Wer nach dem Lernen gleich weitermacht, hält das nicht automatisch am besten fest. Das Gehirn braucht Pausen: Neue Informationen und Bewegungsabläufe werden vor allem in anschließenden Ruhe- und Schlafphasen gefestigt. Kurze, konzentrierte Lerneinheiten mit zeitlichen Abständen können dabei sowohl die Verarbeitungsgeschwindigkeit als auch die langfristige Speicherung verbessern.

Eine von Marc Roig an der kanadischen McGill University geleitete Studie zeigt, wie deutlich sich das auswirken kann. 54 gesunde Erwachsene zwischen 18 und 35 Jahren blieben zunächst 30 Stunden wach. Danach machten 18 von ihnen ein 90-minütiges Nickerchen, 18 trainierten 20 Minuten auf dem Fahrrad und 17 saßen lediglich. Weitere 30 Minuten später betrachteten alle 150 Bilder.

Ein Nickerchen schlägt die Müdigkeit

Nach drei Tagen und einer Erholungsnacht erinnerten sich die Nickerchen-Teilnehmer an rund 23 Prozent mehr Bilder als die Kontrollgruppe. Die Sportgruppe kam auf rund 21 Prozent mehr. Zwischen Sport- und Schlafgruppe war der Unterschied statistisch nicht signifikant. Das Fahrrad war also keineswegs umsonst – nur ließ sich kein sicherer Vorsprung gegenüber dem Schlaf nachweisen.

Für den Alltag bedeutet das nicht, dass Studierende nach jedem Lernblock sofort ins Bett müssen. Nickerchen von 15 bis 30 Minuten können die Wachheit vorübergehend steigern. Wer länger schläft, sollte anschließend 15 bis 30 Minuten Schlafträgheit einplanen. Dieses etwas matschige Gefühl nach dem Aufwachen kommt nicht aus dem Nichts.

Auch beim Sprachenlernen mischt der Schlaf kräftig mit. 60 deutsche Studierende lernten vor 22 Uhr niederländische Vokabeln. Eine Hälfte schlief anschließend, während die Vokabeln erneut vorgespielt wurden; die andere blieb wach. Beim Test um 2 Uhr schnitt die Schlafgruppe besser ab. Die schwächeren Ergebnisse der Wachgruppe wurden mit Schlafentzug in Verbindung gebracht.

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Was im Schlaf mit dem Gelernten passiert

Gedächtniskonsolidierung nennt sich die Überführung und Stabilisierung neu gelernter Informationen im Langzeitgedächtnis. Während des Schlafs bleibt das Gehirn aktiv: Der Hippocampus reaktiviert tagsüber gelernte Inhalte und steht dabei im Dialog mit dem Neokortex. Besonders im Tiefschlaf werden diese Informationen langfristig gespeichert.

Welche Schlafphase hilft, hängt vom Gedächtnistyp ab. Fakten und Ereignisse, also das deklarative Gedächtnis, profitieren vor allem vom Tiefschlaf. Motorische Fähigkeiten und Routinen gehören stärker zum prozeduralen Gedächtnis und stehen eher mit dem REM-Schlaf in Verbindung. Auch der N2-Leichtschlaf ist nicht bloß Wartezimmer: Schlafspindeln tragen dort ebenfalls zur Konsolidierung motorischer Erinnerungen bei.

Ein Schlafzyklus dauert etwa 90 Minuten und wiederholt sich typischerweise vier- bis sechsmal pro Nacht. Er umfasst Leichtschlaf, Tiefschlaf und REM-Schlaf. Im Tiefschlaf synchronisieren Schlafspindeln und langsame Oszillationen Hippocampus und Neokortex. Der REM-Schlaf unterstützt emotionale Erinnerungen, kreative Verknüpfungen und prozedurale Inhalte.

Studien der Gruppe um Jan Born zeigten, dass gezielt ausgelöste Schlafspindeln die Konsolidierung von Vokabeln und Faktenwissen verbessern können. Eine Untersuchung von Matthew Walker kam zudem zu dem Ergebnis, dass REM-reicher Schlaf die Bildung neuer Wortassoziationen fördert. Was genau Träume zur Gedächtniskonsolidierung beitragen, ist dagegen noch offen. Ebenso ungeklärt ist, wie sicher akustische oder olfaktorische Reize Lerninhalte im Schlaf reaktivieren können und welchen Einfluss Schlaf auf metakognitive Fähigkeiten hat – etwa auf das Einschätzen eigener Wissenslücken, effektive Planung und die Vermeidung von Konfabulationen.

Pause ist nicht Pause

Wie wichtig der Abstand zwischen den Lernphasen ist, zeigten Untersuchungen an den Zelllinien SH-SY5Y und HEK293. Die gleiche Wirkstoffmenge wurde entweder zwölf Minuten am Stück oder in vier dreiminütigen Dosen mit jeweils zehn Minuten Pause verabreicht. Nach 24 Stunden war die CREB-Genreaktion bei der verteilten Gabe deutlich stärker. Zwei Dosen reichten für diesen Effekt nicht aus; zehnminütige Pausen erwiesen sich als am wirksamsten.

