Angst verlernen im Schlaf?

Grafik: MW
Autor: Eva Eismann

Phobien loszuwerden ist schwer. Beim Lernen kann eine Stimulation im Tiefschlaf helfen. Warum dann nicht auch beim „Verlernen“ oder Umlernen? Die Ergebnisse entsprechender Versuche sind widersprüchlich – und stürzen Experten in Grundsatzfragen.

Wissenschaftliche Betreuung: Ingrid Ehrlich

Veröffentlicht: 26.06.2015

Das Wichtigste in Kürze
    Extinktion nennen Forscher das Umlernen bereits gespeicherter Zusammenhänge. Anders als der Begriff vermuten lässt, werden bestehende Gedächtnisinhalte nicht gelöscht.
  • Frische Assoziationen lassen sich im Schlaf verstärken.
  • Bisher ist unklar, ob man entsprechend im Schlaf auch umlernen kann. Die Ergebnisse erster Versuche sind widersprüchlich.
  • Extinktion im Schlaf würde darauf hindeuten, dass Inhalte noch neu bewertet werden können, während sie in das Langzeitgedächtnis überführt werden. Bisher ging man davon aus, dass dies nicht stattfindet. Eine Grundsatzfrage wurde also neu aufgeworfen.
  • Schlaf könnte bei der Therapie von Angstpatienten helfen, egal welcher Erklärungsansatz Recht behält.

Extinktion

Extinktion/-/extinction

Bei der Extinktion wird ein Reiz mehrfach im selben Kontext präsentiert, bis eine Gewöhnung, d.h. eine Habituation, eingetreten ist. Vgl. auch die klassische Konditionierung. Beispielsweise lernt eine Schnecke, dass eine bestimmte Berührung nicht bedrohlich ist. Diese Desensibilisierung schlägt sich auch auf Ebene der Synapsen nieder.

Langzeitgedächtnis

Langzeitgedächtnis/-/long-term memory

Ein relativ stabiles Gedächtnis über Ereignisse, die in der etwas entfernteren Vergangenheit passiert sind. Im Langzeitgedächtnis werden Inhalte zeitlich nahezu unbegrenzt gespeichert. Unterschiedliche Gedächtnisinhalte liegen in unterschiedlichen Gehirn-​Arealen. Die zelluläre Grundlage für diese Lernprozesse beruht auf einer verbesserten Kommunikation zwischen zwei Zellen und wird Langzeitpotentierung genannt.

Für Angstpatienten muss es wie ein Traum klingen: die Furcht einfach im Schlaf ausschalten. Normalerweise ist das harte Arbeit. Eine Methode ist, sich immer wieder dem Reiz auszusetzen, der Angst macht – und dabei zu erfahren, dass er gar nicht so schlimm ist, wie man dachte. Extinktion nennen es Gedächtnisforscher, wenn man gespeicherte Zusammenhänge mehr oder weniger wieder „verlernt“, indem man sie mit neuen Erfahrungen „überschreibt“ (Extinktion: Umlernen lernen). Gerade bei Ängsten ist dies bislang eine mühsame, langwierige und unangenehme Aufgabe.

Zudem gilt: Wer etwa einmal Spinnen mit Gefahr assoziiert, wird das nie völlig los. Denn dauerhaft gelöscht wird die ursprüngliche Verknüpfung der Angst mit einem an sich harmlosen Reiz durch das Angsttraining nicht. Stattdessen lehrt die wiederholte Konfrontation mit der zahmen Spinne, dass genau diese ungefährlich ist – in der Praxis, wenn der Therapeut daneben steht. Aber wehe, zu Hause taucht unerwartet eine Spinne auf, und womöglich auch noch, wenn ohnehin schon Stress herrscht! Dann ist die Angst oft gleich wieder da.
Wie viel angenehmer wäre es doch, wenn man sich dem Objekt der eigenen Angst nur im Tiefschlaf stellen müsste – und einen ähnlichen Effekt erzielen könnte wie beim Extinktionslernen im Wachzustand. Erste Forscher beschäftigen sich mit dieser Fragestellung. Doch bislang gibt es nur wenige Studien. Und Schlafforschern passen deren Ergebnisse zum Teil nicht in ihr bisheriges Bild.

Einer dieser Wissenschaftler ist Jan Born vom Institut für Medizinische Psychologie und Verhaltensneurobiologie der Universitätsklinik Tübingen. Er hat sein ganzes bisheriges Forscherleben damit zugebracht, das schlafende Gehirn zu untersuchen, während es gerade gelernte Inhalte verarbeitet. Denn im Schlaf passiert eine Menge: Vieles deutet darauf hin, dass das Gehirn vor allem im Tiefschlaf die neuen Inhalte sozusagen noch einmal abspielt – und sie dadurch ins Langzeitgedächtnis überträgt (Lernen im Schlaf). Born hat Erfahrung mit Versuchen, die sich das zunutze machen, um Erinnerungen noch zu verstärken. Spielen die Forscher während des Tiefschlafs etwa von einem gerade gelernten Vokabelpaar nur das niederländische Wort vor, erinnern sich die Probanden hinterher auch an die deutsche Entsprechung besser.

