Im Schlaf festigen wir unsere Erinnerungen – doch können wir während der Schlummerphase auch Neues lernen? Diese Frage ist unter Wissenschaftlern hoch umstrittenen, weil Studien dazu widersprüchliche Ergebnisse liefern. Nun haben Forscher jedoch eine mögliche Erklärung für die Diskrepanzen gefunden. Ihre Experimente mit schlafenden Probanden zeigen: Ob nächtliche Lerneinheiten von Erfolg gekrönt sind oder nicht, hängt offenbar entscheidend von der Schlafphase ab.

Gesunder Schlaf ist wichtig für unser Gehirn: Das Denkorgan nutzt die Schlafphasen, um molekulare Abfallstoffe aus den Zellen zu transportieren. Außerdem ordnet es in dieser Zeit all jene Dinge, die wir tagsüber erlebt haben und legt mit dem Abspeichern von Erinnerungen den Grundstein für Lernprozesse. Erst beim Schlafen gelangen neue Erkenntnisse vom Arbeits- ins Langzeitgedächtnis – das ist schon bei Säuglingen so. Experimente zeigen, dass sich Babys nur nach einem anschließenden Nickerchen an neu gelernte Dinge erinnern. Umgekehrt wirkt sich Schlafmangel negativ auf Lern- und Erinnerungsprozesse aus. Wer unausgeschlafen ist, gibt deshalb zum Beispiel einen unzuverlässigen Augenzeugen ab.

Nächtliches Tonfolgen-Spiel

Schlaf fördert das Gedächtnis und hilft dabei, bereits Gelerntes zu festigen – so viel ist klar. Doch können wir während der Schlummerphase auch Neues lernen? Nachts einfach Kopfhörer in die Ohren zu stecken und im wahrsten Sinne des Wortes schlafend eine neue Sprache zu lernen, ist eine verlockende Vorstellung. Noch streiten Wissenschaftler allerdings darüber, ob das wirklich möglich ist. Denn während manche Studien durchaus Hinweise dafür liefern, deuten andere Untersuchungen auf genau das Gegenteil hin. Thomas Andrillon von der École Normale Supérieure in Paris und seine Kollegen haben nun nach einer Erklärung für diese merkwürdigen Diskrepanzen gesucht: Könnte es sein, dass die Lernfähigkeit von der Schlafphase abhängig ist? Schließlich zeichnen sich der als Traumschlaf bekannte REM-Schlaf, der Leicht- und der Tiefschlaf durch jeweils unterschiedliche Gehirnaktivitäten aus.

Um ihre Hypothese zu testen, luden die Hirnforscher zwanzig gesunde Probanden zum Schlafen ein. Während diese schlummerten, spielten die Wissenschaftler ihnen eine Reihe von Tonfolgen vor und zeichneten außerdem deren Gehirnströme auf. Nach dem Aufwachen bekamen die Teilnehmer dann weißes Rauschen vorgespielt, in das sich wiederholende Tonsequenzen eingebettet waren – und zwar genau jene, die die Probanden bereits im Schlaf gehört hatten. Die Aufgabe war nun, diese Tonfolgen aus dem Rauschen herauszuhören und möglichst schnell zu erkennen. Aus früheren Tests ist bekannt, dass Testpersonen dies besser gelingt, wenn sie die entsprechenden Sequenzen zuvor mehrmals gehört und verinnerlicht haben. Doch würde das Vorspielen im Schlaf denselben Effekt haben?

Lernerfolg von Schlafphase abhängig

Tatsächlich zeigte sich: Teilnehmer meisterten die Aufgabe nach der Lerneinheit im Schlaf besser als bei Kontrollversuchen, bei denen ihr Gehirn zuvor nicht mit den versteckten Tonfolgen konfrontiert worden war. Allerdings stellte sich dieser Lerneffekt nur unter bestimmten Bedingungen ein: Es klappte nur dann, wenn den Probanden die zuvor unbekannten Tonsequenzen wiederholt während der Traumschlafphase oder im Leichtschlaf vorgespielt worden waren. Die gleiche Prozedur im Tiefschlaf führte dagegen überraschenderweise zu einem gegenteiligen Ergebnis. In diesem Fall schnitten die Teilnehmer deutlich schlechter ab als „unbeschallte“ Kontrollpersonen.

Für Andrillons Team ist damit klar: Schlaf ist nicht gleich Schlaf. Vielmehr finden während der Schlummerzeit komplexe Prozesse statt, die das Gedächtnis auf vielfältige Weise zu beeinflussen scheinen. „Dabei kann die Bildung neuer Erinnerungen gefördert, aber auch unterdrückt werden – abhängig von der Schlafphase“, fassen die Wissenschaftler zusammen. Welche Mechanismen diesem Phänomen zugrunde liegen, wollen sie in Zukunft genauer erforschen. So sei bisher zum Beispiel noch fraglich, inwiefern die Ergebnisse verallgemeinerbar seien. Das heißt: Ob sie womöglich nur für das Lernen akustischer Geräusche gelten oder auch auf andere Formen des Lernens übertragbar sind.