Die postnatale Entwicklung der schlafassoziierten episodischen Gedächtnisbildung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Jan Born, seit 3/2020; Dr. Marion Inostroza, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungspsychologie und Pädagogische Psychologie ; Entwicklungsneurobiologie ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 401829341

Schlaf fördert die Konsolidierung episodischer Gedächtnisinhalte im erwachsenen Gehirn. Der Konsolidierungsprozess beruht dabei auf einem im Deltaschlaf (Slow Wave Sleep) stattfindenden präzisen Zusammenspiel oszillatorischer EEG-Aktivität, d.h. insbesondere auf der Phasenkopplung zwischen neokortikal generierten „Slow Oscillations“, thalamischen Spindeln und hippokampal generierten „Sharp Wave-Ripples“. Im Rahmen der Phasenkopplung dieser Rhythmen werden die im Hippokampus reaktivierten Gedächtnisspuren allmählich in extrahippokampale Netzwerke verschoben, die als Langzeitspeicher dienen. Das frühkindliche Gehirn zeigt ein enormes Potential zur Bildung von Gedächtnis, obwohl wesentliche Strukturen, die zur episodischen Gedächtnisbildung beitragen, noch nicht ausgereift sind. Unser Projekt zielt deshalb darauf ab, die Entwicklung der schlafassoziierten episodischen Gedächtnisbildung zu charakterisieren. In parallel an Säuglingen und Rattenjungen stattfindenden Untersuchungen wollen wir (i) bestimmen, in welchem Alter sich - durch Schlaf - konsolidiertes episodisches Gedächtnis mitsamt seinen Komponenten (Ereignis, zeitlicher und räumlicher Kontext) herausbildet. Wir wollen (ii) testen, ob die Entstehung von Ereignis- und Kontext-Komponenten des episodischen Gedächtnisses im Laufe der Entwicklung an die gleichzeitige Entwicklung von EEG-Rhythmen gekoppelt ist, die für das Gedächtnis relevant sind (d.h. von Slow Oscillations, Spindeln, Sharp Wave-Ripples). Wir wollen (iii) untersuchen, ob die parallele Entwicklung des episodischen Gedächtnisses und der relevanten Rhythmen des Deltaschlafs nicht ausschließlich reifungsabhängig voranschreitet, sondern durch Lernerfahrungen gezielt beschleunigt werden kann. Die Gedächtnisleistung von Säuglingen und Rattenjungen wird über die präferentielle Exploration von neuen im Vergleich zu bekannten Stimuli erfasst. Die relevanten Schlafparameter werden bei Säuglingen mithilfe von Oberflächen-EEGs und bei Ratten darüber hinaus durch intrakranielle hippokampale Ableitungen ermittelt. Unsere Studien haben das übergeordnete Ziel, die zentrale Bedeutung des Schlafs für die Entwicklung der Fähigkeit, konsolidiertes episodisches Gedächtnis zu bilden, nachzuweisen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Katharina Zinke, Ph.D., bis 3/2020