Der Einfluss von Schlaf auf die implizite Vorhersage visueller Stimulus-Sequenzen

Abstract

In der Evolution ist Adaptation notwendig, um der natürlichen Selektion zu entgehen. Auch im kleinen Rahmen steht der Mensch tagtäglich vor der Aufgabe sich an die wechselnde Umwelt anzupassen. Damit das gelingt, ist die Wahrnehmung der Umgebung Grundvoraussetzung. Ein Mechanismus zur Optimierung der visuellen Detektion ist Predictive Coding. Dabei kommunizieren Hirnzentren unterschiedlicher hierarchischer Stufen. Es werden perzipierte Signale implizit in Gedächtnismodellen gespeichert und für Vorhersagen über zukünftigen visuellen Input genutzt. Die Gedächtniskonsolidierung profitiert stark von Schlaf, woraus sich folgende Fragestellung ergibt: Fördert Schlaf Predictive Coding? Im Rahmen dieses Experiments wurde eine serielle Antwortzeitaufgabe mit einer deterministischen Sequenz durchgeführt, die implizit gelernt wurde. Den Probanden wurde in Abruftests, die teils nach einem Schlaf-/Wach-Retentionsintervall stattfanden, pro Sequenzdurchlauf ein nicht vorhersagbarer Deviant-Stimulus gezeigt. Dabei war die Deviants-Fehlerrate in der Schlafgruppe signifikant höher als in der Wachgruppe, ebenso die Vorhersagestärke und die Rate vorhersagebedingter Fehler. Das könnte auf die schlafabhängige Konsolidierung eines intrinsischen Sequenz-Modells beim Predictive Coding hinweisen. Dabei wird von einer Beteiligung des Hippocampus ausgegangen, möglicherweise hervorgerufen durch die prädiktive Konzeption der Studie. Der Wechsel des zeitlichen Kontexts durch Verlängerung des Antwort-Stimulus-Intervalls führte zu einer Maskierung des stattgehabten Sequenz-Lernens, was auf eine verminderte Motivation und Konzentration zurückgeführt werden könnte. In einem letzten Abruftest, in dem die Probanden bereits über das Vorhandensein der Sequenz aufgeklärt waren, stellten sich die positiven Schlafeffekte reduziert dar. Folglich scheint das explizite Wissen mit dem Abruf des implizit konsolidierten Sequenz-Modells interferiert zu haben. In Aufgaben zum Wissen über die Sequenz stimmte die Konfidenz nach Schlaf signifikant besser mit korrekten, bzw. inkorrekten Angaben überein. Folglich demonstriert diese Verhaltensstudie nicht nur, dass Schlaf implizites Sequenz-Lernen fördert, sondern auch den expliziten Zugriff auf implizites Wissen unterstützt.