"Power Nap" verhindert Burnout; Morgenschlaf perfektioniert eine Fähigkeit

Es gibt immer mehr Anzeichen dafür, dass der Schlaf - selbst ein Nickerchen - die Informationsverarbeitung und das Lernen verbessert. Neue Experimente von NIMH-Stipendiat Alan Hobson, M. D., Robert Stickgold, Ph. D., und Kollegen der Harvard University zeigen, dass ein Mittagsschlummer die Informationen umkehrt Überlastung und dass eine 20-prozentige Verbesserung der motorischen Fähigkeiten über Nacht größtenteils auf ein spätes Schlafstadium zurückzuführen ist, das einige Frühaufsteher befürchten fehlt. Insgesamt deuten ihre Studien darauf hin, dass das Gehirn den Schlaf einer Nacht nutzt, um die Erinnerungen an Gewohnheiten, Handlungen und Fähigkeiten zu festigen, die während des Tages erlernt wurden.

Das Fazit: Wir sollten aufhören, uns schuldig zu fühlen, wenn wir in der Nacht vor unserem Klavierabend ein Nickerchen machen oder uns die Aufmerksamkeit zuziehen.

Das zeigen Sara Mednick, Ph. D., Stickgold und Kollegen, die im Juli 2002 über Nature Neuroscience berichteten "Burnout" - Verärgerung, Frustration und schlechtere Leistung bei einer mentalen Aufgabe - setzt ein, wenn der Tag des Trainings anhält auf. Die Probanden führten eine visuelle Aufgabe durch und berichteten über die horizontale oder vertikale Ausrichtung von drei diagonalen Balken vor dem Hintergrund horizontaler Balken in der unteren linken Ecke eines Computerbildschirms. Ihre Punktzahl bei der Aufgabe verschlechterte sich im Laufe von vier täglichen Übungsstunden. Das Zulassen eines 30-minütigen Schläfchens nach der zweiten Sitzung verhinderte eine weitere Verschlechterung, während ein einstündiges Schläfchen die Leistung in der dritten und vierten Sitzung tatsächlich wieder auf das Morgenniveau anhob.

Anstatt allgemeiner Müdigkeit vermuteten die Forscher, dass der Burnout nur auf die Schaltkreise des visuellen Systems des Gehirns beschränkt war, die an der Aufgabe beteiligt waren. Um dies herauszufinden, nahmen sie einen neuen Satz neuronaler Schaltkreise in Betrieb, indem sie den Ort der Aufgabe für die vierte Übungssitzung in die untere rechte Ecke des Computerbildschirms verlegten. Wie vorhergesagt, hatten die Probanden kein Burnout und traten ungefähr so ​​gut auf wie in der ersten Sitzung - oder nach einem kurzen Nickerchen.

Dies veranlasste die Forscher, vorzuschlagen, dass neuronale Netze im visuellen Kortex durch wiederholte Tests allmählich mit Informationen gesättigt werden, was weitere verhindert Wahrnehmungsverarbeitung. "Sie glauben, dass Burnout der" Mechanismus des Gehirns ist, um Informationen zu bewahren, die verarbeitet, aber von noch nicht im Gedächtnis konsolidiert wurden Schlaf."

Wie könnte ein Nickerchen helfen? Aufzeichnungen der elektrischen Aktivität des Gehirns und des Auges, die während des Nickerchens überwacht wurden, zeigten, dass die längeren 1-Stunden-Nickerchen Es enthielt mehr als viermal so viel Tief- oder Langsamschlaf und schnellen Augenbewegungsschlaf (REM) als die halbe Stunde Nickerchen. Probanden, die das längere Nickerchen machten, verbrachten am Testtag signifikant mehr Zeit in einem langsamen Schlafzustand als an einem "Basistag", an dem sie nicht trainierten. Frühere Studien der Harvard-Gruppe haben eine Konsolidierung und Verbesserung des Arbeitsspeichers über Nacht festgestellt Wahrnehmungsaufgabe, im ersten Viertel der Nacht langsamen Wellenschlaf und im letzten Viertel REM-Schlaf zu geben Quartal. Da ein Nickerchen kaum genug Zeit für die Entwicklung des REM-Schlafeffekts am frühen Morgen lässt, scheint ein langsamer Wellenschlafeffekt das Gegenmittel gegen Burnout zu sein.

Neuronale Netze, die an der Aufgabe beteiligt sind, werden durch "Mechanismen der kortikalen Plastizität" aufgefrischt, die während des Schlafes mit langsamen Wellen wirken, schlagen die Forscher vor. "Langsamer Wellenschlaf dient als erste Verarbeitungsstufe für erfahrungsabhängiges, langfristiges Lernen und als entscheidende Stufe für die Wiederherstellung der Wahrnehmungsleistung."

Das Harvard-Team hat nun seine frühere Entdeckung der Rolle des Schlafes bei der Verbesserung des Lernens der Wahrnehmungsaufgabe auf eine motorische Aufgabe ausgeweitet. Matthew Walker, Ph. D., Hobson, Stickgold und Kollegen berichten im Neuron vom 3. Juli 2002, dass über Nacht ein Anstieg um 20 Prozent zu verzeichnen ist Die Geschwindigkeit bei einer Fingertippaufgabe wird hauptsächlich durch den Schlaf im Stadium 2 mit nicht schnellen Augenbewegungen (NREM) in den zwei Stunden vor dem Antippen verursacht aufwachen.

