Der Schweizerische Nationalfonds (SNF) hat sieben neue Förderungsprofessuren an die Universität Zürich vergeben. UZH News stellt in loser Folge die neuen Professorinnen und Professoren vor. Heute ist die Reihe am Biopsychologen Björn Rasch. Sein Hauptinteresse gilt biologischen Prozessen, die im menschlichen Gehirn ablaufen und unser Denken und Handeln beeinflussen – besonders das Gedächtnis.

Alice Werner

Herzlichen Glückwunsch zur SNF-Förderungsprofessur an der Universität Zürich. Sie sind Gast am Psychologischen Institut und werden über neurobiologische Mechanismen des menschlichen Gedächtnisses forschen. Können Sie Ihr Forschungsfeld genauer umreissen?

Mein Forschungsfeld ist die biologische Psychologie, die den Zusammenhang zwischen biologischen Prozessen und Verhalten untersucht. Mir geht es vor allem um die Frage, wie die Speicherung von Informationen in das Langzeitgedächtnis funktioniert. Diese Fähigkeit ist eine der wichtigsten Funktionen des menschlichen Gehirns und ermöglicht uns, Wissen und Erfahrungen zu sammeln und künftiges Handeln zu planen.

Letztendlich bildet das Langzeitgedächtnis die Grundlage für unsere Persönlichkeit. Ein Gedächtnisverlust – wie etwa bei der Alzheimerschen Erkrankung – hat dementsprechend dramatische Folgen. Ganz konkret untersuche ich die Rolle des Schlafs für das Langzeitgedächtnis.

Magnetresonanzbild des menschlichen Gehirns: Wie funktioniert die Speicherung von Informationen in das Langzeitgedächtnis? (Bild: Dieter Schütz / Pixelio)

Wer «profitiert» von Ihren Forschungsergebnissen am ehesten?

Ich betreibe Grundlagenforschung. Im Vordergrund stehen Fragen nach dem «Wie» und «Warum» und nicht Fragen nach der Anwendbarkeit. Allerdings sehe ich ganz klare Anwendungsmöglichkeiten. Zum Beispiel betrachten viele junge Menschen den Schlaf als inaktive und damit überflüssige Zeit. Meine Forschungsergebnisse unterstützen die gegenteilige Meinung: Der Schlaf stellt für das Gehirn eine sehr wichtige Phase dar, in der unter anderem Gelerntes verarbeitet und gespeichert wird. Man geht davon aus, dass neu gelernte Informationen im Schlaf «reaktiviert» werden.

Diese Reaktivierungen verbessern das Gedächtnis langfristig. Der Schlaf ist also keinesfalls überflüssig, sondern hilft uns beim Lernen. Von diesen Erkenntnissen kann im Prinzip jeder profitieren – vom Schüler bis zum alten Menschen. 

Worum geht es bei Ihrem aktuellen Forschungsprojekt?

Das Ziel ist, die Rolle von Reaktivierungen im Prozess der Gedächtnisbildung zu verstehen. Reaktivierungen von Erinnerungen können durch einen Hinweisreiz ausgelöst werden, zum Beispiel durch den berühmten Knoten im Taschentuch. Im Schlaf dagegen treten solche Reaktivierungen spontan auf. Interessanterweise scheinen diese Reaktivierungen im Schlaf und im Wachzustand völlig unterschiedliche Funktionen im Prozess der Gedächtnisbildung auszuüben.

Während das Reaktivieren von Erinnerungen im Tiefschlaf zu eine Stabilisierung und besseren Speicherung der Erinnerungen führt, kann es im Wachzustand zu einem schnelleren Vergessen führen. In meinem aktuellen Projekt an der Universität Zürich möchte ich nun die Ursachen für die unterschiedliche Rolle von Reaktivierungen im Schlaf und Wachzustand für den Prozess des Speicherns und des Vergessens untersuchen. 

Biopsychologe Björn Rasch: «Der Schlaf stellt für das Gehirn eine sehr wichtige Phase dar, in der Gelerntes verarbeitet und gespeichert wird.» (Bild: Alice Werner)

Werden Sie auch mit Forschern des Psychologischen Instituts der UZH zusammenarbeiten?

Das Psychologische Institut der UZH bietet für mich eine ganze Reihe von sehr guten Kooperationspartnern. So werde ich zusammen mit den Professoren Lutz Jäncke und Mike Martin die spannende Frage untersuchen, welche Rolle der Schlaf für das Lernen und das Gedächtnis im Alter spielt, und wie man möglicherweise diesen Prozess verbessern kann.

Weiterhin habe ich mit Herrn Professor Urs Maurer überlegt, die Wichtigkeit von Schlaf beim Lernen einer Fremdsprache in der Schule genauer unter die Lupe zu nehmen. Und zusammen mit Frau Professorin Ulrike Ehlert und Frau Dr. Kleim werden wir die Bedeutung von Schlaf in der Entwicklung, Verarbeitung und Therapie von traumatischen Erinnerungen und Phobien betrachten.

Sie arbeiten empirisch. Können Sie uns ein Beispiel für eine Ihrer Studien mit Versuchspersonen geben?

In meinen Studien kommen die Versuchspersonen abends in das Labor und lernen eine Gedächtnisaufgabe, zum Beispiel das bekannte Memoryspiel. Dann übernachten sie bei uns im Schlaflabor und ihre Schlafwellen werden mit Hilfe von EEG-Elektroden aufgezeichnet. Am nächsten Morgen sollen die Versuchspersonen die gelernten Informationen wiedergeben. Um die Hirnaktivität im Schlaf noch genauer aufzeichnen zu können, plane ich, einige Versuchspersonen nach dem Lernen im Kernspintomographen schlafen zu lassen.

Was sind die wesentlichen Erkenntnisse aus Ihrer bisherigen Forscherlaufbahn?

Vor allem die Feststellung, dass Reaktivierungen im Tiefschlaf eine wichtige Rolle im Prozess der Langzeitgedächtnisbildung spielen. Weiterhin zeigen meine Ergebnisse, dass eine pharmakologische Unterdrückung des REM-Schlafs – das heisst in der Schlafphase mit schnellen Augenbewegungen – mit Hilfe von Antidepressiva keine negativen Auswirkung auf die Speicherung von Erinnerungen im Schlaf hat.

Insgesamt scheint damit der Tiefschlaf für das Gedächtnis eine wichtigere Rolle zu spielen, als der REM-Schlaf. Der REM-Schlaf dagegen ist wohl mehr in die emotionale Verarbeitung oder das emotionale Gedächtnis involviert.

Alice Werner ist Redaktorin UZH News.