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Schlaf: Das Gehirn verarbeitet Probleme (Foto: Photo Alto)
Löst der Mensch seine Probleme im Schlaf?

Anscheinend nutzt das Gehirn, den Schlaf, um Probleme zu lösen. Dazu strukturiert es die Informationen neu, die Erinnerungen werden während des Schlafes konsolidiert. Dabei haben REM-Schlaf und Slow-Wave-Sleep verschiedene Funktionen, um die Lösungen zu verarbeiten und zu speichern.

Wissenschaftler der Universität Lübeck haben nachgewiesen, wie das Gehirn während des Schlafes komplexe geistige Aufgaben lösen kann. Tests mit 106 Freiwilligen unterstützen die Annahme, dass das Überschlafen eines Problems zu seiner Lösung beitragen kann. Den Teilnehmern wurde eine Reihe von Rätseln gezeigt, in die die Antwort in Form eines versteckten Schlüssels eingebaut war. Laut Nature hatten jene, die über die Nacht wach bleiben mussten, deutlich geringere Chancen die Lösung zu finden. Da das Gehirn während des Schlafes die Informationen des Vortages neu zu strukturieren scheint, wird davon ausgegangen, dass eine Schlafperiode zur Lösung der Fragestellung beiträgt.

Die Freiwilligen durften einen raschen Blick auf einen Test werfen, bei dem Zahlen basierend auf einer Reihe von Regeln anzuordnen sind. Unter den bekannten Regeln gab es eine dritte versteckte, deren Entdeckung die Lösung der Aufgabe entscheidend erleichterte. Ein Teil der Teilnehmer konnte acht Stunden schlafen, während andere in verschiedenem Ausmaß mit einem Schlafmangel konfrontiert waren. Doppelt so viele der ausgeschlafenen Teilnehmer erkannten
die dritte Regel.

Der leitende Wissenschaftler Jan Born erklärte, dass diese Neustrukturierung derart vor sich gehen könnte, dass Fragen einfacher zu lösen sind. Von besonderer Bedeutung ist hier der so genannte Slow-Wave Sleep, ein tiefer, traumloser Schlaf. Bereits geringe Verringerungen dieser Schlafphase wurden von anderen Studien mit einer Verringerung der Gedächtnisfunktionen und einer Verringerung der Fähigkeit versteckte Strukturen zu erkennen in Zusammenhang gebracht.
 

Wie das genau im Gehrin abläuft, erforschen Wissenschaftler der Duke University. Die haben verräterische Signalnachklänge in weiten Bereichen des Gehirns entdeckt, die enthüllen, wie die Konsolidierung von Erinnerungen vor sich geht. Für dieses Experiment wurden Ratten neuen Objekte gegenübergestellt und ihre Gehirnsignale gemessen. Laut den Wissenschaftlern gibt es klare Hinweise darauf, dass weite Bereiche des Gehirns während einer ganz bestimmten Schlafform, dem so genannten Slow-Wave-Sleep, in die Verarbeitung von Erinnerungen einbezogen sind. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Public Library of Science veröffentlicht.

Das Team um Sidarta Ribeiro platzierte rund 100 winzige Aufzeichnungselektroden in jenen Bereichen der Gehirne von Ratten, die mit der Gedächtnisbildung und der Verarbeitung von Sinneseindrücken in Verbindung stehen. Die Forscher setzten die Ratten im Dunkeln vier Arten neuer Objekte aus: einem auf einer Feder montierten Golfball, einer Fingernagelbürste, einem Holzsstab mit Nadeln und einem Rohr mit Getreide. Die Gerhirnsignale der Tiere wurden an mehreren Tagen über den normalen Tagesrhythmus verteilt vor, während und nach ihrer Erkundungen aufgezeichnet und analysiert. Die Auswertung zeigte den Nachhall von bestimmten Mustern der Gehirnwellen bis zu 48 Stunden nachdem die neuen Erfahrungen gemacht wurden.

Erforschten die Tiere eine neue Umgebung, führte diese Neuheit zu bestimmten Aktivitätsmustern, die in allen untersuchten Bereichen bestehen blieben. Zusätzlich zeigte sich, dass dieses Muster während des Slow-Wave-Sleep deutlich verbreiteter waren als während der REM-Phasen. "Basierend auf unseren Ergebnissen, ist davon auszugehen, dass diese zwei Schlafphasen komplementäre Rollen in der Konsolidierung von Erinnerungen spielen. Phasen des Slow-Wave-Sleep sind sehr lang und produzieren eine Erinnerung und wahrscheinlich die Verstärkung von Erinnerungsspuren. Darauf folgende kurze Perioden des REM-Schlafes lösen die Expression von Genen aus, um zu speichern was während des Slow-Wave-Sleep verarbeitet wurde."

WANC 04.02.04/pte

Infoquelle

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