Die erstaunliche Funktion des Gehirns und des Gedächtnisses

Das menschliche Gehirn ist ein bemerkenswertes Organ, das für die Speicherung, Verarbeitung und den Abruf von Informationen verantwortlich ist. Unser Gedächtnis, ein Produkt der Gehirnfunktion, ermöglicht es uns, uns an vergangene Ereignisse, Fakten und Fähigkeiten zu erinnern. Es ist ein komplexes System, das ständig neue Informationen aufnimmt, wichtige Informationen herausfiltert und sie so speichert, dass wir sie bei Bedarf wieder abrufen können. In diesem Artikel werden wir die verschiedenen Aspekte des Gedächtnisses und seine Funktionsweise untersuchen.

Die verschiedenen Arten des Gedächtnisses

Das Gedächtnis ist keine monolithische Einheit, sondern ein System, das aus verschiedenen Komponenten besteht, die jeweils eine spezifische Rolle spielen. Diese Komponenten lassen sich grob in drei Haupttypen einteilen:

• Sensorisches Gedächtnis (Ultrakurzzeitgedächtnis): Dieses Gedächtnis erfasst blitzschnell alle Sinneseindrücke, die wir wahrnehmen, wie Bilder, Töne, Gerüche und Tastreize. Es speichert diese Informationen nur für sehr kurze Zeit, in der Regel nur Millisekunden bis wenige Sekunden. Ein unbewusster Aufmerksamkeitsfilter konzentriert unsere Wahrnehmung auf die wichtigsten Reize, während Nebensächliches wie Hintergrundgeräusche verblasst und schnell vergessen wird. Nur bedeutsame Informationen werden ins Kurzzeitgedächtnis überspielt.

• Kurzzeitgedächtnis (Arbeitsgedächtnis): Das Kurzzeitgedächtnis verarbeitet alle Eindrücke, denen wir momentan eine Bedeutung zumessen. Es speichert Informationen für etwa 20-45 Sekunden. Diese zentrale Instanz befindet sich direkt hinter der Stirn im präfrontalen Cortex, einer Region der Großhirnrinde. Hier werden aktuelle Informationen nur solange gespeichert, wie wir bewusst damit arbeiten. Sobald sich unser Kopf nicht mehr auf einen Gedanken konzentriert, verschwindet er wieder aus dem Kurzzeitgedächtnis. Vieles wird sofort vergessen, aber manches bleibt haften, insbesondere Informationen, die uns sehr interessieren oder emotional bewegen.

• Langzeitgedächtnis: Das Langzeitgedächtnis ist das dauerhafte Speichersystem des Gehirns. Es speichert Informationen über Jahre, teilweise sogar lebenslang. Die Kapazität dieses Bereichs ist unbegrenzt. Hier werden Wissen, gelernte Fähigkeiten, prägende Ereignisse und Erinnerungen abgelegt. Informationen, die im Langzeitgedächtnis abgespeichert wurden, können über einen sehr langen Zeitraum gespeichert werden. Auch Erinnerungen aus dem Langzeitgedächtnis können vergessen oder verlernt werden. Diese lassen sich aber schneller wieder auffrischen, da die neuronalen Verbindungen nicht vollständig abgebaut werden, sondern sich lediglich zurückbilden.

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Die Funktionsweise des Gedächtnisses

Die im Gedächtnis gespeicherten Erinnerungen entstehen, indem sich Nervenzellen im Großhirn zu einem Netz verknüpfen. Die einzelnen grauen Zellen verbinden sich über Synapsen, die Kontaktstellen zwischen den Nervenzellen. Die Kontaktierung erfolgt nicht durch Berührung, sondern durch die Übertragung elektrischer Impulse. Je öfter die Neuronen gemeinsam feuern, desto stärker wird ihre Verbindung zueinander. Wenn die Zellen dann in Zukunft von einem Stimulus getriggert werden, ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass der gesamte Zellverband reagiert. Die kollektive Aktivität der Nerven transkribiert dann das, was wir als Erinnerung erleben.

Unser Gedächtnis speichert Daten nicht so objektiv wie ein Computer. Woran sich ein Mensch erinnert, hängt auch davon ab, wie er Nachrichten und Erlebnisse bewertet. Emotionen spielen eine wichtige Rolle bei der Speicherung von Erinnerungen. Gefühle sind die Pförtner der Erinnerung: Emotionen entscheiden mit darüber, was wir dauerhaft behalten. Die im Langzeitgedächtnis abgelegten Informationen verteilen sich über die gesamte Großhirnrinde, die äußere Schicht des Großhirns, die in der Gedächtnisforschung als Cortex bezeichnet wird.

