ÜBERSICHT
Wie sich die Gehirnleistung steigern lässt
Wissenschaftler der University of California, Irvine, und der japanischen Universität Tsukuba haben herausgefunden, dass schon ein leichtes Training die Verbindung zwischen den Teilen des Gehirns, die für die Merkfähigkeit verantwortlich sind, verbessern kann.
In einer Studie mit 36 gesunden jungen Erwachsenen fanden die Forschenden heraus, dass bereits eine einzige 10-minütige leichte körperliche Anstrengung erhebliche kognitive Vorteile bewirken kann.
Die Funktion des Hippocampus
Die Forscher untersuchten die Gehirne der Probanden kurz nach den Trainingseinheiten mit hochauflösender funktioneller Magnetresonanztomographie und stellten eine bessere Verbindung zwischen dem Gyrus dentatus des Hippocampus und den kortikalen Bereichen fest, die für die detaillierte Gedächtnisverarbeitung zuständig sind.
Die Funktion des Hippocampus ist von entscheidender Bedeutung für die Bildung neuer Erinnerungen. Dieser Bereich ist eine der ersten Hirnregionen, die sich mit zunehmendem Alter verschlechtert – und bei Alzheimer-Demenz noch viel stärker, erklärt UCI-Professor Michael Yass.
Die Förderung der Funktion des Hippocampus ist ein vielversprechender Ansatz zur Verbesserung des Gedächtnisses im Alltag. Den Neurowissenschaftlern zufolge ist das Ausmaß der erhöhten Konnektivität ein Indikator für den Grad der Erinnerungsverbesserung.
Die Forscher schließen die Möglichkeit nicht aus, dass neue Zellen entstehen, aber das ist ein Prozess, der etwas länger braucht, um sich zu entfalten. Was die Wissenschaftler währende der Untersuchung beobachtet haben, ist, dass diese 10-Minuten-Übungseinheiten unmittelbar danach Ergebnisse zeigten.
Schon ein wenig körperliche Betätigung kann zu einer deutlichen Verbesserung führen, betonen die Forscher. Selbst kurze Gehpausen während des Tages können demnach bereist positive Auswirkungen auf die Verbesserung von Gedächtnis und Kognition haben.
Die Forschungsergebnisse der vorliegenden Studie wurden in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
Schlafpause nach dem Lernen verbessert die Gedächtnisleistung deutlich
Forscher der Universität des Saarlandes hat herausgefunden, dass ein Mittagsschlaf von etwa einer Stunde die Gedächtnisleistung deutlich verbessern kann.
- Bei der Studie wurde die Gedächtnisleistung von 41 Teilnehmerinnen und Teilnehmern untersucht.
Dabei mussten die Probanden einzelne Wörter und Wortpaare lernen. Nach der Lernphase wurden die Teilnehmer/innen getestet, um festzustellen, wie viele Informationen sie sich merken konnten.
- Anschließend durfte etwa die Hälfte der Teilnehmer/innen schlafen, während die anderen sich einen Film ansahen.
Daraufhin wurden die Versuchspersonen erneut getestet und es zeigte sich, dass die Teilnehmer/innen, die eine Schlafpause eingelegt hatten, wesentlich mehr Wortpaare im Gedächtnis behielten als die Teilnehmer/innen der Kontrollgruppe, die sich einen Film angesehen hatten.
Die Diplom-Biologin Sara Studte, die sich auf Neuropsychologie spezialisiert hat, untersucht zusammen mit Professor Axel Mecklinger und Emma Bridger, wie der Mittagsschlaf die Gedächtnisleistung beeinflusst.
Die in der vorliegenden Studie beobachteten Effekte sind nach Aussage von Mecklinger eindeutig: Bereits eine Schlafdauer von 45 bis 60 Minuten führt zu einer fünffachen Verbesserung des Abrufs von Informationen aus dem Gedächtnis, so der Wissenschaftler.
