Schlaf fördert die Gedächtnisbildung. Warum das so ist, war bisher unbekannt. Wissenschaftler haben nun in einer Studie gezeigt, dass eine unbewusste Reaktivierung der Gedächtnisinhalte während des Tiefschlafs für diesen Effekt verantwortlich sein könnte. Wie die Forscher im Wissenschaftsmagazin „Science“ berichten, führte beispielsweise die Präsentation eines mit Lerninhalten assoziierten Rosenduftes während der Ruhephase in der Tat zu einer verbesserten Speicherung und zu einer gesteigerten Erinnerung nach dem Schlaf.
Düfte sind für die Untersuchung dieser Fragestellung besonders geeignet, da sie ein bemerkenswert hohes Potential aufweisen, Erinnerungen hervorzurufen, und so gut wie keinen störenden Einfluss auf den Schlaf haben.
Memory für die Wissenschaft
In der Untersuchung lernten 18 gesunde männliche und weibliche Probanden die Orte von Bilderpaaren in einer computer-basierten Variante des bekannten Memory-Spiels. Gleichzeitig wurde ihnen während des Lernens der Kartenpaare ein Rosenduft dargeboten und so der Duft mit dem Memory-Spiel verknüpft. Nach dem Lernen durften die Probanden schlafen.
In der darauffolgenden Nacht boten die Wissenschaftler um Björn Rasch, Steffen Gais und Professor Jan Born von der Universität Lübeck und Professor Christian Büchel vom Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf den Probanden während des Tiefschlafs erneut Rosenduft dar. In einer Kontrollbedingung wurde dagegen während der dem Lernen folgenden Nacht nur eine geruchslose Trägersubstanz präsentiert.
Nach der Stimulation mit Rosenduft im Tiefschlaf erinnerten die Probanden deutlich mehr Bilderpaare – 97 Prozent der am Abend zuvor gelernten – als nach der Nacht ohne Duft (86 Prozent der gelernten Bilderpaare). Entscheidend für diese verstärkende Wirkung des Duftes auf die Gedächtnisbildung im Schlaf war die Verknüpfung des Duftes mit den Lerninhalten des Memory-Spiels: Denn wurde in einem Kontrollexperiment der Rosenduft während des Lernens nicht dargeboten, so hatte Rosenduft im Tiefschlaf keinen Effekt auf die Gedächtnisbildung.
Präsentation im Tiefschlaf entscheidend
Weitere Kontrollstudien belegten, dass die durch die Duftpräsentation hervorgerufene Reaktivierung der Lerninhalte nur im Tiefschlaf wirksam ist. Die erneute Präsentation des Rosendufts während des REM-Schlafs oder während des Wachzustands nach dem Lernen hatte dagegen keinen positiven Einfluss auf die Gedächtnisbildung. Der Effekt betraf speziell deklarative Gedächtnisinhalte (Bilderpaare des Memory- Spiels), für deren Einspeicherung der Hippocampus, eine Struktur in den Tiefen des Schläfenlappens, eine entscheidende Rolle spielt.
Das Gedächtnis für eine motorisch-prozedurale Aufgabe (wiederholtes Tippen einer Fingersequenz), das nicht vom Hippokampus abhängt, profitierte dagegen nicht von der Duftstimulation während des Schlafs, wahrscheinlich weil im Gedächtnis Gerüche sich nur schwer mit motorischen Fertigkeiten verknüpfen können.
Duft aktiviert Hippocampus
Mittels funktioneller Kernspintomographie zeigten die Wissenschaftler, dass die erneute Präsentation des während des Memory-Spiels dargebotenen Dufts im Tiefschlaf den Hippocampus aktiviert. Diese Aktivierung fiel im Schlaf sogar deutlich stärker aus als im Wachzustand. Während des Tiefschlafs scheint der Hippocampus also für Stimuli, die zu einer Reaktivierung der frisch aufgenommenen Gedächtnisinhalte führen, besonders empfänglich zu sein.
Die Wissenschaftler lieferten den ersten Beleg dafür, dass die im Tiefschlaf stattfindenden Gedächtnisreaktivierungen – hier experimentell induziert durch die Darbietung eines mit dem Lernen assoziierten Dufts – ursächlich zur Gedächtniskonsolidierung im Schlaf beitragen. Sie zeigen damit einen elementaren Mechanismus auf, wie im Schlaf Gedächtnis gebildet wird.
(idw – Universität zu Lübeck / Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, 12.03.2007 – DLO)
