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Wie mit manchen spezifischen psychologischen Forschungsergebnissen zum Lernen medial umgegangen wird, zeigt sich wieder jüngst am Beipiel eines Experiments von Rudoy et al. (2009), die für ein Experiment ein Dutzend junge Erwachsene zu einem einfachen Lernexperiment ins Labor baten: Die ProbandInnen mussten sich die Positionen von 50 verschiedenen Bildern auf einem Bildschirm einprägen, wobei jedes der Objekte von einem dazugehörigen Geräusch begleitet wurde (z.B. Katze – Miauen, Teekessel – Pfeifen, Dynamit – Explosion usw.). Nach dieser Lernphase schliefen die TeilnehmerInnen, wobei ihnen in der Tiefschlafphase die Geräusche von 25 der 50 Objekte erneut vorgespielt wurden. Nach dem Aufwachen konnten sie die Positionen der 25 akustisch „wiederholten“ Objekte ebenso gut angeben wie am Ende der Lernphase, während bei den anderen Objekten die Fehleinschätzung der Bildschirmpositionen durchschnittlich um 20 Prozent zugenommen hatte.
Björn Rasch et al. (2007) stützen vor einigen Jahren ebenfalls die These, dass Lernen im Schlaf auf einer unbewussten Wiederholung von neuem Wissen beruht. Sie baten ihre Versuchsteilnehmer in einem mit dem Blumenduft erfülltem Raum die Position von 15 Kartenpaaren auf einem Computerbildschirm zu lernen. Einer Gruppe von Probanden ließen die Wissenschafter nachts in der Tiefschlafphase Blumenduft um die Nase wehen. Am nächsten Tag prüfte man, wie viele Kartenpaare sich die Probanden gemerkt hatten: Die „Duft-Gruppe“ erinnerte sich an 97 Prozent, die Gruppe ohne Duft nur an 85 Prozent. Durch die gezielte Reaktivierung der Erinnerungen mit Hilfe des Dufts hatten die Probanden also tatsächlich etwas besser gelernt. Erinnerungen an Tatsachen und Ereignisse, wie etwa die Position von Karten, werden im Hippocampus verarbeitet, der besonders während der Tiefschlafphase aktiviert wird. Die Magnetresonanzaufnahmen des Gehirns zeigten eine steigende Aktivität im Hippocampus, sobald um die schlafenden Probanden der Duft verströmt wurde. In der REM-Schlafphase hingegen zeigte der Duft hingegen keine verstärkende Wirkung. Fünf Personen brachen das Experiment ab, denn sie schafften es nach der Lerneinheit nicht, rechtzeitig einzuschlafen.
In einem Medium erschien übrigens ein Bericht über das erste Experiment unter dem Titel „Geräusche dopen das Gedächtnis“. Den LeserInnen sei empfohlen, dieses Lernergebnis in einem Brainstorming auf praktische Lernaufgaben im Alltag zu übertragen 😉
Hierzu passt übrigens ein altes Forschungsergebnis aus dem Jahr 2001 und ein neueres aus dem Jahr 2012::
Im Schlaf lernen funktioniert bei Katzen und Ratten
Unter diesem Titel erschien im Bild der Wissenschaft folgender Bericht: Vor einer Prüfung zu schlafen bringt mehr als die Nacht durchzubüffeln. Das schließen Forscher um Marcos Frank von der Universität Kalifornien aus Untersuchungen an Katzen. Mit den Experimenten konnten sie erstmals direkt zeigen, dass im Schlaf Eindrücke des Tages im Gehirn festgeschrieben werden, berichten sie im Fachmagazin „Neuron“. Die Forscher deckten bei jungen Katzen für sechs Stunden ein Auge ab. Dadurch bildete sich die Gehirnregion überdimensional aus, die Eindrücke aus dem offenen Auge auswertet. Ein Schläfchen konnte diese Umstellungen beschleunigen: Katzen, die nach der Abdeckung sechs Stunden lang schlafen durften, hatten doppelt so große Änderungen im Gehirn als Tiere, die „durchmachen“ mussten. Selbst Katzen, die zwölf Stunden lang die Augenklappe trugen zeigten geringere Anpassungen im Gehirn als Tiere, die die Klappe nur sechs Stunden trugen und anschließend geschlafen haben. Die Umorganisation im Gehirn geschehe vorwiegend in traumlosen Tiefschlafphasen, sagen die Forscher. Solche Anpassungen seien eine Grundlage für Lernen und Erinnern. Die Forscher nehmen an, dass auch bei erwachsenen Tieren und beim Menschen das Gehirn während Tiefschlafphasen besonders plastisch ist und Gelerntes festschreibt.
Bei Versuchen mit Ratten zeigte sich, dass Ratten einen Sinn für die relative Position im Raum haben, und zwar besitzen sie in ihrem Hippocampus eine kognitive Karte der Umgebung, bezeichnet als Platzzellen, also Neuronen, die mit einer hohen Frequenz feuern, wenn sich eine Ratte an einem bestimmten Platz befindet. Ratten lernen bekanntlich sehr schnell, wo sie Futter finden, wobei sich ihr Lernfortschritt anhand der Aktivität dieser Platzzellen gut verfolgen lässt. Aus dem neuronalen Muster kann man erkennen, wo sich die Ratte befindet, doch sind diese „Gedächtnisspuren“ im Hippocampus sehr labil und werden leicht durch andere Aktivitäten verwischt. Um ins Langzeitgedächtnis überzugehen, muss das Erlernte stabilisiert werden, was unter anderem im Schlaf geschieht, denn Wissenschaftler konnten nachweisen, dass im inaktiven Gehirn die zuvor erlernten Muster in Form einer Reaktivierung , wobei die Häufigkeit, wie oft ein bestimmtes Muster wiederkommt, ein Maß dafür ist, wie gut die Erinnerung ist.
