driften unser Fokus, unsere Aufmerksamkeit und unsere Wachsamkeit, was es schwieriger macht, Informationen zu erhalten. Ohne ausreichenden Schlaf und Ruhe können überlastete Neuronen nicht mehr funktionieren, um Informationen richtig zu koordinieren, und wir verlieren unsere Fähigkeit, auf zuvor gelernte Informationen zuzugreifen.
Darüber hinaus kann unsere Interpretation von Ereignissen betroffen sein. Wir verlieren unsere Fähigkeit, fundierte Entscheidungen zu treffen, weil wir die Situation nicht mehr genau einschätzen, entsprechend planen und das richtige Verhalten wählen können. Das Urteilsvermögen wird beeinträchtigt. Chronisch müde bis zur Erschöpfung oder Erschöpfung zu sein, bedeutet, dass wir weniger wahrscheinlich gute Leistungen erbringen. Neuronen feuern nicht optimal, Muskeln sind nicht ausgeruht und die Organsysteme des Körpers sind nicht synchronisiert. Fokuslücken durch Schlafentzug können sogar zu Unfällen oder Verletzungen führen. Weitere Informationen darüber, wie sich Schlafentzug auf die Leistung auswirkt, finden Sie unter Schlaf, Leistung und öffentliche Sicherheit.
Schlechter Schlaf und Schlafentzug wirken sich auch negativ auf die Stimmung aus, was Konsequenzen für das Lernen hat. Stimmungsschwankungen beeinflussen unsere Fähigkeit, neue Informationen zu erhalten und sich anschließend an diese Informationen zu erinnern. Obwohl chronischer Schlafentzug verschiedene Personen auf verschiedene Arten betrifft (und die Auswirkungen nicht vollständig bekannt sind), ist klar, dass eine gute Nachtruhe einen starken Einfluss auf Lernen und Gedächtnis hat.

Offene Fragen

Obwohl aktuelle Forschungsergebnisse darauf hindeuten, dass Schlaf für eine ordnungsgemäße Gedächtnisfunktion unerlässlich ist, gibt es unbeantwortete Fragen, wie in jedem Bereich aktiver wissenschaftlicher Untersuchungen. Zum Beispiel unterdrücken bestimmte Medikamente den REM-Schlaf signifikant, wenn nicht sogar vollständig. Patienten, die diese Medikamente einnehmen, berichten jedoch nicht über Gedächtnisstörungen. In ähnlicher Weise haben Verletzungen oder Krankheiten, die Läsionen des Hirnstamms verursachen (und anschließend den REM-Schlaf einer Person eliminieren), nicht zu einem offensichtlichen Verlust der Fähigkeit geführt, neue Erinnerungen zu bilden. Exploration und Debatte gehen weiter.

Nicht alle Forscher sind davon überzeugt, dass der Schlaf eine so wichtige Rolle bei der Gedächtniskonsolidierung spielt, wie andere glauben. In Experimenten, in denen Tiere einen Kurs durch ein kompliziertes Labyrinth absolvierten, erhöhte sich der REM-Schlaf der Tiere nach Durchführung der Aufgabe. Einige Forscher glauben, dass die Zunahme des REM-Schlafes eine erhöhte Nachfrage nach den Gehirnprozessen widerspiegelt, die am Erlernen einer neuen Aufgabe beteiligt sind. Andere Forscher haben jedoch vorgeschlagen, dass Änderungen in der Menge des REM-Schlafes eher auf den Stress der Aufgabe selbst als auf eine funktionale Beziehung zum Lernen zurückzuführen sind.
Die Forscher sind ebenfalls gespalten in Bezug auf die Auswirkungen von Schlafentzug auf Lernen und Gedächtnis. Zum Beispiel schneiden Ratten bei Lernaufgaben oft viel schlechter ab, nachdem ihnen selektiv der REM-Schlaf entzogen wurde. Dies deutet darauf hin, dass der REM-Schlaf für die Fähigkeit der Tiere notwendig ist, die Erinnerung an die Ausführung der Aufgabe zu festigen. Einige Wissenschaftler haben argumentiert, dass die beobachteten Lernunterschiede nicht auf den Mangel an REM-Schlaf zurückzuführen sind, sondern darauf, dass die Tiere nicht so gut ausgeruht sind, weil ihnen ein Teil ihres Schlafes entzogen wurde.

Zusammenfassung

Nach Ansicht vieler Forscher gibt es Hinweise darauf, dass verschiedene Schlafstadien an der Konsolidierung verschiedener Arten von Erinnerungen beteiligt sind und dass Schlafmangel die Lernfähigkeit verringert. Obwohl offene Fragen (und Debatten) bestehen bleiben, deutet die allgemeine Evidenz darauf hin, dass ausreichender Schlaf jeden Tag sehr wichtig für das Lernen und Gedächtnis ist.

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Dieser Inhalt wurde zuletzt überprüft am 18.Dezember 2007