Neurologie

Memory Replay während des Schlafes mit dem Alter verbunden - oder ist es?

US-Wissenschaftler, die Schlafprozesse bei Ratten untersuchten, stellten fest, dass das Altern dazu neigt, die Fähigkeit des Gehirns zu beeinträchtigen, Erinnerungen während des Schlafs "wiederzugeben", ein Konsolidierungsprozess, der wichtig ist, um Erinnerungen in langfristige Erinnerungen umzuwandeln. Eine beeinträchtigte Gedächtniswiederholung wurde jedoch nicht bei allen älteren Ratten gefunden, die in der Studie getestet wurden.
Die Studie wurde in der 30. Juli Ausgabe des Journal of Neuroscience veröffentlicht und ist die Arbeit von Dr. Carol Barnes und Kollegen an der Universität von Arizona in Tucson.
Während des "slow wave" -Schlafs spielt der Hippocampus, von dem man annimmt, dass er eine Schlüsselrolle beim Lernen, Gedächtnis und räumlicher Wahrnehmung spielt, wiederholt die Gehirnaktivität ("pyramidale Zellaktivität") von den jüngsten Wacherfahrungen ab. Dies geschieht auch während der Wachphase, wenn das Gehirn keine neuen Eingaben verarbeitet, so die Autoren.
Menschen und andere Säugetiere haben zwei Hippocampus-Regionen, die sich im medialen Temporallappen im Vorderhirn befinden, einer links und einer rechts.
Es wird angenommen, dass die Wiedergabe der Gehirnaktivität wichtig ist, um das jüngste Gedächtnis in das Langzeitgedächtnis zu konsolidieren. Barnes und Kollegen verglichen die Wiederholungsaktivität während des Schlafes zwischen alten und jungen Ratten und fanden heraus, dass es bei den jungen Ratten länger dauerte. Die Ratten, die während des Schlafes die geringste Wiederholungsaktivität zeigten, zeigten in Tests des räumlichen Gedächtnisses ebenfalls weniger gute Ergebnisse.
Für die Studie verwendeten Barnes und ihr Team 11 junge und 11 alte Ratten und zeichneten ihre Aktivitäten im Hippocampus auf, als sie durch mehrere Labyrinthe navigierten, um Nahrungsmittel zu finden. Dann, als die Ratten schliefen, zeichneten die Forscher die Hippocampusaktivität der Ratten wieder auf.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Sequenz der neuralen Aktivität der jungen Ratten, während sie in den Labyrinthen nach Nahrung suchten, während sie schliefen, wiederholt wurde. Aber bei den meisten alten Ratten stimmte die Sequenz der neuralen Aktivität, die während des Schlafes aufgezeichnet wurde, nicht mit der Sequenz überein, die aufgezeichnet wurde, als sie sich im Irrgarten befanden.
In einem zweiten Experiment testeten Barnes und Kollegen alle 22 Ratten erneut anhand räumlicher Lern- und Gedächtnisaufgaben und stellten fest, dass die jungen Ratten sich wie früher schneller und genauer an die Lösung der räumlichen Aufgaben erinnerten als die alten Ratten. Sie fanden jedoch auch in der Gruppe der alten Ratten, dass diejenigen, die die beste Schlafreplikation zeigten, auch die Top-Performer im Gedächtnis- und räumlichen Lerntest in dieser Gruppe waren.
Mit anderen Worten, unabhängig vom Alter zeigten die Ratten, deren Schlafreplikation die wachen neuralen Sequenzen, die im Irrgarten aufgezeichnet wurden, am zuverlässigsten reproduziert, eine bessere Leistung bei den räumlichen Lern- und Gedächtnistests.
Die Forscher folgerten, dass:
"Der neuartige Befund, dass eine schwache Wiederholung von zeitlichen Mustern Konsequenzen für das Verhalten hat, bestärkt die Idee, dass Reaktivierungsprozesse integraler Bestandteil der Gedächtniskonsolidierung sind."
Barnes sagte:
"Dies ist die erste Studie, die nahe legt, dass die Fähigkeit eines Tieres, eine räumliche Gedächtnisaufgabe auszuführen, mit der Fähigkeit des Gehirns zusammenhängt, während des Schlafes eine Gedächtniskonsolidierung durchzuführen."
Dr. Michael Hasselmo, ein Experte für Gehirnverhalten und Kognition an der Boston University, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte:
"Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein Teil der Gedächtnisschwäche, die während des Alterns auftritt, eine Reduzierung des automatischen Prozesses der Erfahrungswiederholung beinhalten könnte."
Hasselmo erklärte, dass diese Ergebnisse könnten:
"Anregung der Entwicklung und des Testens von pharmakologischen Wirkstoffen zur Verbesserung der Gedächtniswiedergabephänomene."
Andere Experten waren jedoch nicht so hastig, diese Schlussfolgerung zu ziehen.
Dr. John Groeger vom Schlafforschungszentrum der Universität von Surrey, Großbritannien, sagte der BBC, dass wir nicht genug über die Rolle des Hippocampus bei der Gedächtnisverarbeitung wissen:
"Es wäre extrem schwierig, diese Theorie beim Menschen zu testen, denn es gibt große Unterschiede im Schlafverhalten älterer und jüngerer Menschen", sagte er.
Groeger sagte, dass ältere Menschen dazu neigten, jede Nacht zwischen 1, 5 und 2 Stunden weniger zu schlafen als jüngere Menschen, und sie hatten auch eine andere "Schlafarchitektur", was darauf hindeutet, dass es bei älteren Menschen andere Gründe dafür geben könnte.
Er sagte, er würde erwarten, dass Hippocampus-Aktivität bei älteren Menschen wegen natürlicher Hirnschrumpfung anders sein würde.
"Sequenzreaktivierung im Hippocampus ist bei älteren Ratten gestört."
Jason L. Gerrard, Sara N. Burke, Bruce L. McNaughton und Carol A. Barnes.
The Journal of Neuroscience, 30. Juli 2008, 28 (31): 7883-7890
doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1265-08.2008
Klicken Sie hier für eine Zusammenfassung.
Quellen: Journal Zusammenfassung und Pressemitteilung, BBC.
Geschrieben von: Catharine Paddock, PhD

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