Leistungssteigerung: Schlaf als Dopingmittel

Medizin am Abend Fazit: Von den Grenzen des Schlafs als Dopingmittel

Das Gedächtnis braucht seinen Schlaf, er festigt die Lerninhalte des vergangenen Tages. Forscher haben auch Möglichkeiten gefunden, die Schlafphasen zu beeinflussen und dadurch die Gedächtnisleistungen zu verbessern. In zwei voneinander unabhängigen Studien haben Forsche-rinnen und Forscher um Professor Jan Born vom Institut für Medizinische Psychologie der Universität Tübingen nun überprüft, wo die Grenzen des Lernens im Schlaf liegen: Neu erlernte motorische Fertigkeiten, so ergab die eine Studie, lassen sich durch eine Schlafphase stabilisieren, nicht jedoch weiter steigern. Die zweite Studie bestätigte, dass gezielt gesetzte akustische Signale im Schlaf die Leistungen beim Merken von Inhalten verbessern können, zeigte aber auch, dass dieser Effekt nicht beliebig gesteigert werden kann. Beide Studien erscheinen in der aktuellen Ausgabe von "The Journal of Neuroscience".

Zusammen mit Almut Nettersheim von der Universität Lübeck überprüften die Tübinger Forscher Susanne Diekelmann, Manfred Hallschmid und Professor Jan Born, wie sich Schlaf auf die Leistung bei motorischen Aufgaben auswirkt.

Dazu ließen sie Probanden Tippsequenzen erlernen und prüften die Fingerfertigkeit gleich nach dem Training sowie im Vergleich nach einer Phase wacher oder schlafend verbrachter Zeit. „Frühere Studien hatten nahegelegt, dass sich das beim Training erreichte Niveau im Schlaf steigern lässt“, sagt Born. In ihrem Versuchskonzept achteten die Forscher darauf, die Wirkung von Schlaf auf die Leistung sauber von der durch zusätzliches Training zu trennen. Die Versuchsteilnehmer erreichten ihre persönliche Bestleistung jeweils 30 Minuten nach dem Training. Tatsächlich konnte die Gruppe, die sich gleich für vier Stunden lang schlafen legte, diesen Level danach wieder erreichen. Dagegen ließen die Fähigkeiten während einer vierstündigen Wachphase deutlich nach.

Wurde nun der Schlaf nachgeholt, stellten die Versuchsteilnehmer ihre persönliche Bestleistung wieder her. Zwölf Stunden nach dem Training waren die Leistungen beider Gruppen vergleichbar, egal ob sie eine halbe Stunde oder erst vier Stunden nach dem Training schlafen gegangen waren. Schlaf stabilisiert die erlernten motorischen Fertigkeiten, so das Fazit der Forscher. „Doch über das im Training erreichte Niveau hinaus ließ sich die Leistung der Versuchsteilnehmer durch Schlafen nicht steigern“, betont Jan Born.

In der zweiten Studie untersuchte der Professor mit den Tübinger Forschern Hong-Viet V. Ngo, Arjan Miedema, Isabel Faude und Matthias Mölle sowie dem Lübecker Kollegen Thomas Martinetz, inwieweit sich die Gedächtnisleistung im Schlaf beeinflussen lässt. Der Tiefschlaf ist durch langsame Hirnschwingungen gekennzeichnet, die die Forscher in einem EEG (Elektroenzephalogramm) messen können. Diese Schwingungen haben sich als wichtig für die Gedächtnisbildung erwiesen. Frühere Studien hatten gezeigt, dass die Gedächtnisleistung gesteigert wird durch eine Stimulation mit gezielt gesetzten Klicklauten, die mit dem Ansteigen der Hirnschwingungen des Schlafenden in Einklang sind. „Dieser Effekt ließ sich in unseren Versuchen mit Probanden, die sich Wortpaare merken sollten, zuverlässig wiederholen“, berichtet Born, „nach der gezielten Stimulation mit Klicklauten schnitten die Versuchsteilnehmer besser ab.“

Doch bei zwei aufeinander folgenden Klicklauten pro Stimulationsphase war Schluss: Durch mehr Klicks ließen sich keine weiteren der erwünschten Hirnschwingungen erzeugen, auch ließen sich die Schwingungen nicht in ihrer Amplitude erhöhen und dementsprechend wurde auch die Gedächtnisleistung nicht weiter gesteigert.

