Schlafen um abzurufen: Die Rolle des Schlafs beim Gedächtnisabruf und zugrundeliegende neuronale Korrelate

• Antragsteller: Dr. Nicolas Lutz
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften ; Allgemeine, Kognitive und Mathematische Psychologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 572500983

Während bekannt ist, dass Schlaf die Enkodierung und insbesondere die Konsolidierung von Gedächtnisinhalten fördert, ist die Rolle des Schlafs beim Gedächtnisabruf unklar. Der Abruf ist ein wesentlicher Aspekt des Gedächtnisses, der in der „Schlaf und Gedächtnis“-Literatur bisher größtenteils als Maß für den Erfolg des Enkodierens und/oder der Konsolidierung angesehen wurde. Der Zugang zu gespeicherten Informationen stellt jedoch einen kritischen eigenständigen Faktor in dem Prozess dar, der zur erbrachten Gedächtnisleistung führt. Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist es, diese bisher weitgehend vernachlässigte Funktion des Schlafs und die zugrundeliegenden neuronalen Korrelate aufzudecken. Basierend auf der Synaptic Homeostasis Hypothesis (SHY) schlage ich ein neues theoretisches Konzept vor, in dem Schlaf und Wachsein auch nach der kritischen Konsolidierungsphase die Stärke synaptischer Verbindungen durch Prozesse der synaptischen „Down-Selektion“ bzw. synaptischen Potenzierung verändern. Während des Tiefschlafs werden schwache Synapsen (die zu einem verstärkten „Rauschen“ während der vorherigen Wachperiode beitragen) selektiv reduziert, wodurch das Signal-Rausch-Verhältnis erhöht und der Zugang zu gespeicherten Informationen erleichtert wird. Basierend auf diesem Konzept und eigenen präliminären Daten erwarte ich, dass Schlaf (insbesondere Tiefschlaf) den Gedächtnisabruf sowohl im deklarativen als auch im prozeduralen Gedächtnissystem fördert. Um diese Hypothese zu testen, wird der Schlaf der teilnehmenden Versuchspersonen durch das Einführen einer zusätzlichen Schlafperiode (Nachmittagsschlaf) vs. natürlicher Wachheit am Nachmittag experimentell manipuliert. Dies erfolgt unmittelbar vor dem Gedächtnisabruf, jedoch zeitlich getrennt von der ursprünglichen Enkodierung und der kritischen Konsolidierungsphase. Hierbei sollen Verhaltenseffekte sowie elektrophysiologische Korrelate des schlafabhängigen Gedächtnisabrufs im deklarativen und prozeduralen Gedächtnis untersucht werden, wobei Polysomnographie während und Wach-Elektroenzephalographie nach der Schlaf-/Wachmanipulation verwendet werden. In weiteren Experimenten soll zusätzlich mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) untersucht werden, ob verschiedene am Gedächtnisabruf beteiligte Gehirnstrukturen durch Schlaf vs. Wachheit unterschiedlich beeinflusst werden. Durch die Untersuchung der bisher weitgehend vernachlässigten Rolle des Schlafs beim Gedächtnisabruf wird das vorliegende Projekt einen wichtigen Beitrag zum ganzheitlichen Verständnis der Gedächtnisfunktion des Schlafs leisten und eine vielversprechende Richtung für zukünftige grundlagenwissenschaftliche und translationale Forschung aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen