Interview

Wieso schlafen keine Zeitverschwendung ist, sondern beim Lernen hilft

Sarah Metzger

Schlafen ist nicht nur Erholung, sondern festigt bereits Gelerntes und schafft Ressourcen für Neues. Das ergab eine an der Freiburger Uniklinik durchgeführte Studie. fudder sprach mit Schlafforscher Jonathan Maier übers Schlafen.

Jonathan Maier, 30, wissenschaftlicher Mitarbeiter und klinischer Psychologe in Ausbildung, Erstautor der Studie. Die Studie entstand im Rahmen seines Promotionsvorhabens.

Herr Maier, wie haben Sie letzte Nacht eigentlich geschlafen?

Jonathan Maier: Ich habe gut geschlafen, fast acht Stunden lang.

Gerade jetzt in der Prüfungszeit nehmen viele Studierende ja Schlaf eher als lästig war und kürzen die Nächte gerne, um mehr Lernzeit zu haben. Ist das aus Sicht eines Schlafforschers sinnvoll?

An und für sich ist unser Gehirn recht flexibel, auch Schlafentzugsphasen zu kompensieren. Man sieht dann meistens, dass man in Folgenächten tiefer schläft. Generell ist es aber kontraproduktiv während den Lernphasen auf Schlaf verzichten zu wollen, denn zum einen festigt Schlaf das, was gelernt wurde; und gleichzeitig setzt er auch wieder Ressourcen frei, um Neues aufnehmen zu können. Der Gedanke ist also schon, dass man effizienter lernt, wenn man den Schlaf mitberücksichtigt, anstatt ihn als lästige Pause zu sehen.

Plakativ gesprochen kann man sagen, dass Schlaf wohl Relevantes stärkt, gleichzeitig aber auch Irrelevantes ausmistet. Jonathan Maier

Sie haben kürzlich eine Studie in der Fachzeitschrift "SLEEP" publiziert, in der Sie von dieser "Doppelfunktion" von Schlaf im Gehirn berichten – was genau haben Sie dabei untersucht?

Plakativ gesprochen kann man sagen, dass Schlaf wohl Relevantes stärkt, gleichzeitig aber auch Irrelevantes ausmistet. Genauer gesagt gibt es Hinweise, dass im Schlaf zuvor gestärkte Nervenzellverbindungen, sogenannte Synapsen, gefestigt werden. Das Spannende daran ist nun, dass diese Stärkung von Nervenzellverbindungen eine Entsprechung für Lernen und Gedächtnis darstellt. Schlaf stärkt also vorher Gelerntes.

Die zweite Funktion des Schlafes ist, dass er unser Gehirn zu stabilisieren scheint, indem irrelevante Nervenzellverbindungen herabreguliert werden. Das dient dazu, dass das Gehirn nach dem Schlafen wieder plastisch, also formbar genug ist, neue Informationen in Nervenzellstrukturen einzugravieren und neu lernen zu können.

Es wird also aufgeräumt, um anschließend wieder Platz für Neues zu haben…

Genau. Zu beiden Funktionen gab es bisher vor allem Hinweise aus Verhaltensexperimenten, bei denen die Probanden beispielsweise Wortpaare lernen mussten. Diese Studien sind jedoch nicht sehr spezifisch. In unserer Studie wurden sogenannte nicht-invasive Stimulationsmethoden angewandt, um nur eine ganz begrenzte Anzahl an Nervenzellen zu reizen, und dabei so etwas wie Lernen zu induzieren. Dann konnten wir beobachten, was Schlaf direkt an diesen Neuronen bewirkt. Dadurch können viele andere Einflüsse als Ursache ausgeschlossen werden. Die Studie bringt außerdem erstmals zwei theoretische Linien der Schlafforschung zusammen: Zum einen die lokale Stärkung und gleichzeitig die Reduktion der Gesamtaktivität (oder genauer der globalen Gesamtverbindungsstärke). Beide Prozesse scheinen in einer orchestrierten Form gleichzeitig abzulaufen.

"Dass danach dann allerdings irgendwann Schlaf folgen sollte, dafür würde ich schon werben."Jonathan Maier

Ist abends vor dem Schlafen gehen dann eine bessere Lernzeit, als zu anderen Tageszeiten?

Das muss jeder individuell rausfinden, denn es gibt natürlich auch unterschiedliche chronobiologische Ausprägungen, zum Beispiel sogenannte "Eulen" und "Lerchen". Deshalb wäre ich da vorsichtig generelle Ratschläge zu geben, sondern würde jede Person individuell ausprobieren lassen, womit sie die besten Erfolge hat. Dass danach dann allerdings irgendwann Schlaf folgen sollte, dafür würde ich schon werben (lacht).

Wie genau haben Sie die beschriebenen Effekte in der Studie untersucht?