Die Forscher stellten fest, dass der Prozess wahrscheinlich durch feste Pausenzeiten im System des Gehirns begrenzt wird. Sie gehen davon aus, dass es sich nicht um eine Schwäche des Systems handelt, sondern um einen sinnvollen Regulierungsmechanismus: „Zu viele und zu starke Hirnschwingungen steigern das Risiko für epileptische Anfälle“, erklärt der Wissenschaftler, „das System steuert selbst gegen und setzt dem Prozess Grenzen.“

Publikationen:
Almut Nettersheim, Manfred Hallschmid, Jan Born, and Susanne Diekelmann: The Role of Sleep in Motor Sequence Consolidation: Stabilization Rather Than Enhancement. The Journal of Neuroscience, 29. April 2015, SS. 6696-6702.

Hong-Viet V. Ngo, Arjan Miedema, Isabel Faude, Thomas Martinetz, Matthias Mölle, and Jan Born: Driving Sleep Slow Oscillations by Auditory Closed-Loop Stimulation - A Self-Limiting Process. The Journal of Neuroscience, 29. April 2015, SS. 6630-6638.

Medizin am Abend DirektKontakt:

Prof. Dr. Jan Born
Universität Tübingen
Institut für Medizinische Psychologie
Telefon +49 7071 29-88923
jan.born[at]uni-tuebingen.de
Dr. Karl Guido Rijkhoek -  Eberhard Karls Universität Tübingen

Muskulöse Männer....

Medizin am Abend Fazit: Das Hormon Oxytocin: Mehr Sympathie für starke Männer

Männer finden körperlich trainierte, muskulöse Männer weniger sympathisch als schmächtige Männer. Das konnte in vielen Studien nachgewiesen werden. Unter dem Einfluss des Hormons Oxytocin allerdings verschwindet dieser Effekt und muskulöse Männer werden sympathischer beurteilt. Das zeigt eine aktuelle Studie von Psychologen der Universitäten Freiburg und Köln, die jetzt in der Fachzeitschrift „Social Cognitive and Affective Neuroscience“ veröffentlicht wurde. 
 
Wie attraktiv oder vertrauensvoll wir jemanden finden, hängt von vielen Faktoren ab. „Auch die körperliche Erscheinung eines Menschen beeinflusst, wie ihn andere wahrnehmen, da körperliche Kraft und Größe aus evolutionärer Sicht Hinweise auf Dominanz und Bedrohung darstellen“, sagt der Sozialpsychologe Thomas Mussweiler. Gemeinsam mit dem Biopsychologen und Neurowissenschaftler Markus Heinrichs hat er untersucht, ob Männer Fotos von muskulösen Gleichaltrigen weniger sympathisch bewerten als die von schmächtigen Altersgenossen. Sie wollten außerdem wissen, ob die Bewertung eines anderen Mannes durch das Hormon Oxytocin beeinflusst wird. Oxytocin ist für das soziale Verhalten (wie Blickkontakt, Vertrauen, Berührungen) sehr wichtig.

Die Wissenschaftler luden für ihr Experiment 100 männliche Studenten Anfang 20 ins Labor ein. Jedem Probanden wurde per Nasenspray eine Substanz verabreicht, die bei der einen Hälfte der Probanden das Hormon Oxytocin enthielt und bei den restlichen 50 Probanden ein Placebo. Welcher Proband welche Substanz bekam, erfolgte zufällig und verdeckt für alle Beteiligten. Danach betrachteten die Studenten das Foto eines Mannes am Computer. Dieses Foto lag in zwei Varianten vor. Gesicht und Gesichtsausdruck des Mannes waren auf beiden Bildern gleich, aber der Körper war digital manipuliert. Die eine Hälfte der Probanden betrachtete das Foto eines gleichaltrigen muskulösen Mannes. Die andere Gruppe betrachtete das Foto eines schmächtigen Altersgenossen. Die Forscher kreuzten die beiden Versuchsbedingungen, so dass jeweils die Hälfte der Oxytocin- und der Placebo-Gruppe das Bild des muskulösen Mannes betrachtete, während die andere Hälfte beider Gruppen das Bild des schmächtigen Mannes ansah.