Vor der Studie war bekannt, dass sich Menschen, die motorische Fähigkeiten erlernen, nach einer Trainingseinheit mindestens einen Tag lang weiter verbessern. Zum Beispiel berichten Musiker, Tänzer und Sportler oft, dass sich ihre Leistung verbessert hat, obwohl sie ein oder zwei Tage nicht trainiert haben. Bisher war jedoch unklar, ob dies auf bestimmte Schlafzustände und nicht nur auf den Lauf der Zeit zurückzuführen war.

In der Studie wurden 62 Rechtshänder gebeten, mit der linken Hand 30 Sekunden lang so schnell und genau wie möglich eine Zahlenfolge (4-1-3-2-4) einzugeben. Jeder Fingertipp wurde als weißer Punkt auf einem Computerbildschirm und nicht als eingegebene Zahl registriert, sodass die Probanden nicht wussten, wie genau sie spielten. Zwölf solcher Versuche, die durch 30-Sekunden-Pausen voneinander getrennt waren, bildeten eine Trainingseinheit, die hinsichtlich Geschwindigkeit und Genauigkeit bewertet wurde.

Unabhängig davon, ob sie morgens oder abends trainierten, verbesserten sich die Probanden um durchschnittlich Fast 60 Prozent durch einfaches Wiederholen der Aufgabe, wobei der größte Teil des Auftriebs innerhalb der ersten paar erfolgt Versuche. Eine Gruppe, die nach dem Training am Morgen getestet wurde und 12 Stunden lang wach blieb, zeigte keine signifikante Verbesserung. Wenn sie nach einer Nachtruhe getestet wurden, stieg ihre Leistung jedoch um fast 19 Prozent. Eine andere Gruppe, die am Abend trainierte, erzielte nach einer Nachtruhe 20,5 Prozent mehr Punkte, nach weiteren 12 Stunden Wachphase jedoch nur geringfügige 2 Prozent. Um die Möglichkeit auszuschließen, dass die motorischen Fähigkeiten während der Wachstunden stören könnten Eine andere Gruppe trug sogar einen Tag lang Fäustlinge, um zu verhindern, dass erfahrene Finger die Aufgabe im Gedächtnis behalten Bewegungen. Ihre Verbesserung war vernachlässigbar - bis sie nach einer vollen Nachtruhe fast 20 Prozent zulegten.

Die Überwachung des Schlaflabors von 12 Probanden, die um 22:00 Uhr trainiert hatten, ergab, dass ihre Leistung verbessert war direkt proportional zu der Menge an Schlaf im Stadium 2 NREM, die sie im vierten Viertel der Nacht bekamen. Obwohl diese Phase insgesamt etwa die Hälfte der Nachtruhe darstellt, waren Walker und seine Kollegen von der entscheidenden Rolle überrascht, die NREM in Phase 2 spielt bei der Verbesserung des Lernens der motorischen Aufgabe, da REM und langsamer Wellenschlaf für die ähnliche Verbesserung des Lernens über Nacht in der Wahrnehmung verantwortlich waren Aufgabe.

Sie spekulieren, dass Schlaf das Erlernen motorischer Fähigkeiten durch starke Ausbrüche von synchronen neuronalen Feuern, die als "Spindeln" bezeichnet werden und für den NREM-Schlaf im Stadium 2 in den frühen Morgenstunden charakteristisch sind, verbessern könnte. Diese Spindeln überwiegen in der Mitte des Gehirns, auffällig in der Nähe von motorischen Regionen, und sind Dachte, neue neuronale Verbindungen zu fördern, indem ein Zufluss von Kalzium in die Zellen der Kortex. Studien haben eine Zunahme der Spindeln nach dem Training an einer Motoraufgabe beobachtet.

Die neuen Erkenntnisse haben Auswirkungen auf das Erlernen von Sport, ein Musikinstrument oder die Entwicklung einer künstlerischen Bewegungssteuerung. "All dieses Erlernen neuer Handlungen erfordert möglicherweise Schlaf, bevor der maximale Nutzen der Praxis zum Ausdruck kommt", stellen die Forscher fest. Da eine volle Nachtruhe eine Grundvoraussetzung für die kritischen letzten zwei Stunden des NREM der Stufe 2 ist Schlaf, "die moderne Erosion der Schlafzeit im Leben könnte das Lernpotential Ihres Gehirns beeinträchtigen", fügte hinzu Gehhilfe.

Die Ergebnisse unterstreichen auch, warum der Schlaf für das Erlernen der Wiederherstellung der Funktion nach Beleidigungen des motorischen Systems des Gehirns wie bei Schüben wichtig sein kann. Sie können auch dazu beitragen, zu erklären, warum Säuglinge so viel schlafen. "Ihre Lernintensität kann den Hunger des Gehirns nach viel Schlaf anregen", schlug Walker vor.

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