Auch im Gehirn von Tieren fanden sich passende Veränderungen. Forschungen des Leibniz-Instituts für Neurobiologie an 23 Mäusen über 13 Tage zeigten, dass hemmende Synapsen am Eingang von Nervenzellen während des Lernens umgebaut wurden. Hemmende Synapsen am Axon der sendenden Seite stabilisierten sich. Das Zusammenspiel von Erregung und Hemmung ist an Gedächtnisbildung, Stressregulation und Schlaf beteiligt.

Forschende des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie untersuchten den sogenannten Spacing-Effekt, also den Vorteil größerer Abstände zwischen Lernwiederholungen. Mäuse mussten in einem Labyrinth die Position eines versteckten Schokoladenstücks lernen. Sie erkundeten das Labyrinth dreimal; zwischen den Lernphasen lagen unterschiedlich lange Pausen.

Bei längeren Pausen lernten die Tiere die Position zunächst langsamer. Am folgenden Tag erinnerten sie sich aber umso besser, je länger die Pausen gewesen waren. Während der Tests maßen die Forschenden die Aktivität von Nervenzellen im präfrontalen Kortex, der an komplexen Denk- und Lernprozessen beteiligt ist. Wurde diese Region inaktiviert, verschlechterte sich die Gedächtnisleistung.

Entgegen der ursprünglichen Erwartung schwankten die Aktivierungsmuster bei kurzen Pausen stärker. Bei schnell aufeinanderfolgenden Lernphasen wurden meist unterschiedliche Nervenzellen aktiviert. Nach längeren Pausen griff das Gehirn wieder auf Nervenzellen der ersten Lernphase zurück. Die wiederholte Aktivierung derselben Nervenzellen könnte ihre Verbindungen in jeder Lernphase weiter stärken. Möglicherweise müssen die neuronalen Verknüpfungen dann nicht jedes Mal von vorn aufgebaut werden. Der Spacing-Effekt ist seit über 100 Jahren bekannt und wurde bei nahezu allen Tierarten beobachtet.

Der Bildschirm wartet – leider

Für die Praxis empfehlen sich 15-minütige, ungestörte Lerneinheiten, die sich jeweils auf eine Fertigkeit konzentrieren und täglich wiederholt werden. Der Neurobiologe Martin Korte von der TU Braunschweig erklärt, dass bildschirmfreie Pausen die Aufmerksamkeitsspanne trainieren können. Für komplexe kognitive Aufgaben seien durchschnittlich 12 bis 15 Minuten ununterbrochene Denkzeit nötig.

Das klingt machbar, bis die Nachrichten aufpoppen. Eine Erhebung aus Florida verzeichnete einen Rückgang der realen ungestörten Arbeitszeit von drei Minuten vor 20 Jahren auf zuletzt 41 Sekunden. Deutsche Angestellte klicken durchschnittlich nach 40 Sekunden auf eingehende Nachrichten; rund zwei Drittel dieser Mitteilungen seien irrelevant. Kaum hat man sich in einen Gedanken hineingearbeitet, blinkt irgendwo ein kleines Fenster. Zack, weg.

Regelmäßige körperliche Aktivität kann zusätzlich den Hippocampus unterstützen. Bei älteren Erwachsenen führte regelmäßiges Walking laut Übersichten zu einem messbaren Volumenzuwachs des anterioren Hippocampus um zwei Prozent. Reine Dehnübungen gingen dagegen mit einem Rückgang einher.

Die Nacht vor der Prüfung ist kein Zaubertrick

Schlafmangel beeinträchtigt die Gedächtnisleistung. Eine Metaanalyse von Frenda et al. aus dem Jahr 2014 wertete mehr als 60 Studien aus. Weniger als sechs Stunden Schlaf in einer Nacht reduzierten die Enkodierung neuer Informationen am Folgetag um bis zu 40 Prozent. Schlafmangel unmittelbar nach dem Lernen kann neu gebildete Gedächtnisrepräsentationen dauerhaft schwächen.

Durchlernen in der Nacht vor einer Prüfung kann den kurzfristigen Lernzuwachs daher durch eine schlechtere Gedächtniskonsolidierung wieder übersteigen. Chronischer Schlafmangel – dauerhaft weniger als sieben Stunden pro Nacht – wird mit Veränderungen im präfrontalen Kortex und einer verminderten Neuroplastizität in Verbindung gebracht. Langfristig kann er kognitive Einschränkungen begünstigen und das Risiko depressiver Episoden erhöhen.

Aus den Forschungsergebnissen ergeben sich einige ziemlich bodenständige Lernstrategien:

  • In der ersten Nacht nach dem Lernen sieben bis neun Stunden Schlaf anstreben.
  • 20-minütige Nickerchen können die Aufnahmefähigkeit am Nachmittag verbessern.
  • 60- bis 90-minütige Nickerchen können durch enthaltene Tiefschlafphasen deklaratives und prozedurales Gedächtnis unterstützen.
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