Muskeln wirken unsympathisch

Die anschließende Aufgabe der Studenten war es, sich vorzustellen, mit dem Mann in Kontakt zu treten und diese Situation niederzuschreiben. Danach sollten sie den Mann auf dem Foto beurteilen: wie alt und wie stark er ist, wie ähnlich er ihnen selbst und ihrem Freundeskreis ist, und wie sympathisch sie ihn finden. Die Wissenschaftler verglichen die Bewertungen der beiden Bildervarianten durch die Oxytocin- und die Placebo-Gruppe. Die Ergebnisse zeigen, dass der muskulöse Mann insgesamt weniger sympathisch beurteilt wurde als der schmächtige Mann.

Oxytocin verändert die Sympathiebewertungen

Unter Einfluss von Oxytocin dagegen waren die Sympathiebewertungen für körperlich dominante, muskulöse Männer höher: bei dieser Gruppe wurden der muskulöse und der schmächtige Mann annähernd gleich sympathisch bewertet.

Die Studenten der Placebo-Gruppe hingegen fanden den muskulösen Altersgenossen deutlich weniger sympathisch als den schmächtigen. Es zeigte sich auch, dass der muskulöse Mann von beiden Gruppen als der eigenen Person und dem eigenen Freundeskreis weniger ähnlich eingeschätzt wurde. Oxytocin scheint also die Sympathie gegenüber dem muskulösen Mann verbessert zu haben, ohne ihn aber ähnlicher erscheinen zu lassen. „Wir gehen davon aus, dass Oxytocin eine wichtige Rolle bei der sozialen Annäherung spielt“, fasst Markus Heinrichs die Ergebnisse zusammen, „das Hormon stellt damit eine wichtige Voraussetzung für die Erweiterung und Sicherung sozialer Netzwerke dar.“

Möglicher Einsatz von Oxytocin zur Therapie von sozialen Störungen

Heinrichs erforscht derzeit, inwieweit das Hormon Oxytocin in Kombination mit Psychotherapie eingesetzt werden könnte. Insbesondere psychische Störungen mit schweren zwischenmenschlichen Problemen, wie zum Beispiel Autismus oder die Borderline-Persönlichkeitsstörung, könnten davon profitieren. „Seit einigen Jahren lässt sich nicht mehr bestreiten, dass das Hormon Oxytocin eine zentrale Rolle für unser Sozialverhalten spielt“, sagt Heinrichs. „Die nächsten Jahre werden dadurch geprägt sein, das klinische Potential für sogenannte ‚soziale Störungen‘ zu ermitteln und Psychotherapie da wirksamer zu machen, wo die Entwicklung schon zu lange stagniert oder wie beim Autismus weitgehend ausbleibt.“

Die Originalstudie finden Sie hier:
Chen, F. S., Mayer, J., Mussweiler, T., & Heinrichs, M. (in press). Oxytocin increases the likeability of physically formidable men. Social Cognitive and Affective Neuroscience. doi:10.1093/scan/nsu116

http://scan.oxfordjournals.org/content/early/2014/09/24/scan.nsu116.long

Medizin am Abend DirektKontakt:

Prof. Dr. Markus Heinrichs
Institut für Psychologie
Lehrstuhl für Biologische und Differentielle Psychologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Stefan-Meier-Straße 8
79104 Freiburg i. Br.
Tel.: 0761 2033029 / 3028
E-Mail: heinrichs@psychologie.uni-freiburg.de

Prof. Dr. Thomas Mussweiler
Universität zu Köln
Social Cognition Center Cologne
Richard-Strauss-Str. 2
50931 Köln
Tel.: 0221 4704720
Email: office-mussweiler@uni-koeln.de

Dr. Anne Klostermann
Tel.: 030 28047718

Über die DGPs:
Die Deutsche Gesellschaft für Psychologie (DGPs e.V.) ist eine Vereinigung der in Forschung und Lehre tätigen Psychologinnen und Psychologen. Die über 3500 Mitglieder erforschen das Erleben und Verhalten des Menschen. Sie publizieren, lehren und beziehen Stellung in der Welt der Universitäten, in der Forschung, der Politik und im Alltag.

