Forschungsschwerpunkte - Prof. Dr. Jan Born

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Jan Born ist Neurowissenschaftler und widmet sein primäres Forschungsinteresse dem Gedächtnis.
Wie werden im Organismus, also im Gehirn, aber auch im Immunsystem, langfristig Informationen
abgespeichert? Borns Studien weisen schlüssig nach, dass für die Langzeiteinspeicherung von
Informationen der Schlaf genutzt wird und geben somit auch eine wissenschaftliche Antwort auf die
bisher völlig ungelöste Frage nach der Funktion des Schlafes.
Die Langzeiteinspeicherung von Informationen erfolgt im menschlichen Gehirn in zwei Schritten.
Zunächst werden die Informationen in einen Zwischenspeicher aufgenommen, der sehr viel mehr
Informationen erfasst, als später langfristig abgespeichert werden. In einem zweiten Schritt werden
bestimmte Informationen aus dem Zwischenspeicher herausgefiltert und in das Langzeitgedächtnis
übertragen. Borns Arbeiten zeigen, dass diese Übertragung von Informationen aus dem Zwischen- in
den Langzeitspeicher hauptsächlich und am effektivsten „offline“, also im Schlaf stattfindet. Im
Gegensatz zu der von Freuds Ideen geprägten, weit verbreiteten Meinung, nach der
Gedächtnisprozesse hauptsächlich im Traumschlaf, dem REM-Schlaf, aktiv werden, weisen Borns
Studien erstmals nach, dass für die Übertragung von Informationen in den Langzeitspeicher der
Deltaschlaf, also der Tiefschlaf, von primärer Bedeutung ist. Lernen wir beispielsweise ein Gedicht
auswendig und folgt auf dieses Lernen Schlaf, dann werden wir dieses Gedicht später sehr viel
besser erinnern, als wenn wir nach dem Lernen wach geblieben wären, und dabei zeigen die
Menschen die beste Erinnerung, deren Schlaf (nach dem Lernen) den meisten Tiefschlaf enthält.
Borns Arbeiten haben zudem einige der Mechanismen identifiziert, durch die Schlaf
Langzeitgedächtnis bildet. Die mittels EEG ableitbaren Hirnstromverläufe zeichnen sich während des
Tiefschlafs durch langsame, hochamplitudige Deltawellen aus (daher auch der Name Deltaschlaf).
Born hat in seinen Versuchen durch gezielte elektrische Stimulation solche langsamen Deltawellen im
Schlaf verstärkt und dadurch einen ursächlichen Einfluss dieser Deltawellen auf die
Langzeitgedächtnisbildung nachweisen können. Den Ergebnissen zufolge stimulieren diese
langsamen Deltawellen eine Reaktivierung der neu im Zwischenpuffer aufgenommenen
Informationen. Die Reaktivierung der Informationen setzt dann den Transfer dieser Information in den
Langzeitspeicher in Gang. Die Arbeiten Borns belegen somit schlüssig, dass die Gedächtnisbildung
im Schlaf ein aktiver Prozess ist, der auf der Reaktivierung frisch aufgenommener Gedächtnisinhalte
fußt. Dies ist wahrscheinlich auch der Grund dafür, dass der Transfer von Informationen in das
Langzeitgedächtnis am effektivsten in der „Bewusstlosigkeit“ des Schlafes stattfindet. Fände er im
Wachzustand statt, könnte das Gehirn nur schwer zwischen reaktivierten Gedächtnisinhalten und
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aktuell von außen eintreffenden Informationen unterscheiden, was wahrscheinlich den Eindruck von
Halluzinationen hervorrufen würde.
Borns Arbeiten belegen nicht nur die Bedeutung von im Schlaf stattfindenden Reaktivierungen für die
Langzeitgedächtnisbildung, sondern zeigen auch, dass die Integration neuer Informationen in das
bereits bestehende Netzwerk an Langzeitgedächtnisinhalten mit einer Veränderung der transferierten
Gedächtnisinhalte verbunden ist. So konnte er experimentelle Belege für die Triftigkeit der
Volksweisheit sammeln, nach der ein scheinbar unlösbares Problem oftmals lösbar wird, wenn man
eine Nacht darüber schläft. Der Schlaf verändert die Gedächtnisrepräsentationen des Problems
nämlich dergestalt, dass die Einsicht in die Lösung des Problems bei erneuten Versuchen erleichtert
wird. Wie das Gehirn entscheidet, welche Informationen in das Langezeitgedächtnis übertragen und
nach welchen Gesetzmäßigkeiten die Gedächtnisrepräsentationen während des Transfers verändert
werden, und welche Rolle die im Schlaf stattfindende Gedächtnisbildung speziell für die
Einspeicherung „prägender“ Erfahrungen im Kindesalter spielt, dies alles sind Fragestellungen Borns
gegenwärtiger Forschung.
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