Gedächtnis Forschung auf dem Kopfkissen

Was ist Erinnerung? Der Lübecker Psychologe Jan Born untersucht die Zusammenhänge zwischen Lernen, Gedächtnis und Schlaf

Am Kleinbahnhof Lübeck-St. Jürgen beginnt einer der wenigen Pfade zur deutschen Spitzenforschung. Einige hundert Meter den Mönkhofer Weg entlang, und vor der Schranke zum Campus müssen Sie rechts zu dem langen Gebäude gehen, hatte Jan Born den Weg in sein Reich am Telefon beschrieben, Haus 23A.

Haus 23A ist eine niedrige graue Holzbaracke am Rande des Geländes der Medizinischen Universität zu Lübeck. An der verglasten Eingangstür ein Schild: Achtung Schlaflabor. Tür bitte leise schließen. Die letzte Hürde ins Büro des Professors ist genommen, wenn man links unter den Jacken am Garderobenständer durchgetaucht ist. Ich hol mal Kaffee, sagt Born und schlängelt sich auf diesem Weg wieder hinaus. Die Sekretärin hat heute frei.

Ein riesiger Aktenschrank auf der einen Seite des großen, hellblau getünchten Raumes, auf dem Schreibtisch in dessen Mitte Stapel von Papieren, in der Ecke eine riesige Grünpflanze mit fleischigen Blättern: Ein Faible für innenarchitektonische Raffinesse hat Jan Born offenkundig nicht. Ihn drängt es vielmehr nach Erkenntnis. Er ist der Direktor des Instituts für Neuroendokrinologie der Universität zu Lübeck, und sein Büro hat er, um zu arbeiten.

Wenn der Tiefschlaf fehlt, leidet die Erinnerung

Hier will er mit seinen 15 Mitarbeitern eines der ganz großen Geheimnisse des Menschen enträtseln helfen: Wie funktioniert das Gedächtnis? Was geschieht beim Lernen, und wie bleibt, was gelernt wurde, im Gehirn? Es gibt kein Bewusstsein ohne Gedächtnis. Ohne Erinnerungsfähigkeit zersplittert es in lauter Momente.

Seit Jahren untersucht er die Rolle des Schlafs bei der Gedächtnisbildung. Dass Schlaf wichtig ist, wenn das Gehirn zuvor Gelerntes im Gedächtnis verankert, wissen die Hirnforscher aus Experimenten mit Versuchstieren und auch mit menschlichen Probanden.

Ein wichtiger Teil der Gedächtnisbildung findet offenbar während der Tiefschlafphasen statt. Was etwa das Gehirn von Medizinstudenten am Tag an Fakten, Zahlen oder Begriffen aufgenommen hat, wird zunächst im Hippocampus zwischengespeichert. Im Schlaf übt das Hirn das Gelernte gleichsam weiter und verlagert die Gedächtnisinhalte dabei in feste Erinnerungsspeicher im Neokortex. Während dieser Schlafphase sendet es langsam oszillierende elektrische Signale aus, die so genannten Deltawellen.

Schon vor Jahren hat Born mit seinen Mitarbeitern nachgewiesen, wie wichtig der Tiefschlaf für das Gedächtnis ist. Verwehrte er Probanden den Deltaschlaf, so konnten sie sich am nächsten Tag schlechter an zuvor Gelerntes etwa an neue Wörter erinnern als jene Versuchspersonen, die schlafen durften. Noch vier Jahre später könne man bei erneuten Tests der Versuchspersonen den Unterschied zwischen Schläfern und Nichtschläfern erkennen, erzählt er. Das sind Langzeitprozesse. Müssen Menschen also schlafen, um ihre Erinnerungen zu erzeugen?

Born hat in Tübingen Psychologie, Mathematik und ein bisschen Philosophie studiert. Von daher mag ein leichter Hang zu blumigen Formulierungen übrig geblieben sein, denn seine Antwort lautet: Schlaf ist ein Bewusstseinsverlust, der Bewusstsein schafft.

Aber ihn faszinieren auch andere Funktionen im menschlichen Gehirn, etwa der Einfluss von Hormonen und der Tag-Nacht-Rhythmus in den Aktivitäten der Nervennetze. Dafür musste er sich auch mit Biologie und Physiologie beschäftigen. So verließ er Tübingen und wechselte an die State University von New York in Stony Brook, um biologische Psychologie zu studieren. Mit dem Abschluss in der Tasche kehrte er nach Deutschland, nach Ulm, zurück, um noch mehr in Medizin und Physiologie dazuzulernen, und hatte damit eine individuell gestaltete Ausbildung absolviert. So etwas gab es in den achtziger Jahren in Deutschland noch gar nicht. Inzwischen wird diese Ausbildung in den neurowissenschaftlichen Studiengängen angeboten. Schließlich wurde Born, frisch habilitiert, als Professor für biologische Psychologie an die Universität Bamberg berufen. Das war 1989, und er war mit gerade 31 Jahren der jüngste Professor in Bayern.

