Mit gutem Schlaf besser lernen

In der Wissenschaft wird immer noch darüber diskutiert, welche aktive Rolle guter Schlaf für das Gedächtnis spielt. Das gilt für Menschen wie für Tiere. Kannst Du also vielleicht mit Spielen, die die Intelligenz Deines Hundes fordern, dafür sorgen, dass er besser schläft? Und kann eine Verbesserung seiner Schlafsituation dazu führen, dass er sich Dinge leichter merken kann und besser lernt?

Die Unterschiede zwischen den Spezies sind enorm, weshalb für brauchbare Studienergebnisse viele verschiedene Spezies betrachtet werden müssen. Nicht nur Menschen und Laborratten. Im Jahr 2017 wurde erstmals eine Studie veröffentlicht [1], die sich eingehend mit dem Schlaf von Haushunden beschäftigt. Sie geht der Frage nach, ob ein guter Schlaf bedeutet, dass Hunde besser lernen können. Und umgekehrt: ob eine Forderung des Gehirns durch Lernen für einen besseren Schlaf sorgt.  Schauen wir uns die Studie einmal genauer an.

Schlaf ist ein wichtiger, aber wenig beachteter Zustand

Obwohl weithin akzeptiert ist, dass Schlaf eine wichtige Funktion für den Körper darstellt, gibt es noch keine generelle, vereinende Theorie darüber, die seine Ursprünge, Ausprägungen, Mechanismen und Funktionen im Detail erklärt. Eine in der Schlafforschung sehr häufig untersuchte aber immer noch kontrovers diskutierte Funktion ist die Gedächtnis-Konsolidierung. Das bedeutet, dass der Schlafende (egal, ob Mensch oder Hund) das zuvor erlernte im Schlaf in seinem Gedächtnis festigt. Das ist nicht nur für Studenten bei der Prüfungsvorbereitung relevant, sondern auch für Hundebesitzer, die ihrem Liebling ein paar Tricks beibringen, oder ihn einfach erziehen möchten.

Bislang gab es fundierte Untersuchungsergebnisse fast nur von Menschen und Laborratten. Zwischen den nichtmenschlichen Spezies gibt es große Unterschiede in Bedarf und Ausprägung des Schlafs, was darauf hindeutet, dass der Schlaf für die verschiedenen Spezies auch unterschiedliche Funktionen hat. Um diese Erkenntnisse zu erweitern, befasst sich die vorliegende Studie darum mit den generellen Eigenschaften und den besonderen Funktionen des Schlafs bei Hunden. Ein Aspekt dabei ist eben genau der Zusammenhang zwischen Gedächtnisleistung und Schlafeigenschaften.

Warum Schlafforschung an Hunden?

Hunde waren für die Forscher deshalb so interessant, weil sie insofern besonders sind, als dass sie im Laufe ihrer ca. 30.000-jährigen Geschichte der Domestizierung gelernt haben, das Sozialverhalten von Menschen nachzuahmen und sich an dieselben Herausforderungen der Umwelt anzupassen.

Für diese Studie verwendete das Forscherteam eine non-invasive Methode der Schlafaufzeichnung [2], um die Unterschiede im Spektrum der Hirnströme (das EEG, Elektroenzephalogramm) beim Schlaf zu messen, nachdem ein Hund ein Kommando erlernte, gegenüber Schlafphasen, vor denen er nichts gelernt hatte. 15 erwachsene Hunde wurden jeweils zweimal für drei Stunden beobachtet, nachdem sie entweder eine Lernaufgabe absolviert hatten oder eben nicht.

Was mussten die Hunde in der Studie tun?

Die Anforderungen waren nur mild. Als Übung vor der Messung der Hirnströme im Schlaf sollten die Hunde jeweils mit einem neuen Kommando, dessen Wörter sie noch nicht kannten, eine Verbindung zu einer bekannten Aktion herstellen (Sitz und Platz). Bei den Nicht-Lern-Phasen wurden ihnen dagegen die für die Aktionen bekannten Kommandos gegeben.

In einer Gewöhnung an die EEG-Apparatur lernten die Hunde zunächst, dass die Geräte keine Bedrohung darstellten. Die Hirnströme wurden dabei ohne vorherige Übungen gemessen. Nach der Eingewöhungsphase wurden dann die oben beschriebenen Aufgaben gelöst und anschließend das EEG im Schlaf gemessen.

Und was kam nun heraus?

Bevor man die Ergebnisse beschreiben kann, muss man erst einmal wissen, welche Aussagen die EEG-Messungen überhaupt machen.

Alpha, Beta, Gamma, Delta, Theta, was?

Die Hirnströme lassen sich in verschiedene Frequenzbereiche einteilen, die sozusagen verschiedene Wachzustände wiedergeben. Die Muster in den Signalwellen lassen einen Rückschluss auf den aktuellen Bewusstseinszustand zu.

Die niedrigste Frequenz (0,1 bis 4 Hz) weisen die Delta-Wellen auf. Sie stehen für einen Tiefschlaf, in dem man nicht träumt.

