Macht Schlafen schlau?

Wozu ist Schlaf eigentlich gut? Je nachdem, aus welcher Disziplin der Forscher stammt, dem man diese Frage stellt, wird man eine jeweils andere Antwort erhalten. Ein Immunologe wird vermutlich darauf verweisen, dass sich im Schlaf die natürlichen Abwehrkräfte des Körpers erneuern. Für einen Zellbiologen könnten vielleicht die Stoffwechselvorgänge im Vordergrund stehen. Schädliche freie Radikale, die dabei als unerwünschte Nebenprodukte entstehen, werden im Schlaf abgebaut. Für Neurowissenschaftler spielt der Schlaf eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, Gelerntes dauerhaft abzuspeichern oder aus den Erfahrungen des Tages abstrakte Regeln herzuleiten. Allerdings: Eine umfassende Erklärung zum Nutzen des Schlafes gibt es noch nicht, sagt Chiara Cirelli von der University of Wisconsin in Madison:

"Das ist schon fast eine Schande für uns Schlafforscher, dass wir zugeben müssen: Nach über einem Jahrhundert Forschung verstehen wir immer noch nicht eindeutig, wozu Schlaf gut ist. Aber wir wissen sicher, dass er sehr wichtig ist. Denn alle Tierarten, die bisher daraufhin untersucht worden sind, zeigen das Phänomen des Schlafes. Und bei allen von ihnen wird der Schlaf hochgradig gesteuert. Das heißt: Wenn man sie erst vom Schlafen abhält und es ihnen dann irgendwann erlaubt, können sie das Verlorene wieder aufholen. Für uns ein Hinweis darauf, dass der Schlaf wichtig ist."

Die Forscher um Chiara Cirelli konnten zeigen, dass besonders der traumlose Tiefschlaf das Gedächtnis fördert. Zumindest bei bestimmten Lernaufgaben. Nun wollten sie herausfinden, welcher Mechanismus dahinter steckt. Wenn es ums Lernen geht, dann müssen die Synapsen etwas damit zu tun haben, die Kontaktstellen zwischen einzelnen Nervenzellen. Beim Lernen am Tage werden einige dieser Kontakte verstärkt. Das kostet aber Energie und funktioniert nur bis zu einem gewissen Maße. Irgendwann sind die Synapsen sozusagen gesättigt – es geht nichts mehr rein in den Kopf. Nachts im Schlaf wird das zum Teil wieder rückgängig gemacht.

"Der Schlaf ist dazu gut, die Synapsen alle herunterzuregeln, so dass man am nächsten Tag wieder bereit ist, Neues zu lernen. Das Gehirn magert über Nacht sozusagen ein wenig ab. Natürlich müssen alle Synapsen gleichmäßig heruntergeregelt werden, der Unterschied zwischen starken und schwachen Verbindungen muss erhalten bleiben. Denn in dieser Differenz stecken ja die gespeicherten Erinnerungen. Aber im Schlaf arbeiten alle Synapsen auf einem niedrigeren Level, weil das mehr Energie spart."
Der Schlaf wäre nach diesem Modell der Preis, den wir dafür zu zahlen haben, dass unser Gehirn flexibel bleibt, dass es plastisch, formbar bleibt, dass wir immer wieder neue Dinge lernen können. Belege für diese Hypothese haben die Forscher aus Madison an Ratten und Fruchtfliegen gefunden. Bei den Ratten zum Beispiel haben sie sich angesehen, wie sich die Zahl bestimmter molekularer Schalter in den Synapsen verändert. Das Ergebnis unterstützt das theoretische Modell: Am Tag steigt die Zahl der Schalter an, was bedeutet, dass die Gesamtstärke der Synapsen zunimmt. In der Nacht beim Schlafen allerdings werden es wieder weniger. Die Nervenverbindungen werden heruntergefahren. Ähnliches haben auch die Versuche mit den Fliegen ergeben. Und die Ergebnisse sollten sich auch auf Menschen übertragen lassen.

"Alle Anhaltspunkte, die wir haben, weisen darauf hin, dass dieselben Mechanismen und auch dieselben Probleme, die wir bei Tieren mit einem Schlafdefizit beobachten, beim Menschen genauso zutreffen. Was wir bei den Ratten gesehen haben, die Verstärkung der Synapsen am Tag, die Abschwächung beim Schlafen, finden wir auch beim Menschen."

Die Wissenschaftler haben damit dem Bild, das wir uns vom Schlaf machen, ein wichtiges Puzzlestück hinzugefügt. Doch dass damit das Rätsel um den Zweck des Schlafes endgültig gelöst ist, bleibt zu bezweifeln.