Das menschliche Gehirn: Funktionsweise und Gedächtnis

Hast Du Dich schon einmal gefragt, wie es möglich ist, dass Du Dich ausgerechnet an ein Ereignis ganz genau erinnern kannst, an ein anderes jedoch so gut wie gar nicht? Das menschliche Gedächtnis ist ein wahres Wunderwerk, das es ermöglicht, sich an lang Vergangenes zu erinnern. Bei StudySmarter haben wir eine Lernplattform geschaffen, die Millionen von Studierende unterstützt.

Gedächtnis - Definition & Bedeutung

Das Gedächtnis, auch Mnestik genannt, ist eine komplexe Struktur, die bis heute noch nicht vollends erforscht und im Detail von Wissenschaftler*innen verstanden wurde. In der Psychologie lautet die Definition vom Begriff Gedächtnis wie folgt:

Bei dem Gedächtnis handelt es sich um die Fähigkeit, Erlerntes durch Speicherung und Abruf dauerhaft zu behalten und Informationen aus dem Unterbewusstsein wieder in das Bewusstsein zurückzuholen. Häufig wird das Gedächtnis auch mit dem Erinnerungsvermögen gleichgesetzt. Das Gedächtnis ist die Fähigkeit, Erlerntes durch die Speicherung und den Abruf, Informationen dauerhaft zu behalten und bei gegebener Situation wieder in das Bewusstsein zurückzuholen.

Das Gedächtnis umfasst alle bewussten und unbewussten Prozesse sowie Strukturen zur Speicherung und zum Abruf von Informationen. Es gilt als eine der zentralen Schnittstellen des menschlichen Handelns. Ohne das Gedächtnis wäre der Mensch nicht handlungsfähig. Im Gedächtnis gespeicherte Inhalte können jedoch auch wieder verloren gehen. Informationen können theoretisch dauerhaft im Langzeitgedächtnis gespeichert bleiben. Jedoch kann es zu nachträglichen Verlusten und Verzerrungen bzw.

Unser Gehirn arbeitet stets auf Hochtouren, denn es sortiert, filtert und speichert Erlebnisse, Eindrücke und Erfahrungen im Gedächtnis ab. Wie funktioniert unser Gedächtnis und wie holen wir diese Informationen wieder hervor? Im Vergleich zur Festplatte eines Computers speichert unser Gehirn nicht Null und Eins, sondern bei jeder Informationsverarbeitung verändert sich die Verknüpfung der Nervenzellen im Gehirn. Dieses sogenannte neuronale Netz ist bei jedem Menschen unterschiedlich. "Wenn wir uns was merken, dann ändert sich wirklich physiologisch unser Gehirn.

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Gedächtnisarten

Das Gedächtnis selbst kann als eine Struktur angesehen werden, die aus verschiedenen Komponenten und Arten besteht. Die drei Komponenten werden nach ihrer relativen Speicherdauer gegliedert. Dabei handelt es sich um:

  • das Ultrakurzzeitgedächtnis (UKZG): Speicherung für wenige Millisekunden
  • das Kurzzeitgedächtnis/Arbeitsgedächtnis (KZG): Speicherung für wenige Sekunden bis zu Minuten
  • das Langzeitgedächtnis (LGZ): dauerhafte Speicherung

Drei verschiedene Gedächtnisbereiche sind im Gehirn für das Lernen von Bedeutung: das Ultrakurzzeitgedächtnis, das Arbeits- oder Kurzzeitgedächtnis und das Langzeitgedächtnis. Jeden Augenblick sind alle Sinne aktiv und unser Gehirn muss die vielen verschiedenen Informationen aus einem großen Angebot an Eindrücken herausfiltern. Wir riechen, hören, sehen, schmecken und fühlen. Mit diesen unterschiedlichen Sinnen nehmen wir Informationen auf. Nur für gerade mal zwei Sekunden bleibt das Wahrgenommene im Ultrakurzzeitgedächtnis, wird dann verworfen oder gelangt ins Kurzzeitgedächtnis. Deshalb ist es so wichtig, wenn eine Information gespeichert werden soll, dass wir uns nur auf eine Sache konzentrieren. Wenn wir einen Text verstehen und behalten wollen und gleichzeitig einen Film verfolgen, dann wird keine der beiden Inhalte vollständig gespeichert. Nur der Inhalt, der die volle Konzentration bekommt, wird festgehalten.

