Das menschliche Gehirn ist ein faszinierendes Organ, das ständig Informationen aufnimmt, verarbeitet und speichert. Es ist vergleichbar mit einer Festplatte, auf der unsere Erfahrungen, unser Wissen und unsere Erinnerungen abgelegt werden. Doch wie funktioniert dieses komplexe System, und wie können wir seine Leistungsfähigkeit optimal nutzen?
Das Langzeitgedächtnis als Festplatte unseres Kopfes
Das Langzeitgedächtnis ist ein leistungsstarkes Gedächtnissystem, das in der Lage ist, eine unendlich große Menge an Informationen über einen langen Zeitraum zu speichern. Es ist der Dreh- und Angelpunkt unseres Wissens, in dem sämtliche Erfahrungen und Erlebnisse abgespeichert werden. Dadurch bestimmt unser Langzeitgedächtnis auch unseren Charakter und macht uns zu dem, was wir sind.
Im Gegensatz zum Kurzzeitgedächtnis oder dem sensorischen Register hat das Langzeitgedächtnis des Menschen keine begrenzte Kapazität. Das bedeutet, es ist unbegrenzt aufnahmefähig. Was die unendliche Wissensaufnahme allerdings einschränkt, ist die Aufnahmefähigkeit von Wissen in unser Langzeitgedächtnis.
Die Bestandteile des Langzeitgedächtnisses
Das Langzeitgedächtnis besteht aus zwei Hauptarten von Gedächtnis: dem deklarativen Gedächtnis und dem nicht-deklarativen Gedächtnis.
Das deklarative Gedächtnis: Hier finden sich Informationen, die wir verbal wiedergeben können. Auch das deklarative Gedächtnis besteht wieder aus zwei Teilen:
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- Das semantische Gedächtnis: Im semantischen Gedächtnis befinden sich allgemeine Informationen und Wissen, das wir über die Welt besitzen. Beispielsweise werden allgemeingültige Fakten oder akademisches Wissen hier gespeichert.
- Das episodische Gedächtnis: Hier sind Informationen gespeichert, bei denen wir noch ihren Ursprung kennen. Dinge wie unsere letzte Mahlzeit, die Position unserer Autoschlüssel oder wer an der letzten Grillparty teilgenommen hat.
Das nicht-deklarative Gedächtnis: In diesem Teil des Langzeitgedächtnisses speichern wir Informationen, die wir nicht verbalisieren können. Darunter fallen Dinge wie die Fähigkeit zu laufen, Fahrradfahren genauso wie Ängste und Konditionierungen. Auch hier gibt es weitere Unterteilungen:
- Prozedurales Gedächtnis: Informationen über Muskelbewegungen, die wir automatisch ausführen, werden hier gespeichert. Dazu zählen Fähigkeiten wie Autofahren, Bällewerfen oder das Bedienen einer Computermaus.
- Priming: Durch das Priming sind Informationen leichter abrufbar, wenn vorher bereits ein Aktivierungsreiz geschaffen wurde.
- Klassische Konditionierung: Dabei handelt es sich um die Verbindung von zwei Reizen. Wird nach einem Alarmton Wasser in Ihr Gesicht gesprüht, werden Sie nach ein paar Wiederholungen beim Abspielen des Alarmtons automatisch die Augen schließen.
Können Informationen vergessen werden?
Ja! Informationen können auch im Langzeitgedächtnis vergessen werden, wenn sie nicht regelmäßig gebraucht werden. Häufig können diese Erinnerungen jedoch wieder sehr schnell aufgefrischt werden, da die neuronalen Verbindungen nicht etwa vollständig abgebaut werden, sondern sich nur zurückbilden (zum Beispiel wird Fahrradfahren nicht grundsätzlich verlernt, auch wenn das Fahrrad nicht regelmäßig benutzt wird).
Die Rolle des Kurzzeitgedächtnisses als Arbeitsspeicher
Neben dem Langzeitgedächtnis spielt auch das Kurzzeitgedächtnis eine wichtige Rolle bei der Informationsverarbeitung. Es dient als eine Art Arbeitsspeicher, in dem Informationen für kurze Zeit gespeichert und verarbeitet werden, bevor sie entweder ins Langzeitgedächtnis übergehen oder verworfen werden.