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Weitere Informationen für Medizin am Abend Beteiligte:

http://scan.oxfordjournals.org/content/early/2014/09/24/scan.nsu116.long

360° Sonntag - SPEZIAL: www.schreiadler.org wieder auf Adler-TV Sendung

Medizin am Abend Fazit: Wieder auf Sendung! Mit Adler-TV per Mausklick live dabei

Mit der Deutschen Wildtier Stiftung verfolgen Sie in den kommenden Wochen unter www.Schreiadler.org das Brutgeschehen im Adler-Horst 
 
Sie ist in diesem Jahr spät dran: Das Schreiadler-Weibchen ist heute mit Verspätung in ihrem Adler-Horst im lettischen Naturreservat Teici gelandet. Was zur Verzögerung beim Rückflug aus dem südlichen Afrika führte, kann nur vermutet werden. Das „Catering“ ließ wohl kurz vor der Abreise zu wünschen übrig. „Durch eine lange Dürre war das Nahrungsangebot der Schreiadler in ihrem Überwinterungsgebiet eher dürftig“, sagt Dr. Andreas Kinser, Schreiadler-Experte der Deutschen Wildtier Stiftung. „Viele Schreiadler haben auf dem 10.000 Kilometer langen Rückflug längere Zeit in Zentralafrika verbracht, wahrscheinlich um Energie zu tanken.“

Über eine versteckte Kamera kann ab heute jeder unter www.Schreiadler.org die Greifvögel bei der Familiengründung beobachten.

Bei der Deutschen Wildtier Stiftung warten alle gespannt darauf, wann das männliche Tier landet, das Schreiadler-Paar Eier legt und mit dem Brüten beginnt.

Die Beobachtung per Webcam ist nicht nur als „voyeuristische Attraktion“ zu verstehen: „Die Übertragung ist Teil eines lettischen Forschungsprojektes, das gemeinsam mit Dr. Ugis Bergmains, dem lettischen Schreiadler-Experten und Kooperationspartner der Deutschen Wildtier Stiftung, durchgeführt wird. Dabei geht es unter anderem um die Nahrungszusammensetzung der seltenen Vögel.

In Deutschland sind die Schreiadler vom Aussterben bedroht. Insgesamt gibt es nur noch 110 Paare, die in Mecklenburg-Vorpommern und Brandenburg brüten. Damit ist der Schreiadler weit davon entfernt, von der Roten Liste gestrichen zu werden. Die Bedrohung des Schreiadlers hängt unter anderem mit der Intensivierung in der Land- und Forstwirtschaft zusammen. In einem Modellprojekt, das durch das Bundesamt für Naturschutz (BfN) mit Mitteln des Bundesumweltministeriums gefördert wird, erprobt die Deutsche Wildtier Stiftung derzeit gemeinsam mit den Landbewirtschaftern, wie eine Schreiadler-gerechte Landbewirtschaftung aussehen könnte.