Konsolidierung und Abruf von Erinnerungen

Damit aus einer Kurzzeiterinnerung eine Langzeiterinnerung wird, muss sie gestärkt werden, um langfristig gespeichert zu werden. Diese Konsolidierung wird vermutlich durch mehrere Prozesse erreicht. Bei der Langzeit-Potenzierung werden einzelne synaptische Verbindungen abgewandelt. Durch diese langfristige Veränderung der Verschaltungen zwischen den Synapsen können Erinnerungen stabilisiert werden.

Wenn wir eine Erinnerung abrufen, kommunizieren unterschiedliche Teile unseres Gehirns miteinander, darunter auch Regionen in der Großhirnrinde, die für die Informationsverarbeitung zuständig sind; Regionen, die unsere Sinneseindrücke verarbeiten; und der mediale Teil des Temporallappens, der bei der Koordination des Prozesses behilflich zu sein scheint.

Deklaratives und nicht-deklaratives Gedächtnis

Das Langzeitgedächtnis lässt sich weiter in das deklarative (explizite) und das nicht-deklarative (implizite) Gedächtnis unterteilen:

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• Deklaratives Gedächtnis: Dieser Teil des Langzeitgedächtnisses speichert explizite, also bewusste, sprachlich abrufbare Inhalte. Es umfasst Faktenwissen (semantisches Gedächtnis) und persönliche Erfahrungen (episodisches Gedächtnis).

  • Episodisches Gedächtnis: Das episodische Gedächtnis speichert Erinnerungen an autobiographische Ereignisse. Dazu zählen Situationen, die man selbst erlebt hat, über die man dadurch ein hohes Detailwissen hat und meist Auskunft über Orte und Zeitangaben geben kann.
  • Semantisches Gedächtnis: Inhalte des semantischen Gedächtnisses kann man auch als Faktenwissen bezeichnen. Dazu gehört das Wissen über Begriffe, Objekte und Tatsachen. So wissen wir, dass Berlin die Hauptstadt von Deutschland ist und eine reife Banane gelb ist. Fakten sind meist ohne Rahmenbedingungen gespeichert; das heißt, wir wissen nicht mehr, wann und wo wir dies gelernt haben.

• Nicht-deklaratives Gedächtnis: Dieser Teil des Langzeitgedächtnisses speichert implizite Inhalte, die dem Bewusstsein nicht direkt zugänglich und deshalb auch nicht sprachlich abrufbar sind. Es gehört dazu beispielsweise hochgradig automatisierte Fertigkeiten wie Autofahren, Radfahren, Skifahren oder das Binden der Schnürsenkel (prozedurales Gedächtnis).

  • Prozedurales Gedächtnis: Das prozedurale Gedächtnis speichert Fertigkeiten und Bewegungsabläufe, die wir beherrschen, ohne nachzudenken. Es stützt sich auf andere Gehirnareale als die deklarative Erinnerung. Typisch ist: Anfangs benötigen wir für die Tastenfolge auf dem Klavier noch volle Konzentration, mit der Zeit werden die Bewegungen flüssiger und mehr und mehr unbewusst. Die Aktivität im Gehirn verschiebt sich von der Großhirnrinde in die anderen Areale.
  • Habituation: Habituation bezeichnet man einen Gewöhnungsprozess. Durch wiederholte Darbietung eines Reizes nimmt das Verhalten ab, das man ursprünglich auf den Reiz gezeigt hat.
  • Priming: Allgemein verbessert eine vorangehende Reizdarbietung die Fähigkeit, diesen Reiz wiederzuerkennen.
  • Klassische und Operante Konditionierung: Bei der Klassischen Konditionierung geht es darum, einen neutralen Reiz, wie z.B. das Läuten einer Glocke, mit einem Reiz zu koppeln, der ein bestimmtes Verhalten auslöst. Das Verhalten soll nach der Konditionierung durch den neutralen Reiz ausgeführt werden. Bei der Operanten Konditionierung lernen Organismen, bestimmte Verhaltensweisen zu zeigen oder nicht mehr zu zeigen, um positive Konsequenzen zu erreichen oder negativen Konsequenzen zu entgehen.

