Die positive Wirkung des Schlafes auf die Gedächtniskonsolidierung beruht auf dem präzisen Zusammenspiel von langsamen Oszillationen und Spindeln. Die Präzision der Kopplung der schlafbezogenen Hirnrhythmen nimmt von der Kindheit bis zum Erwachsenenalter zu und mit zunehmendem Alter wieder ab. Ob diese Rhythmen von einem zugrundeliegenden Schrittmacher orchestriert werden, ist noch nicht geklärt. Obwohl frühere Studien bereits einen Zusammenhang zwischen Atmung und Kognition während der Wachphase gezeigt haben, war unklar, ob die Atmung auch für die Gedächtnisverarbeitung während des Schlafs von Bedeutung ist. Schreiner et al. (2023) untersuchten daher den Zusammenhang zwischen der Atmung, die nachweislich die Hirnrhythmen und die Kognition im Wachzustand beeinflusst, schlafbezogenen Oszillationen und der Gedächtnisreaktivierung beim Menschen, indem sie einen bestehenden Datensatz neu analysierten, in dem die Elektroenzephalographie der Kopfhaut und die Atmung während eines Experiments aufgezeichnet wurden, in dem die Probanden vor einem Nickerchen assoziative Erinnerungen aufzeichneten. In dieser Studie wurden den Versuchspersonen in zwei Sitzungen 120 Bilder gezeigt, die alle mit bestimmten Wörtern assoziiert waren. Danach schliefen die Versuchspersonen etwa zwei Stunden im Schlaflabor und die gelernten Assoziationen wurden anschließend getestet. Während der gesamten Lern- und Schlafphase wurden sowohl die Hirnaktivität mittels Elektroenzephalografie als auch die Atmung aufgezeichnet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Atmung das Auftreten von Schlafoszillationen beeinflusste, wobei langsame Oszillationen, Spindeln und deren Interaktion systematisch zu den Einatmungsspitzen hin zunahmen. Darüber hinaus war die Stärke der Kopplung zwischen Atmung und langsamen Oszillationen bzw. Spindeln mit dem Ausmaß der Gedächtnisreaktivierung während der langsamen Oszillationen bzw. Spindeln verbunden. Diese Ergebnisse zeigen einen klaren Zusammenhang zwischen Atmung und Gedächtniskonsolidierung beim Menschen und unterstreichen die Rolle von Gehirn-Körper-Interaktionen während des Schlafs.
Literatur
Schreiner, Thomas, Petzka, Marit, Staudigl, Tobias & Staresina, Bernhard P. (2023). Respiration modulates sleep oscillations and memory reactivation in humans. Nature Communications, 14, doi:10.1038/s41467-023-43450-5
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