Jetzt ist er 48. Groß und schlaksig, könnte er wie ein Doktorand wirken, wären da nicht die ersten Falten um die Augen und das Auftreten eines Mannes mit der Autorität eines Wissenschaftlers, der in der Forschung schon allerhand gesehen hat. Born to be write steht an seiner Bürotür geschrieben. Mehr als 40 wissenschaftliche Arbeiten hat er allein in den vergangenen sechs Jahren veröffentlicht darunter eine ganze Reihe in erstklassigen Fachzeitschriften.

Vor wenigen Tagen hatte Born wieder einen ziemlich spektakulären Auftritt, diesmal im prestigeträchtigen Fachblatt Nature. Auch diesmal ging es um Deltawellen, jene langsamen Oszillationen im Hirn während des Tiefschlafs, die ihn schon in seiner Diplomarbeit in den Vereinigten Staaten beschäftigt hatten. Die jüngste Veröffentlichung befasst sich nun damit, was geschieht, wenn man das Gehirn im Schlaf elektrisch stimuliert. Born und seine Kollegen hatten einer Gruppe Medizinstudenten Elektroden an den Kopf geklebt und so deren Deltawellen im Tiefschlaf künstlich verstärkt. Am nächsten Tag schnitten die Testpersonen bei Gedächtnistests um acht Prozent besser ab als Kommilitonen, die ohne Strom geschlafen hatten.

Damit haben die Lübecker Forscher ein altes Rätsel der Hirnforschung gelöst. Bislang war nur offenbar, dass Deltawellen im Hirn während der Gedächtnisfixierung auftreten. Doch ob sie etwas mit diesem Prozess zu tun haben oder nur zufällig zur selben Zeit beobachtet werden, war immer ein Geheimnis geblieben. Borns Experiment hat die Sache jetzt geklärt: Wenn die Gedächtnisleistung durch eine Verstärkung der Deltawellen verbessert werden kann, müssen sie auch ursächlich für das Gedächtnis sein. Die Oszillationen sind gleichsam die messbaren Bugwellen der elektrischen Vorgänge, mit denen das Hirn die Erinnerung aus dem Zwischenspeicher im Hippocampus in den Kortex schiebt.

Gesunder Schlaf hilft also sicherlich beim Lernen, sagt Born: Immerhin, Einstein war ein bekannter Langschläfer. Aber auf praktische Tipps für den Alltagsgebrauch will er sich nicht einlassen.

Er hat auch nicht vor, einen Apparat zu entwickeln, den man sich des Nachts über den Kopf stülpt, um besser zu lernen. Angewandte Forschung ist ihm ohnehin suspekt, und auch von der Exzellenzinitiative hält er wenig. Was wird denn da gefördert? Das ist doch Applied Technology.

Beide Exzellenzunis sind technische Universitäten, die nicht mit Grundlagenforschung glänzen. Von mir aus wunderschön aber das ist es nicht, was mich interessiert.

Eine Frage bleibt noch unbeantwortet: Wie kommt die Zeit in das Gedächtnis?

Ihn interessiert etwas ganz anderes. Und das will er unbedingt noch herausbekommen: Wie kommt die Zeit in das Gedächtnis? Auch das ist noch ein großes Rätsel. Im Traum erscheint es zum Beispiel in dieser Form: Man träumt, in einem brennenden Zimmer eingesperrt zu sein. Es gibt kein Entkommen, doch dann hört man das Martinshorn, die Feuerwehr rückt an und man erwacht. Dann aber stellt sich heraus: Das Martinshorn war der Wecker. In Wahrheit hat Ihr Gehirn den Wecker gehört und daraufhin den Traum konstruiert, erklärt Born, und im Gedächtnis hat es den zeitlichen Ablauf umgekehrt.

Und wie ist das möglich? Er habe da schon eine Idee gehabt, wie das funktioniert. Aber leider habe dieser Geistesblitz den ersten Experimenten nicht standgehalten. Mist, sagt Born, das muss ich jetzt erst mal verdauen.