Neben den drei Komponenten, aus denen das Gedächtnis besteht, gibt es auch noch verschiedene Gedächtnisarten. Von manchen hast Du vielleicht schon einmal etwas gehört. Dazu zählen etwa das deklarative und das prozedurale Gedächtnis, die einen Teil des Langzeitgedächtnisses darstellen. Du kannst auch erkennen, dass sich das deklarative Gedächtnis selbst noch einmal unterteilt in das semantische und episodische Gedächtnis.

Deklaratives Gedächtnis

Das deklarative Gedächtnis, auch explizites Gedächtnis genannt, speichert alle Fakten und Ereignisse, die verbalisiert und bewusst erinnert werden können. Daher wird es auch als das sogenannte "Wissensgedächtnis" bezeichnet. Darunter fällt unter anderem Dein eigener Name oder der Weg zur Schule. Das deklarative Gedächtnis nach Definition ist der Speicherort für Wissen, das Menschen verbalisieren, also in Worte fassen können. Es wird auch als Wissensgedächtnis oder explizites Gedächtnis bezeichnet und enthält das sogenannte deklarative Wissen. Im deklarativen Gedächtnis sind Fakten abgelegt, etwa das Einmaleins oder die Hauptstädte verschiedener Länder. Daneben gehören zum deklarativen Gedächtnis Erinnerungen an autobiografische Ereignisse, von denen Menschen zumindest ungefähr wissen, wann und wo und diese stattfanden.

Wenn du gefragt wirst, was du heute Morgen zum Frühstück gegessen hast, kannst du das in der Regel sofort genau beantworten. Vielleicht kannst du dir den Teller oder die Müsli-Schüssel sogar noch vor deinem inneren Auge vorstellen. Dem deklarativen Gedächtnis wird im Gegensatz zum prozeduralen Gedächtnis häufig unterstellt, dass es manipulierbar sei. Das kann hauptsächlich in redundanten (sich wiederholenden) Situationen der Fall sein, da das deklarative Wissen nicht automatisiert ist, also nicht ohne Nachdenken eingesetzt und durch den wiederkehrenden Abruf möglicherweise verfälscht werden kann.

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Dein deklaratives Wissen wurde in diesem Fall von dem zuvor gehörten Schulstoff manipuliert bzw. beeinflusst. Das deklarative Gedächtnis untergliedert sich weiter in das episodische und das semantische Gedächtnis.

Semantisches Gedächtnis

Ein semantisches Gedächtnis umfasst das gesamte Fakten- und Sachwissen ohne räumlich-zeitlichen Bezug und speichert das Wissen über die Welt und die Sprache. So zählen etwa geschichtliche Jahreszahlen oder das Wissen, dass Paris die Hauptstadt Frankreichs ist, zum semantischen Gedächtnis. Spannend ist, dass man meist selbst gar nicht weiß, wann genau man sich bestimmtes faktisches Wissen angeeignet hat. Das Faktengedächtnis heißt in der Fachsprache semantisches Gedächtnis, das autobiografische wird episodisches Gedächtnis genannt. Semantische Inhalte sind zeitlich und räumlich unabhängig. Menschen erinnern sich also in der Regel nicht, wo und wann sie Faktenwissen erworben haben.

Episodisches Gedächtnis

Episodische Gedächtnis umfasst alle Erinnerungen an persönliche Ereignisse mit räumlich-zeitlichem Bezug. Das können z. B. Erinnerungen an vergangene Urlaube, den Tag der Einschulung oder Geburtstagsfeiern sein. Das autobiografische wird episodisches Gedächtnis genannt. Über dieses definiert sich die Eigenwahrnehmung jeder Persönlichkeit. Hier befinden sich die Erinnerungen an wichtige Ereignisse im Leben, zum Beispiel:

  • Hochzeit
  • Todesfälle
  • Geburt eines Kindes
  • Peinliche Missgeschicke
  • Unfälle

Kurz gesagt alles, was das Gehirn als bedeutend einstuft.

Das Besondere am episodischen Gedächtnis ist, dass es zu einer sogenannten "Semantisierung" kommen kann. Episodische Gedächtnisinhalte verlieren dabei über die Zeit hinweg an Detailreichtum. Ihr räumlich-zeitlicher Bezug entfällt. Damit werden sie zu Fakten und somit zum semantischen Gedächtnis.

