Während des Schlafes werden bestimmte neuronale Signale wiederhergestellt oder neu gestartet.
Während des Schlafens wird die Fähigkeit des Gehirns, neue Erinnerungen aufzunehmen und zu speichern, durch eine bestimmte Methode erneuert, wie eine Gruppe von Forschern der Cornell University herausfand. Ihre Ergebnisse, die im Journal "Science" veröffentlicht wurden, zeigen, dass bestimmte Teile des Hippocampus während des tiefen Schlafs inaktiv werden. Diese Inaktivität ermöglicht es den Neuronen, einen Reset durchzuführen, wodurch das Gehirn möglicherweise dieselben Ressourcen und Neuronen für neue Lernmöglichkeiten am nächsten Tag wiederverwenden kann, wie Neurobiologin Azahara Oliva in einer Universitätserklärung sagte.
Der Hippocampus, eine seepferdchenförmige Struktur im Gehirn, ist für den Übergang bewusst gelernter Gedächtnisinhalte vom Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis verantwortlich, hauptsächlich während des Schlafs. Die Forscher waren ratlos, wie Individuen ihr ganzes Leben lang neue Dinge lernen können, ohne alle ihre Neuronen aufzubrauchen.
Die Rolle des Mittelbereichs
Der Hippocampus ist in drei Bereiche unterteilt, die als C1, C2 und C3 bekannt sind. Obwohl C1 und C3 bereits eingehend untersucht und als bedeutend für die Zeit- und Raumerinnerung gefunden wurden, war die Funktion von C2 unbekannt. Das von Oliva geleitete Forschungsteam scheint diese Lücke mit ihrer aktuellen Studie geschlossen zu haben.
Um ihre Forschung durchzuführen, implantierten die Forscher Elektroden in die Hippocampi von Mäusen und konnten so die neuronale Aktivität im Gehirn der Tiere während des Lernens und Schlafens beobachten. "Wir haben andere Schlafzustände im Hippocampus identifiziert, bei denen alles still ist", sagte Oliva. "Die zuvor hochaktiven Bereiche CA1 und CA3 werden plötzlich ruhig. Es ist ein Reset der Erinnerungen. Dieser Zustand wird vom Mittelbereich CA2 erzeugt."
Die Rolle der Pyramidalneuronen
Pyramidalneuronen werden als aktiv funktionierende Neuronen betrachtet, die für Aufgaben wie das Lernen unerlässlich sind. Im Gegensatz dazu wurden Interneuronen, die verschiedene Untertypen haben, als Regulatoren verschiedener neuraler Pfade betrachtet. Die Forscher entdeckten, dass es parallele Schaltungen im Gehirn gibt, die von zwei Arten von Interneuronen manipuliert werden - einer, die die Gedächtnisretention fördert, und einer, die den Gedächtnisreset erleichtert.
Diese neuen Erkenntnisse ermöglichen ein besseres Verständnis der Bedeutung des Schlafens bei Menschen und Tieren sowie die dynamische Natur des Gedächtnisses, wie Oliva betont. Das Forschungsteam ist optimistisch, dass diese Ergebnisse möglicherweise bei der Gedächtnisverbesserung helfen können, beispielsweise bei Individuen mit Alzheimer, und sogar den Schlüssel zur Löschung traumatischer Erinnerungen bei Individuen mit posttraumatischer Belastungsstörung sein könnten.
Die Studie zeigt, dass der Mittelbereich des Hippocampus, insbesondere CA2, eine wichtige Rolle bei der Erzeugung eines Gedächtnisreset-Zustands während des tiefen Schlafs spielt, wodurch die zuvor aktiven Bereiche CA1 und CA3 ruhig werden. Dieser Prozess könnte möglicherweise erklären, wie Individuen ihr ganzes Leben lang neue Dinge lernen können, ohne ihre Neuronen aufzubrauchen, da das Gehirn Ressourcen und Neuronen für neue Lernmöglichkeiten wiederverwendet.