Medizin am Abend DirektKontakt

Dr. Andreas Kinser, Tel. 040 / 9707869-21

Eva Goris Deutsche Wildtier Stiftung

Christoph-Probst-Weg 4
20251 Hamburg
Deutschland
Hamburg
Telefon: 040 / 733 39 - 1874
Fax: 040 / 733 02 78
E-Mail-Adresse: e.goris@dewist.de

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Weitere Informationen für Medizin am Abend Beteiligte:

http://www.DeutscheWildtierStiftung.de

360° Sonntag SPEZIAL: Die muttergebundene Lebensweise - Stresshormon Kortisol - Herzschlag

Medizin am Abend Fazit: Frühe Trennung von Kuh und Kalb hat Spätfolgen für den Nachwuchs

Kälber von Milchkühen werden in der Regel in den ersten 24 Lebensstunden von ihren Müttern getrennt. Der Großteil der Milch gelangt so in den Handel und nicht in die Mägen der Kälber. Ohne Mutter aufzuwachsen hat jedoch Konsequenzen. Tierhaltungsspezialistin Susanne Waiblinger von der Vetmeduni Vienna und KollegInnen haben die Langzeiteffekte dieser frühen Trennung untersucht. Das Ergebnis: Kontakt zur Mutter und anderen Kühen während der Aufzucht, macht Rinder zu geselligeren Erwachsenen. Die Studie wurde im Journal Applied Animal Behaviour Science veröffentlicht. 

Bild zu: Frühe Trennung von Kuh und Kalb hat Spätfolgen für den Nachwuchs Kontakt zur Mutter und anderen Kühen macht die Tiere langfristig zu geselligeren und sozial kompetenteren Erwachsenen. Foto: Kathrin Wagner/Vetmeduni Vienna

Milch trinken hat im Alpenland Österreich lange Tradition.  

Jedes Jahr werden in Österreich 3,4 Millionen Tonnen Milch produziert. Dazu werden Milchkühe üblicherweise wenige Stunden nach der Geburt von ihren Kälbern getrennt. Die Kälber werden dann über Tränkeeimer oder einen Tränkeautomaten mit Milch oder Milchersatz versorgt. Dabei bekommen die Kälber meist deutlich weniger Milch, als sie bei ihrer Mutter aufnehmen würden. Darüber hinaus kann zwischen Mutter und Kalb keine Beziehung entstehen. Nach einigen Tagen oder Wochen in Einzelhaltung kommen die Jungtiere dann in Kälbergruppen zusammen.

Frühe Trennung wirkt sich langfristig auf soziales Verhalten aus

„Aus Forschungsarbeiten mit verschiedenen Tierarten wissen wir, dass sich die frühe soziale Umgebung auf das Verhalten, die Stress-Reaktivität und die Fähigkeit, mit Herausforderungen umzugehen, auswirken“, erklärt die Studienleiterin Susanne Waiblinger vom Institut für Tierhaltung und Tierschutz. Gemeinsam mit der Erstautorin Kathrin Wagner untersuchte sie diese Effekte bei Milchkühen. Eine bereits früher publizierte Teilstudie der Forscherinnen zeigte, dass Rinder, die mit Müttern aufgewachsen sind, beim Eintritt in eine Herde eine höhere soziale Kompetenz mitbringen, als mutterlos aufgezogene Artgenossen.

Gemeinsam mit KollegInnen der Vetmeduni Vienna und dem Thünen-Institut für Ökologischen Landbau in Deutschland untersuchten Wagner und Waiblinger insgesamt 26 Kühe mit unterschiedlichen Aufzuchterfahrungen. Elf Tiere wurden gleich nach der Geburt von der Mutter getrennt, danach in die Kälbergruppe gebracht und über einen Tränkeautomat gefüttert. Die 15 restlichen Rinder waren nach der Geburt fünf Tage lang mit der Mutter zusammen in der Abkalbebox und bauten in dieser Zeit eine Bindung zu ihr auf. Danach kamen auch diese Kälber in die Kälbergruppe, hatten aber auch weiterhin Kontakt zu ihren Müttern. Neun dieser Kälber durften zweimal täglich zur Mutter, die restlichen sechs konnten jederzeit zwischen Kuhherde und Kälbergruppe wechseln.

Um herauszufinden, ob sich die unterschiedlichen Aufzuchtstrategien langfristig auf das Verhalten der Tiere in Stresssituationen auswirken, haben die WissenschafterInnen verschiedene Tests mit den ausgewachsenen Tieren durchgeführt.

