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Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass unausgewogene Aktivitäten zwischen zwei Arten von Gehirnwellen während des Tiefschlafs der Grund dafür sein können, dass ältere Menschen sich manchmal nicht an das erinnern, was erst gestern geschehen ist.


Das Gehirn hat nur ein kleines Zeitfenster, um das Gedächtnis zu konsolidieren.

Forscher der Universität von Kalifornien, Berkeley (UC Berkeley) haben entdeckt, dass das Altern die "Kopplung" zwischen langsamen Wellen und "Schlafspindeln" stört.

Diese Kopplung ist wichtig für die Konsolidierung neuer Erinnerungen während des Schlafs mit nicht schneller Augenbewegung (non-REM).

"Das Misiming", erklärt der leitende Studienautor Matthew Walker, Professor für Neurowissenschaften und Psychologie, "verhindert, dass ältere Menschen in der Lage sind, den Speicherknopf für neue Erinnerungen zu drücken, was dazu führt, dass man sich über Nacht vergisst und nicht erinnert."

Ein Bericht über die Forschung, der kürzlich in der Zeitschrift Neuron veröffentlicht wurde, zeigt auch, dass dieses altersbedingte Defizit wahrscheinlich auf eine Verschlechterung in einem Teil des Gehirns zurückzuführen ist, der uns hilft, einen guten Schlaf zu genießen.

Die Bedeutung des Schlafes

Wir verbringen ungefähr ein Drittel unseres Lebens schlafend. Und während wir schlummern, schafft und erhält unser Gehirn die Schaltkreise, die es uns ermöglichen, neue Erinnerungen zu sammeln, zu lernen, uns zu konzentrieren und auf die Welt um uns herum zu reagieren.

Es gibt zwei grundlegende Arten von Schlaf: Schlaf mit schneller Augenbewegung (REM) und Nicht-REM-Schlaf, von denen jede ein spezifisches Muster der Gehirnwellen- und Gehirnzellenaktivität aufweist.

Non-REM-Schlaf hat drei Phasen: Phase 1 ist eine kurze Periode, in der Wachheit in den Schlaf übergeht; Stadium 2 ist, wenn sich der leichte Schlaf in einen tieferen Schlaf bewegt; und Stufe 3 ist der tiefe Schlaf, der uns erfrischt.

In der Regel durchlaufen wir alle Phasen des Nicht-REM- und REM-Schlafs mehrmals während des Schlafs. Untersuchungen haben gezeigt, dass sowohl der Nicht-REM- als auch der REM-Schlaf für die Gedächtniskonsolidierung wichtig sind und dass wir weniger Zeit im REM-Schlaf verbringen, wenn wir älter werden.

Das Team war an der Interaktion zwischen zwei Arten von Gehirnwellen interessiert, die während des Nicht-REM-Schlafs auftreten: langsame Gehirnwellen und kurze Ausbrüche von elektrischer Aktivität, die "Spindeln" genannt werden, die ihren Namen von dem Muster haben, das sie beim Elektroenzephalogramm (EEG) machen. Auslesungen.

Frühere Studien haben gezeigt, dass die "gekoppelte Interaktion" zwischen langsamen Wellen und Spindeln während des Nicht-REM-Schlafes wichtig ist, um neue Erinnerungen zu konsolidieren, aber es gibt "wenig Beweise in Menschen", um dies zu unterstützen, bemerken die Autoren.

Langsame Wellen und Spindeln müssen synchron sein

Für ihre Studie rekrutierten die Forscher "kognitiv normale" jüngere und ältere Erwachsene und baten sie, eine Gedächtnisaufgabe abzuschließen. Sie verglichen dann ihre Fähigkeit, sich nach einer Nacht zu erinnern. Während die Teilnehmer schliefen, zeichneten EEG-Maschinen ihre Gehirnaktivität auf.

Die jüngeren Probanden waren in ihren 20ern und die meisten der älteren waren in ihren 70ern. Beide Gruppen wurden gebeten, Wortpaare auswendig zu lernen und ihre Erinnerungen nach einer Nacht zu vervollständigen. Wie bei den Wiederholungstests scannten die Forscher ihre Gehirne mittels funktioneller und struktureller MRT.

Verglichen mit den Nacht-EEG-Ablesungen der jüngeren Erwachsenen zeigten die älteren Erwachsenen eine konsistente und frühe Spitze der Spindelaktivität, die nicht gut mit den langsamen Gehirnwellen koordiniert war.

Prof. Walker - der auch Direktor des Zentrums für menschliche Schlafforschung an der UC Berkeley ist - vergleicht den Prozess mit Tennisspielern, die ihre Bewegungen so koordinieren, wie sie es tun. Zuerst werfen sie den Ball (die langsame Welle), und dann müssen sie genau zur richtigen Zeit (der Spindel) treffen.

Es gibt nur ein sehr enges Zeitfenster, in dem man den Ball trifft, um ein Ass zu sichern. Und bei der Gedächtniskonsolidierung sagen die Wissenschaftler, dass das Zeitfenster des Gehirns etwa eine Zehntelsekunde beträgt.

Wenn das Gehirn dieses Fenster der Gelegenheit verpasst, vermisst es die Chance, die im Kurzzeitgedächtnis gespeicherten Informationen in das Langzeitgedächtnis zu bringen. Dies passiert häufiger in älteren Gehirnen.

"Wenn das Gehirn altert", erklärt Prof. Walker, "kann es diese beiden Gehirnwellen des Tiefschlafs nicht genau koordinieren. Wie ein Tennisspieler, der nicht am Spiel teilnimmt, wischen und vermissen sie."

Frontallappenatrophie ist die wahrscheinliche Ursache

Ein Vergleich der MRT-Gehirn-Scans zeigte auch, dass die älteren Erwachsenen eine stärkere Verschlechterung der grauen Substanz im medialen frontalen Kortex aufwiesen, verglichen mit den jüngeren Erwachsenen.

Die Forscher vermuten, dass eine solche "Atrophie" in diesem Teil des Frontallappens des Gehirns die wahrscheinliche Ursache für die Entkopplung von Spindeln und langsamen Gehirnwellen ist.

"Je schlechter die Atrophie in dieser Hirnregion älterer Erwachsener ist", erklärt Prof. Walker, "je unkoordinierter und schlechter zeitlich abgestimmt sind ihre Tiefschlafhirnwellen."

Er stellt jedoch auch fest, dass der "Silberstreifen" darin besteht, dass dieses Ergebnis den Schlaf als mögliches Ziel für die Behandlung von Gedächtnisproblemen bei älteren Menschen anzeigt.

Er und sein Team planen bereits weitere Experimente. Sie möchten herausfinden, ob die langsamen Wellen durch elektrisches Stimulieren des Frontalhirns des Gehirns wieder mit den Spindeln synchronisiert werden können.

"Durch die elektrische Verstärkung dieser nächtlichen Gehirnwellen hoffen wir, bei älteren Menschen und Demenzkranken ein gewisses Maß an gesundem Tiefschlaf wiederherzustellen und dabei Aspekte ihres Lernens und Gedächtnisses zu retten."

Prof. Matthew Walker

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