Tiefer Schlaf ist entscheidend für die Gedächtniskonsolidierung. Bei Menschen mit leichter kognitiver Beeinträchtigung wurden mehrere Schlafstörungen beobachtet. Zu den ausgeprägtesten Veränderungen gehört die Verringerung der Zeit, die in der tiefsten Phase des Schlafs verbracht wird. Forschungen der Northwestern Universität legen nahe, dass eine sanfte Klangstimulation während des Tiefschlafs den Tiefschlaf von Menschen mit leichten kognitiven Beeinträchtigungen, die ein Risiko für die Alzheimer-Krankheit haben, verbessert. Diejenigen, deren Gehirn am stärksten auf die Klangstimulation reagierten, zeigten am nächsten Tag eine verbesserte Gedächtnisleistung.

Die Auswirkungen von Klangstimulation auf das Gehirn

Es besteht ein großer Bedarf an neuen Zielen für die Behandlung von leichten kognitiven Beeinträchtigungen und der Alzheimer-Krankheit. Northwestern-Wissenschaftler hatten zuvor in einer Studie aus dem Jahr 2017 gezeigt, dass Schallstimulation das Gedächtnis älterer Erwachsener verbessert. Da die neuere Studie klein war – neun Teilnehmer – und einige Personen stärker reagierten als andere, wurde die Verbesserung des Gedächtnisses nicht als statistisch signifikant angesehen. Es bestand jedoch ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Verbesserung des Tiefschlafs durch Schall und der Gedächtnisleistung: Je größer die Verbesserung des Tiefschlafs, desto besser die Gedächtnisleistung. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Verbesserung des Schlafs ein vielversprechender neuer Ansatz zur Verhinderung von Demenz ist.

Für die Studie führten Wissenschaftler der Northwestern Universität eine Studie mit nächtlicher Klangstimulation bei Menschen mit leichter kognitiver Beeinträchtigung durch. Die Teilnehmer verbrachten eine Nacht im Schlaflabor und eine weitere Nacht etwa eine Woche später dort. Jeder Teilnehmer erhielt in einer der Nächte Töne und in der anderen Nacht keine. Die Reihenfolge der Nächte mit und ohne Geräusche wurde nach dem Zufallsprinzip festgelegt. Die Teilnehmer absolvierten Gedächtnistests in der Nacht zuvor und erneut am Morgen. Anschließend verglichen die Wissenschaftler den Unterschied im Slow-Wave-Schlaf mit und ohne Tonstimulation sowie die Veränderung des Gedächtnisses in beiden Nächten für jeden Teilnehmer. Die Probanden wurden auf ihr Erinnerungsvermögen zu 44 Wortpaaren getestet.

Jene Personen, deren langsame Wellenaktivität nach der Klangstimulation um 20% oder mehr anstieg, erinnerten sich bei dem Gedächtnistest am nächsten Morgen an etwa zwei Wörter mehr. Eine Person mit einem Anstieg der langsamen Wellenaktivität um 40% erinnerte sich an neun weitere Wörter. Die Klangstimulation bestand aus kurzen Impulsen von rosa Rauschen, ähnlich wie weißem Rauschen, aber tiefer während der langsamen Wellen. Das System überwachte die Gehirnaktivität der Teilnehmer. Wenn die Person schlief und langsame Gehirnwellen zu beobachten waren, gab das System die Töne ab. Wenn der Patient aufwachte, wurden die Töne nicht mehr abgespielt.Die Ergebnisse vertiefen das Verständnis für die Bedeutung des Schlafs für das Gedächtnis, selbst wenn ein Gedächtnisverlust vorliegt, und deuten darauf hin, dass Slow-Wave- oder Tiefschlaf ein praktikables und potenziell wichtiges therapeutisches Ziel bei Menschen mit leichter kognitiver Beeinträchtigung ist. Die Technologie kann für den Heimgebrauch angepasst werden.

Elektrische Stimulation während des Schlafs kann das Gedächtnis verbessern

Es ist zwar bekannt, dass Schlaf eine entscheidende Rolle bei der Stärkung des Gedächtnisses spielt, aber Wissenschaftler versuchen immer noch zu entschlüsseln, wie dieser Prozess im Gehirn über Nacht abläuft. Forschungsarbeiten unter der Leitung von Wissenschaftlern der UCLA Health und der Universität Tel Aviv zeigen, dass eine gezielte Stimulation des Tiefenhirns während einer kritischen Zeit im Schlafzyklus die Gedächtniskonsolidierung zu verbessern scheint.

Für diese elektrische Stimulation haben die Forscher ein geschlossenes Echtzeitsystem entwickelt. Das System „hörte“ auf die elektrischen Signale des Gehirns, und wenn die Patienten in die mit der Gedächtniskonsolidierung verbundene Tiefschlafphase fielen, gab es sanfte elektrische Impulse ab, die die schnell feuernden Neuronen anwiesen, synchron zu „spielen“. Die Ergebnisse zeigten, dass alle Probanden bei Gedächtnistests nach einer Nacht mit elektrischer Stimulation besser abschnitten  als nach einer Nacht mit ungestörtem Schlaf. Wichtige elektrophysiologische Marker wiesen auch darauf hin, dass Informationen zwischen dem Hippocampus und dem gesamten Kortex fließen, was die Gedächtniskonsolidierung physisch untermauert.