Extinktion

Extinktion/-/extinction

Bei der Extinktion wird ein Reiz mehrfach im selben Kontext präsentiert, bis eine Gewöhnung, d.h. eine Habituation, eingetreten ist. Vgl. auch die klassische Konditionierung. Beispielsweise lernt eine Schnecke, dass eine bestimmte Berührung nicht bedrohlich ist. Diese Desensibilisierung schlägt sich auch auf Ebene der Synapsen nieder.

Langzeitgedächtnis

Langzeitgedächtnis/-/long-term memory

Ein relativ stabiles Gedächtnis über Ereignisse, die in der etwas entfernteren Vergangenheit passiert sind. Im Langzeitgedächtnis werden Inhalte zeitlich nahezu unbegrenzt gespeichert. Unterschiedliche Gedächtnisinhalte liegen in unterschiedlichen Gehirn-​Arealen. Die zelluläre Grundlage für diese Lernprozesse beruht auf einer verbesserten Kommunikation zwischen zwei Zellen und wird Langzeitpotentierung genannt.

Stellschrauben völlig unklar

Was aber passiert, wenn die Bedingungen für diese Erinnerungsverstärkung im Schlaf zusammentreffen mit denen für Extinktion? Erst vier Studien sind zu dieser Schnittstelle bisher veröffentlicht, sowohl von Schlafforschern als auch aus Labors, die sich bisher eher mit Fragen zur Extinktion beschäftigt haben. Trotz vieler Unterschiede: Der grundsätzliche Versuchsaufbau war bei allen ähnlich. Die Probanden (teils Menschen, teils Mäuse oder Ratten) lernten zunächst, einen an sich harmlosen Reiz wie etwa einen Geruch oder Ton zu fürchten. Dazu präsentierten die Forscher diesen so genannten konditionierten Reiz wiederholt direkt vor einem unangenehmen Stromreiz, bis allein der Geruch oder der Ton die Menschen zum Schwitzen brachte und die Nager erstarren ließ. Dann durfte die jeweilige Versuchsgruppe schlafen. Während der empfänglichsten Phase des Tiefschlafs (Anatomie des Schlafs) aber wurden Mensch und Tier dem gerade gelernten Reiz erneut ausgesetzt. Diesmal allerdings ohne Stromschlag.

Aus Sicht von Schlaf– und Gedächtnisforschern war zu erwarten, dass die Probanden nach dem Aufwachen eher mehr Angst vor dem konditionierten Reiz zeigen würden als vorher. Und zu diesem Ergebnis kamen auch zwei der vier Studien – interessanterweise genau jene, die mit Mäusen und Ratten gearbeitet hatten. In den beiden Versuchen mit Menschen wirkte es dagegen so, als habe während des Schlafs Extinktionslernen stattgefunden: Die Probanden hatten einen Teil ihrer Angst verloren, nachdem auf den konditionierten Reiz kein Stromschlag mehr gefolgt war.

„Ich kann es nicht erklären“, sagt der Experte Born. Er hat sich alle vier Studien ganz genau angesehen, den Versuchsaufbau nach Gemeinsamkeiten und Unterschieden durchforstet. Aber auch wenn er von letzteren „X Dutzend“ gefunden hat: „Konzeptuell, nach dem Lehrbuchverständnis von Extinktion, dürften die eigentlich keinen Unterschied machen.“ Die offensichtlichste Variable etwa – menschliche Probanden hier, Versuchstiere dort – spielt zumindest beim Extinktionslernen im Wachzustand keine Rolle. Ähnliches gilt für weitere Faktoren wie die Stärke des Stromreizes. Anhand der veröffentlichten Werte schätzt Born, dass der für die Nager etwas unangenehmer ausfiel. Aber selbst wenn: Es gibt keine Theorie, die aus solchen Abweichungen den Widerspruch zwischen den Ergebnissen erklären würde.

Extinktion

Extinktion/-/extinction

Bei der Extinktion wird ein Reiz mehrfach im selben Kontext präsentiert, bis eine Gewöhnung, d.h. eine Habituation, eingetreten ist. Vgl. auch die klassische Konditionierung. Beispielsweise lernt eine Schnecke, dass eine bestimmte Berührung nicht bedrohlich ist. Diese Desensibilisierung schlägt sich auch auf Ebene der Synapsen nieder.

In den Langzeitspeicher: Mit oder ohne Neubewertung?

