Das Gedächtnis schläft nie: Wie das Gehirn Erinnerungen im Schlaf verändert

Wenn wir schlafen, ruht unser Körper. Im Gehirn hingegen passiert Erstaunliches: Erinnerungen werden im Schlaf sortiert, angepasst und gestärkt. Forscher haben jetzt erstmals über einen Zeitraum von 20 Stunden gemessen, wie sich die Aktivität im Gehirn von Ratten während des Schlafs verändert. Das Ergebnis der Studie: Die Muster der Nervenzellen verändern sich – und genau dadurch bleiben Erinnerungen erhalten.

Die Untersuchung stammt vom Institute of Science and Technology Austria (ISTA). Sie zeigt, wie der Schlaf dem Gehirn hilft, wichtige Informationen dauerhaft zu speichern.

Wie das Gehirn im Schlaf arbeitet

Schon lange vermuten Forscher: Schlaf hilft dabei, neu Gelerntes im Gedächtnis zu verankern. Aber wie genau das funktioniert, war bislang unklar. Das Team vom ISTA hat deshalb genauer hingesehen – und Ratten nach einem Lernevent 20 Stunden lang im Schlaf überwacht.

Die Tiere hatten zuvor gelernt, wo in einem Labyrinth Futter versteckt war. Diese räumliche Gedächtnisaufgabe ist ein klassisches Experiment in der Hirnforschung. Sie zeigt, wie gut ein Tier sich an Orte erinnern kann – ein Vorgang, der im Gehirn ganz bestimmte Bereiche aktiviert.

Neuronen feuern an bestimmten Orten

Im Zentrum der Forschung steht der sogenannte Hippocampus. Dieser Teil des Gehirns ist vor allem für Erinnerungen und räumliche Orientierung zuständig. Bestimmte Nervenzellen, sogenannte Neuronen, werden dort immer dann aktiv, wenn das Tier an einen bestimmten Ort kommt. So entsteht eine Art innere Landkarte.

Besonders spannend: Die Stellen, an denen Futter zu finden war, werden besonders stark im Gehirn gespeichert. Frühere ISTA-Studien hatten bereits gezeigt, dass genau diese Orte im Schlaf immer wieder „wiederholt“ werden – das nennt man Reaktivierung.

Erinnerungen werden im Schlaf neu geordnet

Das Team entdeckte nun, dass die Neuronen, die zu einer bestimmten Erinnerung gehören, im Laufe des Schlafs ihr Verhalten verändern. Einige bleiben die ganze Zeit aktiv – andere hören irgendwann auf zu feuern. Gleichzeitig übernehmen neue Neuronen ihre Funktion. Das bedeutet: Die Erinnerung verändert sich, bleibt aber erhalten.

„Das Muster der aktiven Nervenzellen am Anfang des Schlafs entsprach dem Muster während des Lernens. Später ähnelte es dem Muster beim Erinnern nach dem Aufwachen“, erklärt Lars Bollmann, Erstautor der Studie und ehemaliger Doktorand am ISTA.

Schlafphasen entscheiden über Gedächtnis

Besonders deutlich wurde der Effekt im sogenannten Non-REM-Schlaf. Das ist die Phase des Tiefschlafs, in der der Körper besonders ruhig ist. In dieser Zeit fand die Reorganisation der Erinnerungen statt. In der späteren REM-Phase, in der wir träumen, wurde der Umbau eher gebremst.

Forscher sprechen bei diesem Vorgang von „representational drift“. Gemeint ist damit, dass sich die Darstellung einer Erinnerung im Gehirn verschiebt – ähnlich wie bei einer Datei, die man auf dem Computer neu abspeichert.

Platz für neue Erinnerungen schaffen

Aber warum macht das Gehirn das überhaupt? Professor Jozsef Csicsvari, der die Studie geleitet hat, vermutet: Das Gehirn räumt im Schlaf auf. Erinnerungen werden effizienter gespeichert, sodass weniger Nervenzellen dafür gebraucht werden. So entsteht Platz für neue Inhalte.

Die Studie zeigte, dass nach dem Schlaf weniger Neuronen mit einer bestimmten Erinnerung verknüpft waren als zuvor. Gleichzeitig sorgt häufiges Wiederholen im Schlaf dafür, dass neue Erinnerungen besser ins bestehende Wissen passen – das stärkt das Langzeitgedächtnis.

Kurz zusammengefasst:

• Im Schlaf ordnet das Gehirn Erinnerungen neu, um sie dauerhaft zu speichern und Platz für neue Informationen zu schaffen.
• Dabei verändern sich die Aktivitätsmuster der Nervenzellen im Hippocampus schrittweise – von der Lernphase hin zur Erinnerungsphase.
• Besonders im Tiefschlaf (Non-REM-Schlaf) werden wichtige Inhalte wiederholt und fest im Gedächtnis verankert.

Übrigens: Nachteulen leiden häufiger unter Schlafproblemen, konsumieren mehr Alkohol und zeigen weniger Achtsamkeit – alles Faktoren, die das Depressionsrisiko steigern können. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Vecteezy