Die nächsthöhere Bandbreite, zwischen 4 und 8 Hz, sind die Theta-Wellen. Sie sind am häufigsten in Phasen des leichten Schlafs oder beim Einschlafen.

Danach folgen die Alpha-Wellen mit 8 – 13 Hz. Sie zeugen von einem wachen aber ruhigen Zustand, aber mit geschlossenen Augen.

Öffnet man die Augen, steigen die Hirnaktivität und die Frequenz der Wellen an, und wir kommen in den Bereich der Beta-Wellen, zwischen 13 und 30 Hz. Sie liegen an, wenn wir uns konzentrieren, bewusst anspannen, aber auch im REM-Schlaf (siehe auch unseren Beitrag zu den Schlafphasen).

Noch schneller wird es mit den Gamma-Wellen über 30 Hz. Sie sind messbar, wenn wir uns stark konzentrieren, wenn wir etwas lernen und bei der Meditation.

Messergebnisse bei den Hunden

Wenn der Hund vor dem Schlafen etwas neues lernte, zeigte sich im EEG eine Erhöhung der Delta-Aktivität und eine Verringerung der Alpha-Wellen. In der REM-Schlafphase stiegen die Delta- und Theta-Aktivität signifikant an, während Alpha- und Beta-Aktivitäten unverändert blieben. Das Gehirn war also im Schlaf „ruhiger“ als ohne Lernübung.

Die Makrostruktur des Schlafs selbst (also Verlauf und Dauer der Schlafphasen) wurde jedoch, entgegen den Erwartungen der Forscher, durch die Lernübungen nicht beeinflusst.

Man stellte jedenfalls einen signifikanten Zusammenhang fest zwischen den unterschiedlichen EEG-Werten und ob ein Hund zuvor an einer Lernübung teilgenommen hatte oder nicht. Das bedeutet, dass der Lernprozess tatsächlich die Hirnströme während des Schlafs und damit die Gedächtnisleistung beeinflusst. Die Leistungen der Hunde nach der Schlafphase waren durch die Bank besser. Das heißt, die vor dem Schlaf erlernten Kommandos hatten sie sich leichter gemerkt.

Lernt ein Hund nun besser mit gutem Schlaf, oder schläft ein Hund besser, wenn er lernt?

Um die Ergebnisse der Schlafforschung zu überprüfen, machte man mit den Studienteilnehmern noch weitere Tests. Nachdem nun klar war, dass Lernen den Schlaf beeinflusst, wollte man schließlich auch wissen, ob guter Schlaf umgekehrt die Lernfähigkeit beeinflusst.

Die Hunden wurden vor der Lernübung in vier Gruppen eingeteilt, in denen sie auf verschiedene Weisen eine Stunde lang beschäftigt wurden oder eben schliefen: Gassi gehen, mit einem Diesen Artikel bei amazon.de kaufen  "Kong®" spielen oder leichte Aktivitäten, die nicht im Zusammenhang mit der Lernübung stehen (bekannte Kommandos). Anschließend erlernten sie wie oben ein neues Kommando. Es folgten zwei Überprüfungen, ob die Hunde sich das neue Kommando gemerkt hatten, jeweils einmal nach Wiederholung der einstündigen Aktivität und einmal nach einer Woche.

Es zeigte sich tatsächlich, dass die Hunde, die nach dem Erlernen eines neuen Kommandos geschlafen hatten, sich dieses besser merkten.

Zusammenfassung

In dieser Studie, die sich erstmals mit dem Schlaf von Hunden im Zusammenhang mit dem Lernen einer neuen Fähigkeit beschäftigte, zeigt sich eine klare Wechselwirkung zwischen Schlaf und Lernen. Man führte erstmals den Beweis, dass auch Hunde im Schlaf eine Festigung ihres Gedächtnisses einleiten.

Die Schlussfolgerung ist, dass ein (guter) Schlaf nach dem Erlernen einer neuen Fähigkeit hilft, diese besser abzuspeichern. Umgekehrt beeinflusst das Erlernen neuer Dinge den Schlaf auch positiv.

Wenn Du mit Deinem Hund also einen neuen Trick einübst, gönne ihm direkt danach eine Pause mit etwas Schlaf. Und zum besseren Schlaf kannst Du abends vor dem Schlafengehen noch ein wenig mit ihm üben und ihn lernen lassen. So verdoppelt sich der Effekt. Der Hund lernt schneller und schläft besser. Und das am besten natürlich in einem bequemen Hundebett. 🙂

Quellen

[1] Kis, A. et al. The interrelated effect of sleep and learning in dogs (Canis familiaris); an EEG and behavioural studySci. Rep. 7, 41873; doi: 10.1038/srep41873 (2017)./ (Voller Text: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5292958/)

[2] Kis A. et al., Development of a non-invasive polysomnography technique for dogs (Canis familiaris), Physiol Behav, 2014 May 10;130:149-56, doi: 10.1016/j.physbeh.2014.04.004

Titelbild: Pixabay

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