Schlafforscher Born passt es aber auch grundsätzlich nicht in sein bisheriges Bild, dass die menschlichen Probanden anscheinend ihre Angst im Schlaf verlernten. Die Erkenntnis, dass auf den konditionierten Reiz nichts mehr folgt, ist „für sich genommen ein Neulernprozess“, betont er. „Das beruht auf Evaluation.“

Bisher ging man davon aus, dass im Schlaf keine solche Neubewertung stattfindet. Der Präfrontalcortex etwa, eine dafür wichtige Struktur, galt als im Schlaf weniger aktiv. Für sein Fachgebiet, die Schlafforschung, ist das eine wichtige, grundsätzliche Abgrenzung, sagt Born: „Es wäre unschön für uns, wenn man am Ende sagt, im Schlaf ist alles ähnlich wie im Wachen.“ Das Weltbild von Extinktionsforschern dagegen erschüttern diese Studien weniger. Selbst die Mitglieder der Forschungsgruppe zum Thema an der Ruhr-​Universität Bochum haben die Veröffentlichungen zum Großteil nicht so genau verfolgt, dass sie sich eine Einordnung der Ergebnisse unmittelbar zutrauen würden.

Doch selbst wenn die Unterschiede nur graduell wären: Das Gehirn im Tiefschlaf bliebe ein Extrempunkt. Born nennt als Beispiel den Neurotransmitter Acetylcholin, der im wachen Gehirn unter Stress vermehrt ausgeschüttet wird. Im Tiefschlaf sind seine Level minimal. Und dieser Unterschied ist wichtig fürs Lernen. Acetylcholin fördert die Aufnahme neuer Inhalte ins Kurzzeitgedächtnis; im Langzeitgedächtnis verankern lassen sie sich dagegen besser, wenn wenig des Neurotransmitters vorhanden ist. Diese Konsolidierung findet also vor allem im Tiefschlaf statt. Bisher schien das zu bedeuten: ohne erneute Bewertung. Doch genau diesen Zusammenhang stellen die neuen Ergebnisse in Frage. Ist also grundsätzlich während der Konsolidierung von Erinnerungen noch eine Neubewertung möglich? Ist sie vielleicht sogar nötig, um das Gelernte dauerhaft zu speichern?

Neurotransmitter

Neurotransmitter/-/neurotransmitter

Ein Neurotransmitter ist ein chemischer Botenstoff, eine Mittlersubstanz. An den Orten der Zell-​Zellkommunikation wird er vom Senderneuron ausgeschüttet und wirkt auf das Empfängerneuron erregend oder hemmend.

Acetylcholin

Acetylcholin/-/acetylcholine

Acetylcholin ist einer der wichtigsten Neurotransmitter, also der Botenstoffe im Gehirn. Es ist unter anderem verantwortlich für die Muskelkontraktion, da es die Übertragung zwischen Nerv und Muskel an den sogenannten neuromuskulären Endplatten vermittelt. Es war der erste der chemischen Botenstoffe, der entdeckt wurde – 1921, am Herzen eines Frosches durch Otto Loewi.

Langzeitgedächtnis

Langzeitgedächtnis/-/long-term memory

Ein relativ stabiles Gedächtnis über Ereignisse, die in der etwas entfernteren Vergangenheit passiert sind. Im Langzeitgedächtnis werden Inhalte zeitlich nahezu unbegrenzt gespeichert. Unterschiedliche Gedächtnisinhalte liegen in unterschiedlichen Gehirn-​Arealen. Die zelluläre Grundlage für diese Lernprozesse beruht auf einer verbesserten Kommunikation zwischen zwei Zellen und wird Langzeitpotentierung genannt.

Konsolidierung

Konsolidierung/-/consolidation

Der Prozess, wenn Informationen vom Kurz– ins Langzeitgedächtnis übergehen, also dauerhaft gelernt werden.

Ansätze für weitere Forschung

Im Wachzustand kann man den Moment messen, wenn menschliche Probanden überrascht feststellen, dass eine zuvor gelernte Verknüpfung zwischen zwei Reizen nicht mehr gilt: „Was ist denn jetzt los?“ Born nimmt an, dass diese Reaktion das widerspiegelt, was seine Kollegen eine Labilisierung von Gedächtnisinhalten nennen, die gerade aufgerufen wurden: Während der erneuten Speicherung (Rekonsolidierung) sind sie anfälliger für Manipulationen. Dieser Mechanismus, so Borns Annahme, müsste auch greifen, wenn die neue Information über die Harmlosigkeit des konditionierten Reizes während des Schlafs auftrifft. Dann könnte er anhand der Hautleitfähigkeit messen, ob die Schläfer vor ihm gerade Information neu bewerten.