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Prozedurales Gedächtnis

Das prozedurale Gedächtnis wird auch als implizites Gedächtnis bezeichnet und speichert im Gegensatz zum deklarativen Gedächtnis alles Wissen, das nicht verbalisiert und nicht bewusst erinnert werden kann. Dabei handelt es sich vor allem um erlerntes Wissen wie Fertigkeiten, Gewohnheiten oder Verhaltensweisen. Da dieses Wissen bereits automatisiert ist, kann es ohne bewusste Kontrolle ablaufen, weshalb es auch als "Verhaltensgedächtnis" bezeichnet wird. Erlernte Fertigkeiten sind etwa Fahrrad fahren und Schwimmen, aber auch Schreiben oder Zähneputzen. Ein typisches Beispiel für das prozedurale Gedächtnis aus dem Alltag ist das Schuhbinden.

Du bist vermutlich in der Lage, deine Schuhe selbst zu binden, ohne groß darüber nachzudenken und mentalen Aufwand dafür einsetzen zu müssen. Trotzdem bist du selbst durch Nachdenken häufig kaum in der Lage, einer anderen Person den Vorgang zu erklären, ohne es vorzumachen. Das liegt daran, dass sich das Wissen über den Vorgang im prozeduralen Gedächtnis befindet und dieses weitestgehend automatisiert ist. Deshalb fällt es dir und dem Großteil der Menschen auch unglaublich schwer, sich bestimmten Situationen, wie das Schuhbinden, zu erklären.

Überdies können auch erlernte Ängste zum prozeduralen Gedächtnis gezählt werden oder der eintretende Hunger, wenn leckeres Essen gerochen oder gesehen wird. Hierbei handelt es sich in der Regel um das Ergebnis klassischer Konditionierung. Ähnlich verhält es sich bei dem eintretenden Hunger oder auch der erlernten Angst. Es wird gelernt, in einer normalerweise neutralen Situation, wie z. B. beim Fahren eines Aufzuges, eine bestimmte Reaktion (Angst) auf einen bestimmten Reiz (volle Aufzugkabine) zu äußern.

Interessant am prozeduralen Gedächtnis ist, dass scheinbar die Gedächtnisinhalte dort anders abgespeichert werden, als im deklarativen Gedächtnis. Forscher*innen haben herausgefunden, dass, selbst wenn das deklarative Gedächtnis größtenteils gestört ist, die Betroffenen noch immer in der Lage sind, neue Fertigkeiten sich anzueignen. Anhand einer Geschicklichkeitsaufgabe und dem Patienten Henry Molaison zeigte Brenda Milner, dass das prozedurale Gedächtnis unabhängig von dem deklarativen Gedächtnis sein muss. Obwohl sich der Patient selbst bei den wiederholten Versuchen niemals daran erinnern konnte, die Geschicklichkeitsaufgabe schon einmal geübt zu haben, wurde er von Mal zu Mal besser. Es zeigte sich, dass er trotz gestörtem deklarativen Gedächtnis, sich die Fertigkeit zur Lösung der Aufgabe aneignen konnte.

Fotografisches Gedächtnis

Das fotografische Gedächtnis stellt ein Phänomen dar, das vielmehr eine besondere Gedächtnisleistung beschreibt als eine Gedächtnisart. Tatsächlich handelt es sich weniger um einen Fachbegriff und mehr um eine umgangssprachliche Bezeichnung. Grundsätzlich meint die Bezeichnung "fotografisches Gedächtnis" die Fähigkeit bestimmter Personen, sich an viele Einzelheiten eines bestimmten Ereignisses zu erinnern. Diese Fähigkeit bezieht sich jedoch nur auf die visuelle Wahrnehmung und ist auf eine gesteigerte Funktionsweise des ikonischen Gedächtnisses zurückzuführen.

Wie funktioniert unser Gedächtnis?

Wichtiges wird zunächst im Kurzzeitgedächtnis gespeichert; aus dem es nach einiger Zeit wieder verschwindet, wenn wir es nicht weiter aufarbeiten. Das Kurzzeitgedächtnis kann man mit dem Arbeitsspeicher eines Computers vergleichen. Rufen wir Dinge aus unserem Kurzzeit- oder Arbeitsspeicher häufiger ab - etwa beim Lernen von Vokabeln, beim Einstudieren eines Musikstückes, aber auch wenn Kinder Radfahren oder Schwimmen lernen - wandert es nach einiger Zeit ins Langzeitgedächtnis. Dort können wir es auch nach Jahren noch abrufen.

Manchmal erinnern wir uns an Erlebnisse oder Eindrücke von ganz früher, inklusive Gerüchen oder Geräuschen - „als ob es gestern gewesen wäre“. Wer einmal Schwimmen gelernt hat, kann es auch nach Jahren noch, selbst wenn er es lange nicht mehr praktiziert hat - das Gehirn hat die motorischen Abläufe langfristig abgespeichert.