Die Gedächtnisleistung verbesserte sich in der Gruppe mit dem Mittagsschlaf streng genommen nicht im Vergleich zu den unmittelbar nach der Lernphase gemessenen Werten, sondern blieb konstant.
Die Kontrollgruppe, deren Mitglieder sich Videos anschauten, während die andere Gruppe schlief, schnitt beim Erinnern der Wortpaare deutlich schlechter ab als die Gruppe mit einer Schlafpause.
Die Gedächtnisleistung der Teilnehmerinnen und Teilnehmer, die ein Powernapping machten, war laut Professor Mecklinger genauso gut wie vor dem Schlafen, also direkt nach Abschluss der Lernphase.
Besonders interessiert waren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der Rolle des Hippocampus – einer Hirnregion, in der Erinnerungen „konsolidiert“ werden, also der Prozess, bei dem zuvor gelernte Informationen ins Langzeitgedächtnis übertragen werden.
- Dazu untersuchten die Forscher eine bestimmte Art von Hirnaktivität, die so genannten „Schlafspindeln“, die eine wichtige Rolle bei der Gedächtniskonsolidierung im Schlaf spielen.
Eine Schlafspindel ist ein kurzer Ausbruch von schnellen Oszillationen im Elektroenzephalogramm (EEG). Schlafspindeln sind Graphoelemente des Elektroenzephalogramm, die in der Regel in der Non-REM-Schlafphase 2 auftreten und hier episodisch in den niedrigamplitudigeren EEG-Grundrhythmus eingestreut sind.
- Es wird vermutet, dass bestimmte Arten von Gedächtnisinhalten, insbesondere Informationen, die zuvor markiert wurden, während dieser Art von Gehirnaktivität bevorzugt konsolidiert werden.
- Neu gelernte Informationen werden mit einem Etikett versehen, so dass sie zu einem späteren Zeitpunkt leichter abrufbar sind. Kurz gesagt: Je mehr Schlafspindeln im EEG auftauchen, desto besser erinnert sich eine Person an etwas.
Um die Möglichkeit auszuschließen, dass sich die Teilnehmer/innen nur aufgrund eines Gefühls der Vertrautheit an die gelernten Dinge erinnern, wendeten die Forscher/innen folgenden Trick an: Die Versuchspersonen mussten nicht nur 90 einzelne Wörter lernen, sondern auch 120 Wortpaare, wobei die Wortpaare im Wesentlichen bedeutungslos waren, wie zum Beispiel „Milchtaxi“.
Das Forschungsteam zieht eine klare Schlussfolgerung aus seiner Studie: Eine kurze Schlafpause reicht aus, um den Lernerfolg deutlich zu verbessern.
Eine konzentrierte Lernphase, gefolgt von einem kurzen erholsamen Schlaf (45 – 60 Minuten) reicht aus, um das Abrufen von Informationen durch Schlaf signifikant zu verbessern.
- Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Neurobiology of Learning and Memory veröffentlicht.
Quellen
- University of California – Irvine
- University of Tsukuba / Kazuya Suwabe, Kyeongho Byun, Kazuki Hyodo, Zachariah M. Reagh, Jared M. Roberts, Akira Matsushita, Kousaku Saotome, Genta Ochi, Takemune Fukuie, Kenji Suzuki, Yoshiyuki Sankai, Michael A. Yassa, Hideaki Soya. Rapid stimulation of human dentate gyrus function with acute mild exercise. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018; 201805668 DOI: 10.1073/pnas.1805668115
- Sara Studte, Emma Bridger, Axel Mecklinger, Nap sleep preserves associative but not item memory performance, Neurobiology of Learning and Memory, https://doi.org/10.1016/j.nlm.2015.02.012.
ddp
Wie viel Schlaf ist gesund? Forscher ermitteln die optimale Schlafdauer
Quelle: Youtube/MediziDoc
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