Von Joachim Müller-Jung
29. November 2006 „Soziale Gemeinschaften benötigen mehr Schlaf“, lautete eine der jüngeren Schlagzeilen aus der Schlafforschung. Und die zugrunde liegenden Experimente mochte man gerne nachvollziehen: Wenn es drunter und drüber geht im Kreise der anderen, wenn Beziehungen geschmiedet und gepflegt, gekappt oder geflickt werden, wenn dies und jenes neu erlernt oder korrigiert werden muß, dann wird diese Geschäftigkeit mit Erschöpfung und zunehmendem Erholungsbedarf erkauft. Nun wurde dieser Befund nicht an unseresgleichen erhoben, sondern an einem Tier, das bis vor ein paar Jahren als Modell der Schlafforschung völlig unbekannt war: Die Taufliege Drosophila melanogaster war genetisch zwar schon fast ein gläserner Organismus, über die Schlafgewohnheiten des Insekts wußte man aber bis vor sechs Jahren fast nichts.
Das änderte sich mit der Entdeckung von Indrani Ganguly-Fitzgerald und ihren Kollegen vom Neuroscience Institute in San Diego, die vor etwas mehr als sechs Jahren einen bis zu zweieinhalbstündigen Tagschlaf und einen Nachtschlaf bei den Insekten beobachtet hatten. Daraufhin haben die amerikanischen Forscher begonnen, das Schlafbedürfnis der leicht manipulierbaren Fliegen in verschiedenen Situationen und an den unterschiedlichsten künstlich hervorgerufenen Mutationen zu untersuchen.
Bei „sozialem Stress“ erhöhtes Schlafbedürfnis
In der Zeitschrift „Science“ (Bd. 313, S. 1775) nun haben die Neurologen ihre bisher spektakulärsten Ergebnisse präsentiert. Fazit: Tiere, die man in Gesellschaft hält, gönnen sich bis zu viermal so lange Nickerchen am Tag als ihre ausgeruhten Artgenossen in Einzelhaft. Daß dieses erhöhte Schlafbedürfnis allerdings keineswegs mit der verstärkten körperlichen Aktivität in der Gemeinschaft zu tun hat, sondern nach Überzeugung der Forscher eher mit „sozialem Stress“, meinten sie an Fliegen zeigen zu können, denen man Augenlicht und Geruchssinn genommen hat und die deshalb genauso aufgeregt in ihren Käfigen umherschwirrten wie die vergesellschafteten Artgenossen.
Die kalifornischen Wissenschaftler betrachten ihre Fliegenstudie als weiteren Beleg für die These, daß der Schlaf für die Erholung, aber auch für die Konsolidierung von Erlerntem und Gedächtnisinhalten eine entscheidende Rolle spielt. Dieser Idee wird ein Großteil der Schlafforscher grundsätzlich zustimmen. Wenngleich viele von ihnen vor allzu schnellen Analogieschlüssen zum Menschen warnen und das Fliegenexperiment schon gar nicht als ultimativen Beweis für die These der Gedächtniskonsolidierung akzeptieren dürften. Joel Bennington und Marcos Frank von der University of Pennsylvania in Philadelphia haben erst vor kurzem in einem Übersichtsbeitrag in der Zeitschrift „The Neuroscientist“ (Bd. 12, S. 485) auf die nach wie vor beträchtlichen Lücken in der wissenschaftlichen Beweisführung hingewiesen.
Bessere Merkfähigkeit bei angeregtem Gedächtnis
Der entscheidende Punkt ist immer derselbe: Die genauen, sprich: neurophysiologischen und molekularen Vorgänge während der nächtlichen Festigung des Gedächtnisses sind den Experimenten bisher weitgehend unzugänglich. Befunde wie der vor zwei Jahren von Jan Born von der Universität Lübeck entdeckte Zusammenhang, wonach niedrige Konzentrationen des Acetylcholinspiegels im Gehirn, wie er für den Schlaf typisch ist, als Voraussetzung für die Gedächtnisbildung entscheidend sind, blieben bislang rar. In einer der jüngsten Ausgaben der Zeitschrift „Nature“ (doi:10.1038/nature05278) hat Born nun zusammen mit seiner Kollegin Lisa Marshall dem Puzzle ein weiteres interessantes Teil hinzugefügt.
Etwas mehr als ein Dutzend Probanden waren durch äußere Elektroden am Kopf während des Schlafes mit niederfrequenten Wellen im Ein-Hertz-Bereich stimuliert worden. Hirnforscher hatten solche niederfrequenten Wellen schon länger im Visier, weil sie in den Schlafphasen unmittelbar vor dem traumerfüllten Rem-Schlaf immer wieder zu finden sind. Wie Born und Marshall mit ihren jüngsten Experimenten gezeigt haben, könnten diese langsamen elektrischen Oszillationen dazu beitragen, daß bestimmte Synapsenverbindungen im Gehirn gestärkt und zumindest Teile des deklarativen Gedächtnisses fester verankert werden. In den Lübecker Experimenten bewiesen die stimulierten Probanden zumindest, daß sie sich nach dem Schlaf Wort- und Figurenpaare besser merken konnten als ihre nicht manipulierten Altersgenossen.
Gesunder Schlaf regt Gedächtnis an
Auch wie es um den Einfluß des Schlafes auf das prozedurale Gedächtnis steht, also um die Einübung und Festigung von Fertigkeiten, wird dem Schlaf eine wichtige Funktion zugeschrieben. Soweit man bisher weiß, sind dafür allerdings nicht die ersten vier Einschlaf- und Tiefschlafphasen zuständig. Es ist vielmehr der sich anschließende, für seine raschen Augenbewegungen und Aktivitätsmuster bekannte Rem-Schlaf zuständig. Eine deutsch-amerikanische Gruppe von Psychiatern um Christoph Nissen und Dieter Riemann von der Universität Freiburg haben vor kurzem an knapp einem Dutzend Patienten mit chronischer Schlaflosigkeit - primärer Insomnie - die Bedeutung von Schlaf für das prozedurale Gedächtnis belegt (“Sleep“, Bd. 29. S. 1068). Die Patienten schnitten bei bestimmten standardisierten Finger- und Zeichenfertigkeiten nach der Einübungsphase wesentlich schlechter ab als Menschen mit einem gesunden Schlaf.
Einen weiteren anschaulichen Hinweis auf den gedächtnisbildenden Nutzen der nächtlichen Erholungsphasen lieferten schließlich in der aktuellen Ausgabe der „Proceedings“ der Nationalen Akademie der Wissenschaften Psychologen um Christian Mirescu von der Princeton University. Die Wissenschaftler haben ausgewachsene Ratten drei Tage lang wachgehalten und danach die Nervenneubildung in einem der zentralen Hirnareale der Gedächtnisbildung, dem Hippokampus, gemessen. Ergebnis: Die Neubildung im Rattenhirn verringerte sich in dem Maße, wie die Menge an Stresshormonen, insbesondere Kortisol, anstieg.
In den zwei Wochen nach dem Schlafentzug normalisierte sich der Kortisolgehalt wieder, und die Neubildung von Nerven steigerte sich für einige Zeit sogar über das normale Maß. Ob sich allerdings die über drei Tage aufgestaute „Schlafschuld“ je wieder ausgleichen und kognitive wie andere, bisher unbeachtete physiologische Defizite aufholen lassen, bleibt auch nach dieser Studie ungeklärt.
Text: F.A.Z., 29.11.2006, Nr. 278 / Seite N2
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