Zunächst haben wir Probanden zu zwei Messterminen eingeladen. Im Anschluss wurde in bestimmten Nervenzellen der Hirnrinde das neuronale Lernen induziert. Dabei verbessert sich nach einer gewissen Zeit die Übertragungseffizienz zwischen diesen spezifischen Neuronen. Danach wurden die Probanden an einem Termin Schlafen geschickt, beim zweiten Termin blieben sie dieselbe Zeit wach. Im Anschluss bestimmten wir jeweils, ob man die Lerneffekte noch messen konnte: Es hat sich gezeigt, dass diese nach Schlaf auch noch zwei Stunden später deutlich messbar waren, wohingegen nach der Wachphase dieser Effekt schon nach etwa sechzig Minuten wieder weg war. Es ist also unter beiden Bedingungen "Lernen" möglich, aber durch die Schlafphase werden diese Effekte plötzlich stabilisiert. Das ist ein Zeichen dafür, dass die neu aufgenommene Information im Schlafen noch einmal gefestigt wird.

Gleichzeitig zeigte sich in unserer Studie auch, dass die Gesamtaktivität des Gehirns, die während Wachzeiten kontinuierlich ansteigt, im Schlaf stabilisiert wird. Dabei bleiben aber die Nervenzellen, an denen das Lernen passiert ist, verschont oder werden sogar noch gestärkt.

Könnte man Tiefschlaf vielleicht mit bestimmten Tönen oder Klängen verstärken? Jonathan Maier

Gibt es auch eine praktische Bedeutung dieser Ergebnisse?

Man kann zum Beispiel fragen, ob wir diese Effekte des Schlafes nicht irgendwie verstärken können: Könnte man Tiefschlaf vielleicht mit bestimmten Tönen oder Klängen verstärken? Bei psychischen Erkrankungen zum Beispiel: Dort hat man oft Schlafstörungen, und es wurde bereits gezeigt das das Gehirn häufig weniger plastisch ist, etwa bei schweren depressiven Episoden. Die Frage ist also, ob wir da den Schlaf nicht so modulieren könnten, dass das Gehirn wieder fähiger ist, Informationen abzuspeichern. Das ist vor allem dann relevant, wenn es um Psychotherapie geht, bei der ja Lernen und Verhaltensänderung bedeutend ist. Denkbar wäre auch ein klinischer Einsatz nach Schlaganfällen, wenn es darum geht Rehabilitationsmaßnahmen zu erleichtern. So könnten vielleicht sogar im Schlaf die Umstrukturierung und Plastizität des Gehirns unterstützt werden.

Der natürliche Schlaf ist eigentlich schon ein sehr optimaler Prozess. Jonathan Maier

Manche Prominente wie Cristiano Ronaldo ändern Ihr Schlafverhalten so, dass Sie statt eines langen Nachtschlafes mehrmals pro Tag für kurze Zeit schlafen. Ist das eine Möglichkeit um Schlaf zu sparen?

Bei dieser ganzen Diskussion um die Umstrukturierung von Schlaf geht es häufig um Selbstoptimierung: Schlaf wird getrackt, und bei vielen Menschen wird ein Druck aufgebaut, dass sie Schlaf als lästige Notwendigkeit doch effizienter gestalten müssten, weil es verlorene Zeit wäre. Ich möchte diesem Trend entgegen sprechen und sage, unser Körper holt sich schon das, was er braucht – und den natürlichen Schlafrhythmus, so wie unser Körper programmiert ist, sollte man eigentlich schon verfolgen. Wenn Menschen das sehr gut können, also mehrfach kurzzeitig zu schlafen, dann sollen Sie es tun, aber das Schlafverhalten ist eben sehr individuell und unterschiedlich. Am eigenen Schlaf rumdrehen zu wollen, würde ich mit Vorsicht genießen. Der natürliche Schlaf ist eigentlich schon ein sehr optimaler Prozess.

Wir Menschen können uns ein Haus bauen und die Türe abschließen, aber für viele Tiere ist Schlaf mit seiner Art Bewusstlosigkeit ein erhebliches Risiko. Warum konnte sich das Konzept trotzdem durchsetzen?

Das ist tatsächlich die große Frage: wenn es keinen Nutzen hätte zu schlafen, warum ist das dann im Zuge der Evolution noch nicht abgeschafft worden? Unter anderem deswegen gibt es ja auch die Schlafforschung. Es gibt dazu mehrere Theorien zu den unterschiedlichsten Funktionen von Schlaf, zum Beispiel den Abbau von Giftstoffen, die Regeneration von Stoffwechselprozessen, oder auch Immunfunktionen. Man kennt das ja, dass man, wenn man krank ist viel mehr Schlaf benötigt. Und dann eben der Bereich, in dem wir Forschen: Neuroplastizität. Überraschenderweise ist die Forschung, was den Zweck von Schlaf angeht, also noch gar nicht so weit.

Warum schlafen Säuglinge eigentlich so viel? Und warum nimmt die Schlafdauer mit dem Alter ab?

Unser Gehirn ist vor allem im Säuglingsalter hochplastisch: Hier gibt es zunächst ganz viele Nervenzellverbindungen, die sich erst in den ersten Lebensjahren weiter organisieren. Das kann man auch direkt beobachten – Kinder können ja beispielsweise viel einfacher Sprachen lernen. Wenn man also überlegt, dass Schlaf da (um)strukturierend und stärkend wirkt, dann ist es nachvollziehbar, dass wir im Säuglingsalter sehr viel Zeit zum Schlafen brauchen. Wenn wir älter werden, können wir natürlich immer noch lernen, das Gehirn ist also immer noch plastisch, aber nicht mehr in dem Ausmaß, wie es in jüngeren Jahren ist.

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