Warum vergessen wir?

Ebenso wie unser Körper unterliegt unser Gehirn natürlichen Schwankungen, was seine Leistungsfähigkeit angeht. Manchmal ist es überfordert: Zu Zeiten, in denen wir Stress haben, krank sind, ungenügend schlafen oder zu viele Eindrücke gleichzeitig auf uns einstürmen, merken wir uns Informationen nicht mehr, oder wir vergessen sie schnell wieder - der Arbeitsspeicher ist voll. Das passiert Kindern ebenso wie Erwachsenen, jungen wie alten Menschen.

Der Erstklässler lässt seinen Turnbeutel in der Schule liegen, die Arbeitskollegin verpasst einen wichtigen Termin, der Senior irrt sich zwischendurch im Wochentag - in gewissem Maß ist Vergesslichkeit „normal“, denn: Kinder müssen viele Dinge auf einmal neu lernen und sind manchmal mit der Informationsflut schlicht und einfach überfordert. Im Berufsleben herrscht hoher Leistungsdruck, oft wird aufgrund der Aufgabenflut die Kapazitätsgrenze überschritten. Altersbedingt nimmt unsere Gehirnleistung ab, da immer weniger Nervenzellen immer langsamer arbeiten.

Sobald sich die Umstände ändern - der Stresspegel sinkt oder wir genug geschlafen haben - erinnern wir uns wieder oder können uns Dinge wie üblich merken. Diese Form der Vergesslichkeit ist reversibel. Ernst wird Vergesslichkeit dann, wenn sie immer häufiger und über einen längeren Zeitraum auftritt, sich immer weiter verschlechtert und noch andere Zeichen wie etwa Orientierungslosigkeit oder Wortfindungsstörungen hinzukommen. Dann spricht man von Hirnleistungsstörung oder Demenz.

Betroffene können Informationen dann nicht mehr aus ihrem Gedächtnis abrufen, weder aus dem Kurzzeit- noch aus dem Langzeitgedächtnis; sie erinnern sich nicht mehr. Das heißt, sie erinnern sich nicht daran, was sie vor ein paar Minuten gefragt haben, oder wo sie als Kind gewohnt haben oder mit wem sie jahrelang verheiratet waren. Man spricht in diesem Fall von Gedächtnisstörung oder fachsprachlich Amnesie. Zu einer Demenz gehören jedoch neben der Vergesslichkeit noch andere Krankheitszeichen.

Demenz

Der Begriff Demenz kommt vom Lateinischen dementia/demens und bedeutet so viel wie „Unverstand“ beziehungsweise „verrückt“ oder „ohne Geist“. Unter Demenz versteht man eine Störung der Hirnleistung, bei der die Betroffenen ihre kognitiven Fähigkeiten nach und nach einbüßen; das heißt, durch krankhafte Veränderungen im Gehirn können Informationen immer weniger verarbeitet werden.

Es gibt rund 50 verschiedene Formen der Demenz. Primäre Demenzen haben hirnorganische Ursachen und treten in rund 90 Prozent der Fälle auf. Die häufigste ist die Demenz bei der Alzheimer-Erkrankung, bei der zunächst die Informationsweiterleitung an den Übergangszonen der Nervenzellen gestört ist und nach und nach die Nervenzellen ganz absterben. Daneben kommt häufig eine vaskuläre Demenz vor, für die Durchblutungsstörungen im Gehirn verantwortlich sind. Auch im Spätstadium einer Parkinson-Erkrankung kann eine Demenz auftreten. Primäre Demenzen sind nicht heilbar.

Demenzen ohne hirnorganische Ursachen werden als sekundäre Demenzen bezeichnet. Ursachen hierfür können etwa ein Unfall mit einer Kopfverletzung, ein Tumor oder ein Schlaganfall sein, aber auch die regelmäßige Einnahme von Drogen oder starker Alkoholkonsum. Auch starke emotionale Belastungen oder chronischer Stress können zu Hirnleistungsstörungen führen. Im Unterschied zu den primären Demenzen bilden sich diese Demenzen in der Regel zurück, wenn die Ursache behandelt wird.

Das Krankheitsbild der Demenz tritt vor allem bei älteren Menschen auf. Dabei sind sowohl die Gedächtnisleistung als auch andere Gehirnleistungen beeinträchtigt, etwa der Orientierungssinn, die Wahrnehmung und das Urteilsvermögen, sprachliche und motorische Fähigkeiten. Manchmal verändern sich auch die Persönlichkeit und das Sozialverhalten der Betroffenen.