Was passiert im Gehirn im Schlaf?
Menschen prägen sich wesentliche Dinge im Schlaf deshalb ein, da in allen Zuständen, in denen das Bewusstsein weitgehend ausgeschaltet ist, das Gehirn sich damit beschäftigt, Informationen vom Kurzzeitgedächtnis ins Langzeitgedächtnis zu übertragen, diese miteinander zu vernetzen, sie einzuordnen und zu auch zu bewerten. Außerdem treibt das Gehirn während der Ruheperioden die Aneignung und Vervollkommnung von Fertigkeiten voran, indem es die ihnen zugrunde liegenden Handlungsprogramme immer wieder ablaufen lässt – Stichwort Trainingseffekt. Befunde deuten auch darauf hin, dass im Gehirn während der Schlafphasen Wartungsarbeiten durchgeführt werden, indem das Gehirn aufgeräumt und von nutzlos gewordenen synaptischen Verbindungen entrümpelt wird. Alle Erfahrungen hinterlassen Spuren, indem sie Synapsen verändern, verstärken oder abschwächen. Da im Schlafzustand das Bewusstsein abgeschaltet ist und das Gehirn kaum von äußeren Sinnesreizen behelligt wird, wird erst diese Art der Offline-Verarbeitung von gespeicherten Informationen ermöglicht, denn nur im Ruhezustand des Schlafes kann das menschliche Gehirn zahlreiche Rechenleistungen erbringen, zu denen es in Wachstunden nicht imstande ist, da es dafür eine große Menge jener Ressourcen benötigen würde, die Menschen im Wachstunden unbedingt zu Lebensführung benötigen.
Seehagen et al. (2015) entdeckten, dass sich sogar Kleinkinder Fakten und Ereignisse besser merken, wenn sie nach einer gemachten Erfahrung schlafen. Dabei untersuchte man das Erinnerungsvermögen von Säuglingen mit dem Handpuppentest, bei dem man Kindern in einem ersten Durchgang mit einer Handpuppe bestimmte Handlungen vorspielt, und beim nächsten Durchgang beobachtet, welche dieser Handlungen das Kind nachzuahmen versucht, wenn es die Handpuppe erneut sieht. Ein Teil der Kinder hatte innerhalb von vier Stunden nach dem Puppenspiel mindestens eine halbe Stunde geschlafen, die anderen waren wach geblieben oder nur ganz kurz eingenickt. Eine Kontrollgruppe von Kindern bekam beim ersten Besuch keine Handpuppen zu sehen, um zu prüfenn, wie die Kinder spontan reagieren, wenn sie die Puppe zum ersten Mal sahen. Das Ergebnis war, dass die Kleinkinder mit Schlaf signifikant mehr Handlungen zeigten als jene Kinder, die wach geblieben waren.
Es ist zwar schon lange bekannt, dass das menschliche Gehirn im Schlaf Gelerntes weiterverarbeitet und einordnet. Nun hat man außerdem entdeckt, dass es dabei eine Rangfolge gibt, in der die Informationen in das Langzeitgedächtnis übergeführt werden. Bevorzugt werden demnach vor allem jene Erfahrungen, die für die betreffende Person etwas bedeuten, also emotional positiv besetzt sind. Die Kombination aus bewusstem Lernen und nächtlichen Einspielungen ist daher nicht abwegig. Es handelt sich dabei um „targeted memory reactivation„. Bei dieser Methode wird am Vortag zuerst bewusst gelernt und dann im Schlaf einzelne Wörter („retrieval cues“) eingespielt, wodurch diese Gedächtnisspuren im Gehirn reaktiviert und gezielt konsolidiert werden.
Quellen
http://warp6.dva.de/sixcms/detail.php?id=88872 (01-05-30) nach http://paedpsych.jku.at/internet/ARBEITSBLAETTERORD/
LERNTECHNIKORD/Gedaechtnis.html
https://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/GEHIRN/GehirnZeit.shtml (09-11-10)
http://diepresse.com/home/science/729645/Elektroden-im-Hirn-oder_Wie-man-im-Schlaf-lernt? (12-02-04)
Literatur
Rudoy, John D , Voss, Joel L., Westerberg, Carmen E. & Paller, (2009). Strengthening Individual Memories by Reactivating Them During Sleep. Science 20 November , Vol. 326. no. 5956, p. 1079. DOI: 10.1126/science.1179013.
Rasch, B., Buchel, C., Gais S. & Born J. (2007). Odor cues during slow-wave sleep prompt declarative memory consolidation. Science, March 9.
Seehagen, Sabine, Konrad, Carolin, Herbert, Jane S. & Schneider, Silvia (2015). Timely sleep facilitates declarative memory consolidation in infants. Proceedings of the National Academy of Sciences. 10.1073/pnas.1414000112.