Faktoren, die das Gedächtnis beeinflussen

Viele Faktoren können die Gedächtnisleistung beeinflussen, darunter:

• Emotionen: Emotionen spielen eine wichtige Rolle bei der Speicherung von Erinnerungen. Informationen, die emotional gefärbt sind oder uns persönlich berühren, bleiben eher haften. Das liegt an der Amygdala, einer emotionalen Schaltstelle des Gehirns, die als Speicherturbo wirkt.
• Aufmerksamkeit: Aufmerksamkeit spielt eine wichtige Rolle für die Aufrechterhaltung von Informationen im Kurzzeitgedächtnis. Das Kurzzeitgedächtnis reagiert empfindlich auf Störungen wie Geräusche.
• Wiederholung: Der Schlüssel für die feste Verankerung von Informationen im Langzeitgedächtnis ist ständige Wiederholung. Das Gehirn rekapituliert Neuronenaktivitäten, in denen neue Informationen codiert sind, wieder und wieder - bevorzugt im Schlaf, wenn neue Eindrücke die Archivierung nicht stören können.
• Alter: Mit zunehmendem Alter lassen Gedächtnis und Konzentration häufig nach. Dies liegt an der sich im Alter verringernden Durchblutung des Gehirns.
• Stress und Schlafmangel: Wassermangel, Stress oder zu wenig Schlaf wirken sich negativ auf das Gedächtnis aus.
• Krankheiten und Medikamente: Krankheiten wie Depressionen und einige Medikamente können das Kurzzeitgedächtnis beeinträchtigen.

Gedächtnisstörungen

Bei Gedächtnisstörungen ist die Merk- oder Erinnerungsfähigkeit beeinträchtigt. Der Auslöser kann zum Beispiel ein Trauma, beispielsweise ein Unfall sein.

• Amnesie: Eine Amnesie bezeichnet den Verlust von Erinnerungen oder der Fähigkeit, Neues zu lernen. Es gibt zwei Hauptformen der Amnesie: Die erste ist die retrograde Amnesie, bei der sich Betroffene nicht mehr an Ereignisse erinnern können, die vor dem Trauma stattfanden. Die zweite ist die anterograde Amnesie, bei der Betroffene keine neuen Erinnerungen mehr bilden können.
• Alzheimer-Krankheit und Demenz: Degenerative Veränderungen wie die Alzheimer-Krankheit oder Demenz sind ebenfalls häufige Ursachen für ein gestörtes Gedächtnis.

Tipps zur Verbesserung des Gedächtnisses

Es gibt viele Möglichkeiten, das Gedächtnis zu verbessern und zu erhalten:

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• Geistige Aktivität: Das Gehirn braucht Training. Werden die grauen Zellen wenig genutzt, bauen sie allmählich ab. Zu den wesentlichen Grundlagen für ein gutes Gedächtnis zählen Abwechslung und geistige Herausforderungen. Gespräche und Geselligkeit trainieren die grauen Zellen.
• Körperliche Aktivität: Sport kann die Merkfähigkeit verbessern und wirkt vorbeugend gegen einen Gedächtnisverlust (Amnesie). Vor allem Walking, Wandern, Radfahren, Tanzen und Schwimmen gelten als förderlich. Ein wesentlicher Grund für den positiven Effekt der Bewegung ist die gesteigerte Durchblutung: Bei körperlichen Aktivitäten wird das Gehirn mit mehr Sauerstoff versorgt.
• Gedächtnistraining: Auch unser Gedächtnis können wir durch gezieltes Training verbessern. NeuroNation bietet beispielsweise Gedächtnisübungen an, die präventiv gegen einen Abbau wirken können.
• Emotionale Beteiligung: Informationen, die emotional gefärbt sind oder uns persönlich berühren, bleiben eher haften.
• Wiederholung: Der Schlüssel für die feste Verankerung von Informationen im Langzeitgedächtnis ist ständige Wiederholung.
• Gesunder Lebensstil: Ausreichend Schlaf, eine ausgewogene Ernährung und der Verzicht auf schädliche Substanzen wie Alkohol und Nikotin können die Gedächtnisleistung positiv beeinflussen.

Die Bedeutung des Gedächtnisses

Erinnerungen sind wichtig - sowohl für das Individuum als auch für unsere Gesellschaft. Vor allem in Deutschland wird der Erinnerungskultur ein hoher Stellenwert zugeschrieben. Unsere Erinnerungen formen unsere Identität. Dadurch, dass wir uns an bestimmte Dinge erinnern, wie wir uns an bestimmte Dinge erinnern, wie wir uns an bestimmte Dinge erinnern beispielsweise im Zusammenhang mit unseren moralischen Werten, das schafft unsere Identität.

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