Die Vorstellung, dass im Schlaf unser Geist von der Außenwelt abgeschnitten ist, ist uralt und in unserer heutigen Sicht des Schlafes immer noch tief verankert, trotz einiger alltäglicher Erfahrungen und neuer wissenschaftlicher Entdeckungen, die beweisen könnten, dass unser Gehirn nicht komplett wechselt weg von unserer Umwelt.

Im Gegenteil, unser Gehirn kann das Tor etwas offen halten. Wir wachen zum Beispiel leichter auf, wenn wir unseren eigenen Namen oder ein besonders hervorstechendes Geräusch wie einen Wecker oder einen Feueralarm hören, verglichen mit ebenso lauten, aber weniger relevanten Geräuschen.

Setzen des Gehirns auf automatischen Pilot

In der Forschung veröffentlicht in Aktuelle Biologie Wir haben einen Schritt weiter gegangen, um zu zeigen, dass komplexe Reize nicht nur während des Schlafes verarbeitet werden können, sondern dass diese Information auch für Entscheidungen verwendet werden kann, ähnlich wie wenn wir wach sind.

Unser Ansatz war einfach: Wir bauten schnell Wissen über das Gehirn auf automatisiert komplexe Aufgaben. Um beispielsweise ein Auto zu fahren, müssen viele Informationen gleichzeitig integriert werden, um schnelle Entscheidungen zu treffen und diese durch komplexe Motorsequenzen umzusetzen. Und Sie können den ganzen Weg nach Hause fahren, ohne sich an irgendetwas zu erinnern, wie wir es tun, wenn wir sagen, dass wir Autopilot sind.

Wenn wir schlafen, sind die Gehirnregionen wichtig, um auf Anweisungen zu achten oder sie umzusetzen sind deaktiviertnatürlich, was es unmöglich macht, mit der Ausführung einer Aufgabe zu beginnen. Wir wollten aber sehen, ob sich nach dem Einschlafen noch irgendwelche Prozesse im Gehirn fortsetzten, wenn die Probanden vorher eine automatisierte Aufgabe erhielten.

Zu diesem Zweck führten wir Experimente durch, bei denen die Teilnehmer gesprochene Wörter kategorisieren, die in zwei Kategorien unterteilt waren: Wörter, die sich auf Tiere oder Objekte bezogen, zum Beispiel "Katze" oder "Hut" in einem ersten Experiment; dann echte Wörter wie "Hammer" gegen Pseudowörter (Wörter, die ausgesprochen werden können, aber nirgends im Wörterbuch gefunden werden), wie "fabu" in einem zweiten.

Die Teilnehmer wurden gebeten, die Kategorie des Wortes, das sie hörten, durch Drücken einer linken oder rechten Taste anzugeben. Sobald die Aufgabe automatischer wurde, baten wir sie, weiterhin auf die Wörter zu reagieren, aber sie durften auch einschlafen. Da sie in einem dunklen Raum lagen, schliefen die meisten von ihnen ein, während Worte gespielt wurden.

Gleichzeitig haben wir ihren Wachheitszustand dank EEG-Elektroden am Kopf überwacht. Sobald sie eingeschlafen waren, und ohne den Fluss der Worte, die sie hörten, zu stören, gaben wir unseren Teilnehmern neue Gegenstände aus den gleichen Kategorien. Die Idee hier war, sie zu zwingen, die Bedeutung des Wortes zu extrahieren (im ersten Experiment) oder zu überprüfen, ob ein Wort Teil des Lexikons war (im zweiten Experiment), um antworten zu können.

Natürlich schliefen die Teilnehmer im Schlaf die Knöpfe. Um zu überprüfen, ob ihre Gehirne immer noch auf die Wörter ansprachen, untersuchten wir die Aktivität in den motorischen Bereichen des Gehirns. Die Planung, einen Knopf auf der linken Seite zu drücken, betrifft die rechte Hemisphäre und umgekehrt. Wenn man sich die Lateralisierung der Hirnaktivität in motorischen Bereichen anschaut, kann man sehen, ob jemand eine Reaktion vorbereitet und auf welche Seite. Indem wir diese Methode auf unsere Schläfer angewandt haben, konnten wir zeigen, dass sich ihr Gehirn auch während des Schlafs routinemäßig auf die rechte und die linke Reaktion entsprechend der Bedeutung der Worte, die sie hörten, vorbereitet.

