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Gedächtnisbildung im Schlaf: Konsolidierung psychologischer, metabolischer und immunologischer Setpoints / FOR 457

Memory Formation during Sleep: Consolidation of Psychological, Metabolic and Immunological Set Points

15.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

Schlaf dient - über seine allgemeine Erholungsfunktion hinausgehend - insbesondere dazu, Gedächtnis zu konsolidieren. Das ist die Rahmenhypothese dieser Forschergruppe. Die Definition von "Gedächtnis" bezieht sich dabei auf eine fundamentale Funktion geregelter biologischer Systeme, innerhalb derer sich Gedächtnis in der Stabilisierung von Sollwerten (Setpoints) abbildet. In der Wachphase, in der Prozesse des Lernens und des Abrufs von Gedächtnisinhalten vorherrschen, sind Setpoints (angeborene sowie erlernte) im Rahmen der Interaktion des Organismus mit seiner Umwelt destabilisierenden Einflüssen ausgesetzt (Stress). Der Schlaf repräsentiert vor diesem Hintergrund eine Phase, in der unter stressfreien Bedingungen eine Konsolidierung von Gedächtnis, d.h. die Stabilisierung von Setpoints, und damit eine überdauernde, ’strategische’ Adaptation des Organismus an Stressoren ermöglicht wird. Es werden im Rahmen der Forschergruppe schlafassoziierte Mechanismen der Gedächtnisbildung auf drei Ebenen untersucht: (1) auf der Ebene psychologischer Gedächtnisbildung unter Berücksichtigung neurophysiologischer und neuroendokriner Mechanismen, (2) auf der Ebene metabolischer Setpoints und (3) auf der Ebene immunologischer Gedächtnisbildung. Gedächtnisbildung im Schlaf wird dabei auf allen drei Analyseebenen in Bezug auf ausgewählte pathophysiologische Zustände (Insomnie, Hemineglect, Schlafapnoe, Metabolisches Syndrom, Bluthochdruck, Infektionen) untersucht. Vermutet wird, dass auf allen drei Ebenen die Gedächtnisbildung nach gemeinsamen Prinzipien verläuft.

Aside from a general recovery function, sleep serves mainly the formation of memory. This is the central hypothesis guiding the work of this research unit. Memory in this context is defined as a fundamental function of biological feedback regulatory systems. In these systems, memory refers to the set-point enabling homeostatic regulation within feedback circuits over a certain time interval. During the wake phase dominated by processes of learning and retrieval, the interaction between the organism and its environment destabilizes innate and acquired set-points (stress). The sleep phase in this context represents an optimal period for stabilizing set-points, i.e., the consolidation of memory, under conditions free of stress. Thereby sleep enables long-term ’strategic’ adaptation of the organism to environmental stressors. The research unit investigates mechanisms of sleep associated memory formation at three levels: (i) at the psychological level including neurophysiological and neuroendocrine mechanisms underlying psychological memory formation, (ii) at the level of metabolic set-points, and (iii) at the level of immunological memory formation. At each level memory formation is analyzed also in the context of selected diseases (insomnia, hemineglect, sleep apnea, metabolic syndrome, hypertension, infections). We propose that memory formation at the three levels shares common principles.

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr. Jan Born
Institut für Neuroendokrinologie Universität zu Lübeck
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