Episodic memory consolidation during sleep across development

01.09.2018 bis 31.08.2021

Schlaf fördert die Konsolidierung episodischer Gedächtnisinhalte im
erwachsenen Gehirn. Der Konsolidierungsprozess beruht dabei auf einem im Deltaschlaf (Slow Wave
Sleep) stattfindenden präzisen Zusammenspiel oszillatorischer EEG-Aktivität, d.h. insbesondere auf
der Phasenkopplung zwischen neokortikal generierten „Slow Oscillations“, thalamischen Spindeln und
hippokampal generierten
„Sharp Wave-Ripples“. Im Rahmen der Phasenkopplung dieser Rhythmen werden die im Hippokampus
reaktivierten Gedächtnisspuren allmählich in extrahippokampale Netzwerke verschoben, die als
Langzeitspeicher dienen. Das frühkindliche Gehirn zeigt ein enormes Potential zur Bildung von
Gedächtnis, obwohl wesentliche Strukturen, die zur episodischen Gedächtnisbildung beitragen, noch
nicht ausgereift sind. Unser Projekt zielt deshalb darauf ab, die Entwicklung der
schlafassoziierten episodischen Gedächtnisbildung zu charakterisieren. In parallel an Säuglingen
und Rattenjungen stattfindenden Untersuchungen wollen wir (i) bestimmen, in welchem Alter sich -
durch Schlaf - konsolidiertes episodisches Gedächtnis mitsamt seinen Komponenten (Ereignis,
zeitlicher und räumlicher Kontext) herausbildet. Wir wollen (ii) testen, ob die Entstehung von
Ereignis- und Kontext-Komponenten des episodischen Gedächtnisses im Laufe der Entwicklung an die
gleichzeitige Entwicklung von EEG-Rhythmen gekoppelt ist, die für das Gedächtnis relevant sind
(d.h. von Slow Oscillations, Spindeln, Sharp Wave-Ripples). Wir wollen (iii) untersuchen, ob die
parallele Entwicklung des episodischen Gedächtnisses und der relevanten Rhythmen des Deltaschlafs
nicht ausschließlich reifungsabhängig voranschreitet, sondern durch Lernerfahrungen gezielt
beschleunigt werden kann. Die Gedächtnisleistung von Säuglingen und Rattenjungen wird über die
präferentielle Exploration von neuen im Vergleich zu bekannten Stimuli erfasst. Die relevanten
Schlafparameter werden bei Säuglingen mithilfe von Oberflächen- EEGs und bei Ratten darüber hinaus
durch intrakranielle hippokampale Ableitungen ermittelt. Unsere Studien haben das übergeordnete
Ziel, die zentrale Bedeutung des Schlafs für die Entwicklung der Fähigkeit, konsolidiertes
episodisches Gedächtnis zu
bilden, nachzuweisen.