Alzheimer

Alzheimer - korrekt Morbus Alzheimer - ist eine Erkrankung des Gehirns, an der in Deutschland derzeit mehr als eine Millionen Menschen leiden. Tendenz steigend - jedes Jahr kommen etwa 200 000 neue Fälle dazu. Die Alzheimer-Erkrankung tritt in der Regel als Alterserscheinung auf, meist nach dem 65. Lebensjahr. Da das wichtigste Zeichen einer Alzheimer-Erkrankung eine fortschreitende Demenz ist, wird die Erkrankung oft auch Alzheimer-Demenz genannt. Von allen Demenzformen ist die Alzheimer-Demenz die häufigste: rund Zweidrittel der Demenzkranken leiden daran, Frauen doppelt so häufig wie Männer.

Betroffene leiden zunehmend an Gedächtnisstörungen, die zunächst nur das Kurzzeitgedächtnis, später auch das Langzeitgedächtnis beeinträchtigen. Sie haben Probleme, sich zu orientieren oder Arbeitsabläufe durchzuführen, etwa Schreiben oder Schuhe binden. Am Ende sind sie meist vollständig bettlägerig. Die Krankheit verschlechtert sich nach und nach. Zu Beginn haben Betroffene leicht ausgeprägte kognitive Störungen, die sie jedoch im Alltag gut ausgleichen können, indem sie sich mehr konzentrieren. Im frühen Stadium von Alzheimer verlieren sie die Gabe, sich neue Informationen zu merken. Sie finden nicht die richtigen Worte oder verlieren mitten im Satz den Faden. Abstraktere Aufgaben wie eine Banküberweisung oder Rechnen werden schwieriger. Manche werden dadurch unsicher und ziehen sich zurück. Im mittleren Stadium treten zunehmend Probleme mit gewohnten Arbeitsabläufen wie Kaffee kochen, Haare waschen oder Schuhe binden auf. Betroffene verändern sich manchmal persönlich, ehemals freundliche Menschen werden beispielsweise plötzlich reizbar oder ungeduldig. Im späten Stadium müssen Alzheimer-Patienten rund um die Uhr gepflegt werden.

Die Alzheimer-Demenz ist zwar bis heute nicht heilbar; den Krankheitsverlauf können Sie jedoch verlangsamen - und zwar umso effektiver, je früher Sie damit beginnen, Ihre Gehirnleistung zu fördern. Das geht mit Gehirntraining oder indem Sie beispielsweise geeignete Präparate wie Ginkgospezialextrakte einnehmen. Darüber hinaus hält Physiotherapie Sie mobil, Verhaltenstherapie kann Ihre Ängste und Sorgen aufnehmen, Ergotherapie erhält Ihre handwerklichen Fähigkeiten aufrecht.

Was kann man gegen Gedächtnisstörungen tun?

Es klingt nach Allheilmittel, aber auch für Ihr Gehirn und dessen Leistungsfähigkeit ist eine gesunde, ausgewogene Ernährung sowie ausreichend Trinken, Schlaf, Sport und Bewegung wichtig. Ein gesunder Lebensstil von Kindesbeinen an führt dazu, dass Ihr Gehirn ausreichend mit Sauerstoff, Blut und Energie versorgt wird, sich gut entwickelt und geistigen Herausforderungen gewachsen bleibt. Dann lässt Sie auch eine vorübergehende Vergesslichkeit etwa in einer herausfordernden Phase Ihres Lebens gelassen bleiben.

Lässt Ihr Gedächtnis und Ihre geistige Leistungsfähigkeit altersbedingt nach, gibt es pflanzliche und gut verträgliche Präparate, die Gedächtnis und Konzentration stärken können. Wirkstoffe wie etwa der Extrakt aus den Blättern des Ginkgobaumes - Ginkgo biloba - sind hier bestens geeignet, denn die verschiedenen Inhaltsstoffe ergänzen sich in ihrem Zusammenspiel: sie schützen unter anderem die Nerven vor gesundheitsschädlichen Einflüssen, helfen bei der Übertragung von Informationen im Gehirn, fangen schädliche freie Radikale ab und bewirken, dass das Blut schneller durch die Gefäße fließt. Damit wird das Gehirn besser mit Blut versorgt und das Gedächtnis gefördert - Sie können wieder leichter lernen.