Mit Mutter aufgezogene Tiere sind in Stresssituationen aktiver

„Rinder sind Herdentiere. Deshalb reagierten alle Tiere, egal ob mit oder ohne Mutter aufgezogen, in einer Isolationsbox erwartungsgemäß mit verstärkter Ausschüttung des Stresshormons Kortisol“, erklärt Waiblinger.

Rinder, die mit ihren Müttern aufwuchsen, zeigten während der Isolation zwar die höchsten Kortisolspiegel, die gemessene Herzfrequenz war bei diesen Tieren jedoch am niedrigsten.

Waiblinger erklärt dies so: „Es gibt grundsätzlich verschiedene Reaktionstypen. Manche Tiere reagieren in Stresssituationen eher mit erhöhtem Herzschlag, andere produzieren eher Kortisol. Es könnte sein, dass die unterschiedlichen Aufzuchtformen auch unterschiedliche Reaktionstypen hervorbringen.“

Auch im Verhalten der Tiere zeigten sich Unterschiede. Mit Mutter aufgezogene Kälber, vor allem jene, die ständig Kontakt zu ihren Müttern und zur Herde hatten, gingen aktiver mit der Isolationssituation um: sie bewegten sich insgesamt mehr in der Box und erkundeten ihre Umgebung stärker, als mutterlos aufgezogene Rinder. Dies deutet darauf hin, dass diese Rinder motivierter sind, zur Herde zurückzukehren und Stresssituationen aktiver bewältigen können.

Die Untersuchungen zeigen, dass eine reichhaltigere soziale Umwelt in der Aufzucht, also mit Kontakt zur Mutter und anderen Kühen, die Tiere langfristig zu geselligeren und sozial kompetenteren erwachsenen Rindern macht.

Die muttergebundene Kälberaufzucht wird bereits von einigen wenigen LandwirtInnen betrieben. „Wir müssen in Zukunft noch mehr darüber nachdenken, ob ein sozial sehr eingeschränktes frühes Umfeld die ideale Haltungsform darstellt“, plädiert Waiblinger.

Die Arbeit entstand im Rahmen der Doktorarbeit von Kathrin Wagner und ist im Doktoratskolleg BIOREC (Biological Responses to Environmental Challenges) angesiedelt. BIOREC beschäftigte sich mit den Auswirkungen von Stress bei verschiedenen Wirbeltierarten. https://www.vetmeduni.ac.at/phd/biorec

Service:
The article “Effects of mother versus artificial rearing during the first 12 weeks of life on challenge responses of dairy cows”, by Kathrin Wagner, Daniel Seitner, Kerstin Barth, Rupert Palme, Andreas Futschik and Susanne Waiblinger was published in the journal Applied Animal Behaviour Science. doi:10.1016/j.applanim.2014.12.010 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168159114003293

Über die Veterinärmedizinische Universität Wien

Die Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna) ist eine der führenden veterinärmedizinischen, akademischen Bildungs- und Forschungsstätten Europas. Ihr Hauptaugenmerk gilt den Forschungsbereichen Tiergesundheit, Lebensmittelsicherheit, Tierhaltung und Tierschutz sowie den biomedizinischen Grundlagen. Die Vetmeduni Vienna beschäftigt 1.300 MitarbeiterInnen und bildet zurzeit 2.300 Studierende aus. Der Campus in Wien Floridsdorf verfügt über fünf Universitätskliniken und zahlreiche Forschungseinrichtungen. Zwei Forschungsinstitute am Wiener Wilhelminenberg sowie ein Lehr- und Forschungsgut in Niederösterreich gehören ebenfalls zur Vetmeduni Vienna. Im Jahr 2015 feiert die Vetmeduni Vienna ihr 250-jähriges Bestehen. http://www.vetmeduni.ac.at


Medizin am Abend DirektKontakt:

Ao.Prof. Susanne Waiblinger
Institut für Tierhaltung und Tierschutz
Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna)
T +43 1 250 77-4905
susanne.waiblinger@vetmeduni.ac.at

Dr. Susanna Kautschitsch
Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna)
T +43 1 25077-1153
susanna.kautschitsch@vetmeduni.ac.at