Auf unser Gedächtnis ist kein Verlass, aber es ist die Grundlage unserer Persönlichkeit und unseres Handelns. Unser Gehirn verarbeitet und speichert täglich riesige Mengen an Informationen, die über unsere Sinne aufgenommen werden. Doch wie und wo werden diese Informationen gespeichert? Und warum vergessen wir manche Dinge, während andere uns ein Leben lang begleiten? Dieser Artikel beleuchtet die verschiedenen Hirnbereiche, die an der Erinnerungsbildung beteiligt sind, und erklärt, wie Erinnerungen entstehen, gespeichert und abgerufen werden.
Die Schaltzentrale des Gedächtnisses: Der Hippocampus
Der Hippocampus spielt eine zentrale Rolle bei der Speicherung von Informationen. Er filtert alle Sinnesreize und Erlebnisse und leitet sie an die verschiedenen Hirnregionen weiter. Informationen, die wir uns besonders gut merken wollen, werden im Langzeitgedächtnis abgelegt. Emotionale Momente werden über das limbische System gefiltert, das aus Hippocampus und Amygdala besteht, weshalb wir uns oft so gut an die erste große Liebe erinnern.
Die Rolle der Amygdala bei emotionalen Erinnerungen
Die Amygdala, die direkt vor dem Hippocampus liegt, reagiert auf Angst und Furcht und spielt eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung emotionaler Erinnerungen. Besonders belastende Ereignisse werden anders gespeichert, da der Hippocampus durch Stress außer Gefecht gesetzt wird und die Amygdala die Verarbeitung übernimmt.
Verschiedene Gedächtnissysteme für unterschiedliche Informationen
Erinnerungen werden in verschiedenen Regionen des Gehirns abgelegt, je nachdem, welche Art von Information gespeichert wird.
Prozedurales Gedächtnis: Automatisierte Fähigkeiten
Im prozeduralen Gedächtnis werden Fähigkeiten wie Fahrrad- oder Autofahren gespeichert. Dieses motorische Verhalten haben wir einmal gelernt und können es dann automatisch ausführen.
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Episodisches Gedächtnis: Bewusste Erlebnisse und Faktenwissen
Andere Erinnerungen, wie Faktenwissen und persönliche Erlebnisse, werden bewusster wahrgenommen und im episodischen Gedächtnis gespeichert.
Wie Erinnerungen entstehen und abgerufen werden
Wenn wir uns erinnern, aktivieren wir gespeicherte Informationen aus unserem Gedächtnis. Während der Bildung einer Erinnerung werden Informationen von der Großhirnrinde (Kortex) zum Hippocampus geleitet. Beim Abrufen einer Erinnerung läuft dieser Informationsfluss umgekehrt ab.
Die Rolle elektrischer Oszillationen
Dieser Informationsfluss kann durch elektrische Oszillationen verfolgt werden, phasenhafte Schwingungen, die Neuronen während der Verarbeitung von Prozessen generieren. Gedächtnisbildung und -abruf beruhen wesentlich auf Synchronisationsprozessen im Hippocampus und Desynchronisationsprozessen im Kortex.
Warum wir vergessen und wie wir damit umgehen können
Unser Gehirn wählt gezielt aus, was es wirklich behalten möchte. An schöne Erlebnisse erinnern wir uns gerne, aber was geschieht mit negativen und traumatischen Erinnerungen? Warum können wir sie so schlecht vergessen, auch wenn wir das gerne möchten?
Der Umgang mit traumatischen Erinnerungen
Besonders traumatische Erlebnisse tauchen plötzlich auf, ohne einen bestimmten Zusammenhang mit dem Erlebten. Nur eine Therapie kann hier helfen, das Erlebte in den richtigen biografischen Kontext einzuordnen, mit dem Ziel, sich dann mit weniger Angst daran zu erinnern. Negative Erinnerungen können wir analysieren, das Erlebte hinterfragen und von verschiedenen Perspektiven betrachten. Das hilft, um damit leichter umzugehen.
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Hyperthymestisches Syndrom: Das Leben mit einem unvergesslichen Gedächtnis
Es gibt Menschen, die sich an jeden Tag ihres Lebens erinnern können: Wo sie waren, was sich ereignet hat - sie vergessen nichts. Vermutlich gibt es weltweit rund 60 Personen mit diesem sogenannten hyperthymestischen Syndrom (HSAM). Die Ursache dieses Nicht-Vergessens liegt auf molekularer Ebene: Ein Gen ist dafür verantwortlich, dass Vergessen an den Schnittstellen der Nervenzellen blockiert wird.
Stress und Gedächtnis: Ein zweischneidiges Schwert
Forschende haben herausgefunden, wie unser Gehirn emotionale Ereignisse speichert und wann wir uns besonders gut daran erinnern. An emotionale Erlebnisse erinnern wir uns wesentlich besser, da das Gehirn die Botenstoffe Noradrenalin und Cortisol ausschüttet. Durch diesen Stresszustand wird die Wahrnehmung schärfer und wir erinnern uns viel besser. Wird der Stress jedoch zu groß, dann blockieren die Botenstoffe, Informationen werden nicht mehr weitergeleitet und nicht miteinander verknüpft - wir erinnern uns noch weniger. Ein wenig Stress lässt uns besser lernen, doch lernen unter Druck führt eher zum Gegenteil.