Der Spruch „wer rastet, der rostet“ gilt auch für unser Gehirn; daher sind Techniken, die Ihr Denkorgan fordern, gerade im Alter immens wichtig. Ob Schachclub oder Kreuzworträtsel-Abo, Scrabble spielen oder Knobeln mit Freunden - suchen Sie sich abwechslungsreiche Herausforderungen, die Ihnen Freude machen, und Gleichgesinnte, mit denen Sie gemeinsam Ihr Gehirn auf Trab halten.

Gedächtnistraining und -erhaltung

Es gibt Strategien zur Verbesserung und Erhaltung des deklarativen Gedächtnisses. Auch die Gedächtnisleistung ist gezielt steigerbar. Gedächtnisübungen können dazu einen Beitrag leisten. Insbesondere, wenn sie - wie bei NeuroNation - auf aktuellen neurowissenschaftlichen Erkenntnissen basieren.

Wichtig: Frühzeitig handeln! Die Alzheimer-Demenz ist zwar bis heute nicht heilbar; den Krankheitsverlauf können Sie jedoch verlangsamen - und zwar umso effektiver, je früher Sie damit beginnen, Ihre Gehirnleistung zu fördern. Das geht mit Gehirntraining oder indem Sie beispielsweise geeignete Präparate wie Ginkgospezialextrakte einnehmen.

Einige Übungen und Techniken können die Gedächtnisleistungen verbessern. Sogar die Intelligenz lässt sich - entgegen früheren Annahmen - steigern. Hirnforscher haben auf Basis ihrer wissenschaftlichen Erkenntnisse spezielle Übungen entwickelt, die messbar die einzelnen Gedächtnisfunktionen verbessern.

Die App NeuroNation wurde in internationaler Zusammenarbeit mit mehreren Universitäten entwickelt und setzt fortlaufend neurowissenschaftliche Erkenntnisse in Übungen zur Gedächtnisförderung um. Mit diesem Training verbessern Sie nicht nur Ihre Gehirnfunktion und beugen einer Demenz vor, sondern verbinden das Ganze mit Spaß. Selbstverständlich können Sie auch mit Klassikern, wie Kreuzworträtsel, Memory oder Sudoku, Ihr Gedächtnis trainieren. Deren Effizienz nimmt allerdings mit der Zeit ab, da diese Beschäftigungen wenig abwechslungsreich sind. Das menschliche Gehirn benötigt stetig neue Anregungen, um die neuronalen Netzwerke zum Umbau anzuregen.

Die Forschungsergebnisse der vergangenen Jahre haben wiederholt den Einfluss von Lebensstilfaktoren auf die Gedächtnisleistung verdeutlicht. Neben den oben genannten Lernstrategien und gezieltem Gehirntraining unterstützt regelmäßige Bewegung die Konsolidierung von Gedächtnisinhalten. Der Mechanismus dahinter ist noch weitgehend unklar, aber die Studienergebnisse ließen sich vielfach reproduzieren.

Neuronale Netzwerke im Gehirn

Für die Informationsverarbeitung in Säugetiergehirnen ist eine komplexe Koordination der neuronalen Aktivität notwendig - von den lokalen Zellgruppen bis hin zu den Interaktionen des Gesamtgehirns. Um die Gehirnfunktion auf all diesen Ebenen zu verstehen, wird die Beziehung zwischen Aktionspotenzialen, lokalen Feldpotenzialen und der Hirnaktivität in verschiedenen Strukturen untersucht. Wenn wir denken, arbeiten die Hirnregionen nicht getrennt voneinander, sondern über sogenannte Netzwerke. Kleine lokale Netzwerke bestehen aus Neuronengruppen und sind in Mikroschaltungen organisiert. Die Aktivität dieser zahlreichen Nervenzellen und der unterschiedlichen Hirnstrukturen muss koordiniert werden. Würden sie alle zur selben Zeit miteinander interagieren, entstünde Chaos und kein klarer Gedanke wäre mehr möglich. Die Gehirnnetzwerke sind sehr dynamisch: Verbindungen zwischen einzelnen Zellen oder ganzen Hirnbereichen werden gestärkt oder wieder abgebaut. Durch die Selbstorganisation der miteinander kommunizierenden Hirnareale entstehen verschiedene sogenannte „Netzwerkzustände“. Darunter verstehen wir die neuronale Aktivität in verschiedenen Hirnstrukturen zu einem bestimmten Zeitpunkt sowie die Konsequenzen, die sie auf das Verhalten eines Organismus hat.

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