Jan Born will sich des Themas jetzt selbst annehmen. Und natürlich will er „alles besser machen“ als es die ersten Vorläuferstudien mit ihren kleinen Versuchsgruppen von sechs bis 18 Individuen konnten. Er will seinen Probanden etwa nach dem ersten Lernen der Furchtreaktion drei bis vier Tage Zeit lassen, damit sich die Erinnerung festsetzen kann. Die normale Konsolidierung im Schlaf sollte dann abgeschlossen sein, alle nötigen Proteine gebildet. Angstpatienten kommen schließlich auch nicht gleich am Tag nach der ersten schlechten Erfahrung zum Therapeuten. Auch das Renewal, also das Wiederaufflackern der Angst etwa in Stresssituationen oder dem ursprünglichen Lernkontext, will Born genauer untersuchen (Renewal: Wenn Verlernen misslingt): Wie gut haben die Probanden nach dem Umlernen ihre Angst auch in einem neuen Kontext im Griff? Und haben sie häufiger Rückfälle als Kontrollgruppen nach der klassischen Extinktion im Wachzustand? Oder seltener? Bisher können Wissenschaftler Renewal im Experiment nur mit zusätzlichen Tricks verhindern – aber auch dann vor allem, wenn die Angst-​Erinnerung noch frisch ist. Das könnte im Schlaf anders sein, hofft Born: „Es kann sein, dass im Schlaf mehr passiert als Extinktion, dass selbst längerfristig eingespeicherte Inhalte bereit sind für eine Umgestaltung.“

Konsolidierung

Konsolidierung/-/consolidation

Der Prozess, wenn Informationen vom Kurz– ins Langzeitgedächtnis übergehen, also dauerhaft gelernt werden.

Extinktion

Extinktion/-/extinction

Bei der Extinktion wird ein Reiz mehrfach im selben Kontext präsentiert, bis eine Gewöhnung, d.h. eine Habituation, eingetreten ist. Vgl. auch die klassische Konditionierung. Beispielsweise lernt eine Schnecke, dass eine bestimmte Berührung nicht bedrohlich ist. Diese Desensibilisierung schlägt sich auch auf Ebene der Synapsen nieder.

Hoffnung für Angstpatienten

Extinktionslernen im Schlaf statt im Wachzustand sollte seiner Einschätzung nach aber zumindest dabei helfen, das neue Wissen um die Harmlosigkeit eines Angstreizes auf möglichst viele Situationen zu übertragen. „Schlaf bietet eigentlich keinen speziellen Kontext“, erklärt Born. Die Sinne nehmen so gut wie keine Information auf, die das Gehirn mit der neuen Einschätzung verknüpfen könnte: Auf diesen furchteinflößenden Reiz folgt ja gar nicht immer etwas Schlimmes. „Das ist das Tolle am Schlaf“, sagt der Wissenschaftler. Womöglich wäre er sogar ein idealer Zustand zum Umlernen.

An Patienten mit verfestigten Ängsten allerdings würde er die Prozedur allerdings vorläufig nicht ausprobieren. Die bisherigen Versuche haben nur die Auswirkungen auf gerade neu gelernte Ängste untersucht, die häufig noch zugänglicher sind für Modifikationen. Und selbst hier „wissen wir nicht, wie es passieren kann, dass das Ergebnis plötzlich umschlägt“, warnt Born. Seine Stimme wird ganz hoch bei der Vorstellung, Patienten einfach im Tiefschlaf ihren Angstreiz vorzuspielen. „Das wäre gefährlich: Wir könnten die Angst aus Versehen verstärken, statt sie abzuschwächen.“

So oder so glaubt er allerdings weiter an die Möglichkeit, im Schlaf gegen die Angst vorzugehen. Selbst wenn alle weiteren Studien gegen die Möglichkeit von Extinktionslernen im Schlaf sprechen sollten: „Das hieße nicht, dass eine Extinktionsverstärkung im Schlaf nicht geht.“ Die Patienten müssten eben vorher einüben, dass der konditionierte Reiz keine Gefahr bedeutet. Dann sollte das Gehirn bei einer erneuten Präsentation während des anschließenden Schlafs diese neue Verknüpfung umso besser verankern können.

zum Weiterlesen:

  • Rolls, A. et al.: Sleep to forget: interference of fear memories during sleep, Mol Psychiatry, 2013 Nov;18(11):1166 – 70. (zum Abstract)
  • Hauner, K. et al.: Stimulus-​specific enhancement of fear extinction during slow-​wave sleep, Nat Neurosci, 2013 Nov; ;16(11):1553 – 5. (zum Volltext)
  • Barnes, DC./Wilson, DA.: Slow-​wave sleep-​imposed replay modulates both strength and precision of memory, J Neurosci, 2014 Apr;34(15):5134 – 42. (zum Volltext)
  • He, J. et al.: Effect of conditioned stimulus exposure during slow wave sleep on fear memory extinction in humans, Sleep, 2015 Mar 1;38(3):423 – 31. (zum Abstract)
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