Du liegst zwar da, aber dein Gehirn lernt immer noch mit 20-facher Geschwindigkeit

Die Lebenserfahrung zeigt, dass es wichtig ist, Arbeit und Freizeit miteinander zu verbinden. Durch angemessene Entspannung können sich Menschen besser dem Studium und der Arbeit widmen.

Eine kürzlich veröffentlichte Studie hat außerdem ergeben, dass die Gehirnaktivität in einem ruhenden Wachzustand die gerade erlernte Handlungssequenz mit 20-facher Geschwindigkeit „wiedergeben“ kann, ein Prozess, der für die Festigung des Gedächtnisses sehr wichtig sein kann. Die Studie wurde am 8. Juni in Cell Reports veröffentlicht.

„Unsere Studie ist die erste, die zeigt, dass Menschen im Wachzustand neu erlernte Fähigkeiten neuronal abspielen. Sie ist auch die erste, die zeigt, dass neuronale Wiedergabeaktivität im Wachzustand eine schnelle Konsolidierung von Erinnerungen vorhersagt, was für frühes Lernen entscheidend ist“, sagte der leitende Autor Leonardo G. Cohen. Cohen arbeitet am National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), einer Abteilung der National Institutes of Health.

Was macht Ihr Gehirn, wenn Sie ruhen?

Beim Erlernen einer neuen Fähigkeit verbessern sich die Gedächtniskonsolidierung und die Leistung, wenn während der Übungszeit häufig Ruhepausen eingelegt werden.

Dieses Phänomen wird als Spacing-Effekt bezeichnet und wurde bei einer Vielzahl von Aufgaben nachgewiesen.

Die Gedächtniskonsolidierung im Wachzustand erfolgt über einen Zeitraum von Sekunden bis Minuten und ist etwa viermal größer als die Gedächtniskonsolidierung nach dem Schlafen, die im Mittelpunkt klassischer Studien stand.

Doch bislang war unklar, wie das Gehirn im Ruhezustand (also im wachen, entspannten Zustand) einzelne Bewegungsdarstellungen zu einer einheitlichen Fähigkeit mit einem klaren zeitlichen Bewegungsablauf zusammenfügt.

Ein möglicher Mechanismus ist die neuronale Wiederholung, bei der Muster neuronaler Aktivität, die Verhaltenssequenzen darstellen, während der Ruhezeit reaktiviert und zeitlich komprimiert werden, als ob der neuronalen Aktivität ein „Schnellvorlauf“ hinzugefügt würde.

„Die neuronale Wiedergabe im Ruhezustand könnte die Festigung von Fähigkeiten im Wachzustand erleichtern, indem vorherige Übungen offline wiedergegeben werden, ein Aspekt, der bisher weder bei Menschen noch bei Tiermodellen untersucht wurde“, sagte der Hauptautor Ethan R. Buch vom NINDS.

Die Wahrheit über Arbeit und Ruhe

Um diese Idee zu testen, verwendeten die Forscher eine Gehirnbildgebungstechnik namens Magnetoenzephalographie (MEG).

30 Probanden gaben wiederholt „41324“ so schnell und genau wie möglich auf der Tastatur ein. Jedes Experiment dauerte 10 Sekunden und wurde 36 Mal wiederholt. Zwischen zwei Experimenten gab es eine Pause von 10 Sekunden. Die MEG-Daten zeigten, dass in ihren Gehirnen während des Ruhezustands eine neuronale Wiederholung der Tastendrucksequenz stattfand.

Die neuronale Wiedergabe dauert nur 50 Millisekunden und ist damit 20-mal schneller als die tatsächliche Bewegung.

Während der Ruhephasen zwischen den Übungen kommt es etwa dreimal häufiger zur neuronalen Wiederholung als während der Ruhephasen vor oder nach dem Training.

Darüber hinaus kam es während der Ruhephase zwischen den letzten 11 Versuchen häufiger zu neuronaler Wiederholung als während der ersten 11 Versuche, und die Probanden lernten zu dieser Zeit schneller. Darüber hinaus war eine häufigere Wiederholung von Ereignissen während der Übungspausen mit einer stärkeren Festigung der Fähigkeiten verbunden.

Zu den an der neuronalen Wiedergabe beteiligten Gehirnnetzwerken gehören der Hippocampus, sensorische und motorische Bereiche sowie entorhinale Bereiche.

„Die starke Beteiligung des Hippocampus und des Temporallappens am prozeduralen motorischen Gedächtnis war überraschend, da man allgemein davon ausgeht, dass diese Art von Gedächtnisaktivität keine Beteiligung des Hippocampus erfordert“, sagte Buch. „Zusammengefasst deuten unsere Daten darauf hin, dass häufige, schnelle neuronale Wiederholungen im Ruhezustand die hippocampalen und neokortikalen Assoziationen stärken, die während vorheriger Übungen aktiviert wurden. Dieser Prozess ist mit einer verbesserten nachfolgenden Leistung und der Festigung von Fähigkeiten im Wachzustand verbunden.“

In Zukunft wollen die Forscher mithilfe nichtinvasiver Hirnstimulation testen, ob die Wiederholung im Wachzustand eine kausale Rolle beim frühen Erlernen von Fähigkeiten spielt und ob eine schnelle Konsolidierung auch andere Arten von Erinnerungen stärken kann. „

„Letztendlich könnte das Verständnis der für das Erlernen von Fähigkeiten wichtigen Merkmale des luziden Wiedergebens dazu beitragen, Behandlungsmöglichkeiten zu optimieren oder bessere Strategien zur Gehirnstimulation zu entwickeln, um die Rehabilitationsergebnisse nach Hirnverletzungen wie einem Schlaganfall zu verbessern“, sagte Cohen.

Quelle: Offizieller WeChat-Account von Science Popularization China

Zusammengestellt von: Qi Yiyin

Quellen:

https://eurekalert.org/pub_releases/2021-06/cp-hbr060321.php

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