Noch interessanter war, dass die Teilnehmer am Ende des Experiments und nachdem sie aufgewacht waren, keine Erinnerung mehr an die Worte hatten, die sie im Schlaf hörten, obwohl sie sich an die Worte erinnerten, die sie im Wachzustand hörten. Sie haben also nicht nur komplexe Informationen verarbeitet, während sie komplett eingeschlafen sind, sondern sie haben es auch unbewusst getan. Unsere Arbeit wirft ein neues Licht auf die Fähigkeit des Gehirns, Informationen im Schlaf, aber auch im Unbewussten zu verarbeiten.

Vorbereitung auf Aktionen während wir schlafen

Diese Studie ist nur der Anfang. Wichtige Fragen müssen noch beantwortet werden. Wenn wir uns auf Handlungen im Schlaf vorbereiten können, warum tun wir sie dann nicht? Welche Art von Verarbeitung kann oder kann nicht durch das schlafende Gehirn erreicht werden? Können Sätze oder Sätze von Sätzen verarbeitet werden? Was passiert, wenn wir träumen? Würden diese Geräusche in die Traumlandschaft integriert?

Aber am wichtigsten ist, dass unsere Arbeit diese uralte Phantasie des Lernens während unseres Schlafes wieder aufleben lässt. Es ist bekannt, dass Schlaf wichtig ist konsolidieren zuvor erlernter Informationen oder dass eine grundlegende Form des Lernens wie Konditionierung stattfinden kann während wir schlafen. Aber können komplexere Formen des Lernens stattfinden und was wären die Kosten dafür, welche Opfer das Gehirn dafür bringen würde?

Schlaf ist wichtig für das Gehirn und insgesamt Schlafentzug führt zum Tod nach etwa zwei bis vier Wochen. Es sollte in der Tat berücksichtigt werden, dass Schlaf ein entscheidendes Phänomen und für alle Tiere universell ist. Wir haben hier bewiesen, dass Schlaf kein Alles-oder-Nichts-Zustand ist, nicht dass unser Gehirn dazu gezwungen wäre, langfristig zu lernen und Dinge in der Nacht zu tun.

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.
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Über die Autoren

Thomas Andrillon ist Doktorand an der Ecole Normale Supérieure de Paris. Er forscht am Laboratoire de Sciences Cognitive et Psycholinguistique (Institut für Kognitionswissenschaften, École Normale Supérieure (ENS), Paris, Frankreich) unter der Leitung von Sid Kouider (PhD) und am Zentrum für Schlaf und Bewusstsein (Universität von Wisconsin in Madison, WI, USA) unter der Leitung von Giulio Tononi (MD, PhD). Sein Promotionsprojekt zielt darauf ab zu verstehen, wie und wie tief das Gehirn Informationen während des natürlichen Schlafs verarbeiten kann. Er interessiert sich auch für die Fähigkeit des Gehirns, neue Informationen zu lernen, die während eines unbewussten oder unterbrochenen Zustands wie Schlaf verarbeitet werden. Um diese Fragen zu beantworten, untersucht er Menschen und Tiere anhand von verhaltens- und elektrophysiologischen Aufzeichnungen (EEG, intrakranielle Aufzeichnungen).

Sid Kouider ist Senior Scientist (CNRS) an der Ecole Normale Supérieure de Paris. Er ist ein kognitiver Neurowissenschaftler, der an den neurobiologischen und psychologischen Grundlagen des Bewusstseins arbeitet. Er interessiert sich hauptsächlich dafür, wie sich bewusste und unbewusste Prozesse sowohl auf der psychologischen als auch auf der neuronalen Ebene unterscheiden. Er untersucht mit verschiedenen Methoden des Verhaltens und des Gehirns (zB fMRI und EEG / MEG), wie Menschen unbewusst Dinge verarbeiten (zB in Situationen unterbewusster Wahrnehmung) und diese mit Situationen bewusster Verarbeitung vergleichen. Er hat diese Forschungslinie erweitert, um die neuronalen Korrelate des Bewusstseins in vorsprachlichen Babys zu untersuchen.

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