Gehirn-Computer-Schnittstellen: Die Zukunft der Gedächtnisverbesserung?
Mit einer Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI) schaffen es gelähmte Menschen, nur mit Gedankenkraft einen Roboterarm zu steuern oder ein Auto durch eine virtuelle Umgebung zu lenken. Doch die Entwicklung ist noch nicht wirklich ausgereift und lange nicht alltagstauglich. Zudem ist der invasive Eingriff, bei dem Elektroden ins Gehirn gepflanzt werden, nicht ungefährlich.
Die Entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen
Im Jahr 2004 wurde erstmals einem Mann, der nach einem Messerstich vollkommen gelähmt war, eine Elektrode ins Gehirn implantiert. Inzwischen lassen sich neuronale Aktivitäten viel leichter über Algorithmen entschlüsseln. Die BCIs von heute bieten ein viel breiteres Spektrum an Fähigkeiten, da die Elektroden in verschiedene Hirnregionen implantiert werden. Die Entwicklung von Funkchips als Schnittstelle zwischen Gehirn und Computer ist der nächste Schritt der medizin-technischen Entwicklungen von BCIs.
Gedächtnisleistung ohne Hirnchips verbessern
Es gibt bereits nicht-medizinische BCIs zur Fitnesssteigerung, zum Abbau von Stress oder als Hilfe gegen Konzentrationsprobleme. Diese BCIs steuern kein Computersystem, aber sie arbeiten mit Gehirnströmen oder senden elektrische Impulse. Wir können die elektrische Aktivität unserer Nervenzellen messen und therapeutisch nutzen, zum Beispiel mit der Neurofeedback-Methode.
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Gehirntraining und gesunde Lebensweise
Viel Bewegung, ausreichend Schlaf und eine gesunde Ernährung schützen vor Demenzerkrankungen und vor Vergessen. Diese einfachen Mittel sorgen für eine bessere Durchblutung des Gehirns und für ein besseres Gedächtnis. Eine Umgebung mit viel Anregung hält das Gedächtnis jung, da aktive Gene Nervenzellen im Gedächtnis erneuern und Verbindungen knüpfen.
Die verschiedenen Arten von Gedächtnis
Das Langzeitgedächtnis wird in mehrere Gedächtnisformen unterteilt, die unterschiedliche Inhalte abspeichern.
Deklaratives Gedächtnis: Episodisches und semantisches Gedächtnis
Das deklarative Gedächtnis besteht aus persönlichen Erinnerungen (episodisches Gedächtnis) und dem Faktenwissen (semantisches Gedächtnis).
Nicht-deklaratives Gedächtnis: Fertigkeiten und Konditionierungen
Zum nicht-deklarativen Gedächtnis gehören Fertigkeiten wie Laufen, Schreiben oder Fahrradfahren, aber auch erlernte Ängste oder Konditionierungen.
Arbeitsgedächtnis: Kurzzeitige Speicherung von Informationen
Neben dem Langzeitgedächtnis gibt es das Arbeitsgedächtnis, das Inhalte kurzzeitig speichert, etwa beim Lösen von Rechenaufgaben.
Die Rolle der Synapsen bei der Gedächtnisbildung
Wenn sich das Gedächtnis bildet, erhalten Nervenzellgruppen eine andere Funktion und eine neue Struktur. Bei diesem Vorgang ändert sich die Stärke der Synapsen, was als langanhaltende synaptische Plastizität bezeichnet wird. Auch Synapsen von hemmenden Nervenzellen spielen eine entscheidende Rolle bei diesem Vorgang.
Störsignale im Gehirn: Ursache für Gedächtnisstörungen bei Alzheimer
Bei Alzheimer-Patienten sind die für das Erinnerungsvermögen zuständigen Zellen immer noch aktiv, aber andere Nervenzellen stören die Signale der erinnerungsenthaltenden Zellen und überlagern sie mit eigenen Signalen. Durch die gezielte Beeinflussung dieser Nervenzellen konnte das Störfeuer im Gehirn beseitigt und das Gedächtnis der Mäuse mit Alzheimer-ähnlichem Krankheitsbild wiederhergestellt werden.
Der innere Kompass: Kopfrichtungszellen im Gehirn
Kopfrichtungszellen im Gehirn werden seit ihrer Entdeckung in den 1990er Jahren als innerer Kompass bezeichnet. Sie werden jeweils spezifisch aktiviert, wenn der Kopf eines Tieres oder Menschen in eine bestimmte Richtung zeigt. Nun hat ein neurowissenschaftliches Team entdeckt, dass die Funktion der Kopfrichtungszellen weit darüber hinausgeht. Möglicherweise bilden sie im Gehirn einen wichtigen Eingang für Sinnes- und Gefühlsinformationen, die in die Bildung von Erinnerungen an Erlebtes eingehen.
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