Woran denkt der ruhende Geist?

Woran denkt das schlafende Gehirn?

Wir ruhen im Allgemeinen ein Drittel unserer Zeit aus. Aber was macht der Verstand während dieser langen Stunden? Forscher der Universität Genf (UNIGE) in der Schweiz konnten mithilfe einer Expertensystemtechnik, die bei der Übersetzung von Gedankenaufgaben während der Ruhezeit effizient ist, sehen, was wir im Schlaf denken. Durch die Integration nützlicher magnetischer Schwingungsbildgebung (fMRI) sowie Elektroenzephalographie (EEG) liefert die Genfer Gruppe einen unübertroffenen Beweis dafür, dass die Aufgabe, die Hunderte von Details, die im Laufe des Tages verfeinert werden, herauszufinden, während der tiefen Ruhe stattfindet. Tatsächlich kann der Geist, der keine äußeren Reize mehr erhält, jede dieser Erinnerungen überprüfen, um nur eine der nützlichsten zu behalten. Dazu entwickelt es einen inneren Dialog zwischen seinen verschiedenen Bereichen. Darüber hinaus drängt die Verbindung eines Nutzens mit einem bestimmten Detail den Geist dazu, sich langfristig daran zu erinnern. Diese Ergebnisse sind in der Zeitschrift zu finden Nature Communications, öffnen zum ersten Mal ein Heimatfenster für den menschlichen Geist in Ruhe.

In Ermangelung von Geräten, die bei der Gleichsetzung von Gedankenaufgaben effizient sind, bleibt der Webinhalt unserer ruhenden Ideen schwer zu erreichen. Wir erkennen jedoch an, dass Ruhe bei der Festigung des Gedächtnisses sowie bei der psychologischen Überwachung eine wichtige Rolle spielt: Wenn wir uns ausruhen, reaktiviert unser Geist die im Laufe des Tages entwickelten Gedächtnisspuren und hilft uns, unsere Gefühle zu kontrollieren. „Um herauszufinden, welche Gehirnregionen im Schlaf aktiviert werden und um zu entschlüsseln, wie diese Regionen unser Gedächtnis festigen können, haben wir einen Decoder entwickelt, der die Aktivität des Gehirns im Tiefschlaf entschlüsseln kann und was ihr entspricht“, beschreibt Virginie Sterpenich , eine Wissenschaftlerin, die von Professor Sophie Schwartz in der Abteilung für grundlegende Neurowissenschaften der medizinischen Fakultät der UNIGE beschäftigt ist, sowie der primäre Privatforscher dieser Forschung. „Insbesondere wollten wir sehen, inwieweit positive Emotionen dabei eine Rolle spielen.“

Während der tiefen Ruhezeit gibt der Hippocampus – ein Gerüst des Schläfenflechtwerks, das momentane Spuren aktueller Ereignisse speichert – an den Kortex die Details zurück, die er tatsächlich den ganzen Tag über gespeichert hat. Es wird ein Dialog entwickelt, der es ermöglicht, das Gedächtnis durch Wiederholung der Tagesereignisse zu festigen und damit die Netzverbindung zwischen den Nervenzellen zu stärken.

Kombination von MRT, Elektroenzephalographie sowie Expertensystem

Um ihr Experiment durchzuführen, setzten die Forscher die Freiwilligen in der sehr frühen Nacht in ein MRT und ließen sie zwei Computerspiele spielen – ein Videospiel zur Gesichtserkennung, das mit „Guess Who?“ vergleichbar ist. sowie ein 2D-Labyrinth, in dem sich die Abfahrt befinden soll. Diese Videospiele wurden aufgrund der Tatsache ausgewählt, dass sie extrem unterschiedliche Gehirnbereiche ansprechen und aus diesem Grund in den MRT-Bildern viel leichter zu erkennen sind. Als Ergänzung wurden die Videospiele ohne das Verständnis der Freiwilligen eingerichtet, um sicherzustellen, dass nur eines der beiden Videospiele gewonnen werden konnte (fünfzig Prozent der Freiwilligen gewannen beide, fünfzig Prozent gewannen das zweite), um sicherzustellen, dass der Verstand die beiden Spiele sicher verbindet link Videospiel mit einem positiven Gefühl gewonnen.

Die Freiwilligen verschlafen danach das MRT für 1 oder 2 Stunden – die Größe eines Ruhezyklus – und ihre Denkaufgabe wurde noch einmal auf Video aufgezeichnet. „Wir kombinierten EEG, das den Schlafzustand misst, und funktionelles MRT, das alle zwei Sekunden ein Bild der Gehirnaktivität aufnimmt, und verwendeten dann einen ‚neuronalen Decoder‘, um zu bestimmen, ob die während der Spielzeit beobachtete Gehirnaktivität im Schlaf spontan wieder auftauchte.“ Sophie Schwartz beschreibt.

Auch im Schlaf sucht der Geist nach Anreizen

Durch die Gegenüberstellung von MRT-Scans sowohl der Wach- als auch der Ruhephase beobachteten die Forscher, dass die Muster der Geistesaktivierung während der tiefen Ruhephase mit denen während der PC-Spielphase auf Video aufgezeichneten extrem vergleichbar waren. „Und ganz klar, das Gehirn erlebte das gewonnene Spiel und nicht das verlorene Spiel noch einmal, indem es die Regionen reaktivierte, die während des Wachzustands verwendet wurden. Sobald Sie schlafen gehen, ändert sich die Gehirnaktivität. Nach und nach begannen unsere Volontäre wieder an beide Spiele zu ‚denken' und dann fast ausschließlich an das gewonnene Spiel, als sie in den Tiefschlaf fielen“, so Virginie Sterpenich.

Zwei Tage später führten die Freiwilligen eine Gedächtnisuntersuchung durch: Einerseits alle Gesichter im Videospiel erkennen, andererseits den Anfangsfaktor des Labyrinths entdecken. Auch hier wurden die mit dem Videospiel verbundenen Geistesbereiche während der Ruhezeit noch mehr ausgelöst, viel besser war die Gedächtnisleistung. Somit ist das zum Ausgleich verbundene Gedächtnis größer, wenn es während der Ruhezeit automatisch reaktiviert wird. Mit diesem Job eröffnet die Genfer Gruppe einen brandneuen Blickwinkel in der Erforschung des ruhenden Geistes sowie der erstaunlichen Arbeit, die sie jeden Abend leistet.