Schwedische Forscher haben ein Filtersystem im Gehirn identifiziert, das die Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses erhöht: Es bearbeitet Erinnerungen so, dass nur die wesentlichen Informationen abgespeichert und irrelevante Details verworfen werden. Je effizienter diese Vorauswahl funktioniert, desto besser ist die Leistungsfähigkeit des sogenannten Arbeitsspeichers des Gehirns - des Teils des Kurzzeitgedächtnisses also, der Informationen zum sofortigen Abruf bereithält. Das Filtersystem scheint die individuelle Merkfähigkeit dabei mindestens ebenso stark zu prägen wie die eigentliche Speichergröße, schreiben die Forscher.
Die These, eine große Arbeitsspeicherkapazität lasse sich auf das effiziente Trennen von entscheidenden und unwesentlichen Informationen zurückführen, gibt es schon länger. Um nun die physiologischen Grundlagen dieses Systems zu identifizieren, griffen Fiona McNab und Torkel Klingberg zu einem Trick: Sie führten mit 25 Freiwilligen verschiedene Gedächtnistests durch und sagten ihnen jeweils vor dem Beginn, ob es neben den eigentlich wichtigen Informationen auch solche geben würde, die lediglich der Ablenkung dienten.
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Die Hirnareale des Filtersystems
Zuständig für das Filtersystem des Gedächtnisses sind demnach drei Hirnareale: der präfrontale Cortex, das Putamen und das Pallidum. Sie werden bereits aktiv, bevor die zu filternden Informationen eintreffen und scheinen daher vor allem für die Vorbereitung des Filtervorgangs wichtig zu sein. Je größer ihre Aktivität dabei ist, desto besser ist später auch die Merkfähigkeit und desto weniger Überflüssiges wird abgespeichert, zeigten weitere Gedächtnistests.
Dabei ist nach Ansicht der Forscher der präfrontale Cortex für die Überwachung und Steuerung des Systems verantwortlich, ein Areal, das als eine Art oberste Kontrollinstanz im Gehirn gilt. Der Gedächtnisfilter sei also vergleichbar mit einem Pförtner, erklären die Forscher: Er sortiert die hereinkommenden Informationen vor und ermöglicht es dem Arbeitsspeicher so, sich nur auf die wesentlichen zu konzentrieren. Gleichzeitig verhindert er, dass nicht benötigte Daten die begrenzten Ressourcen des Gehirns belegen.
Die Bedeutung von Konzentration und Relevanz
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. Diese Information muss dazu noch relevant sein, erst dann kann sie die nächste Stufe erreichen: Das Arbeits- oder Kurzzeitgedächtnis.
Die Konsolidierung im Langzeitgedächtnis
Wenn Informationen in die dritte Stufe, ins Langzeitgedächtnis übergehen sollen, dann beginnt der Prozess der Konsolidierung. Will man etwas langfristig speichern, ist es besonders notwendig, das Gelernte sich erst einmal setzen zu lassen. Es ist eine Phase, in der unser Gedächtnis allerdings auch sehr störanfällig ist und Informationen schnell vergessen kann.
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Die verschiedenen Gedächtnisbereiche und ihre Funktionen
Wenn wir Informationen abspeichern und wieder abrufen, dann sind ganz unterschiedliche Gedächtnisbereiche aktiv. Erlebnisse, Wissensinhalte oder Erfahrungen können dabei unbewusst oder bewusst wieder hervorgeholt werden.
- Das prozedurale Gedächtnis: Hilft uns, dass wir uns an einmal gelernte Bewegungsabläufe automatisch erinnern und sie immer wieder hervorholen können. Fahrradfahren müssen wir zum Beispiel nur einmal erlernen und können dann ohne nachzudenken immer wieder darauf zurückgreifen.
- Das perzeptuelle Gedächtnis: Hilft uns Personen wieder zu erkennen, die wir lange nicht mehr gesehen haben. Obwohl sie sich äußerlich verändert haben, mit einer neuen Frisur oder einer anderen Haarfarbe, werden wir uns trotzdem an sie erinnern. Denn unser Gedächtnis verfügt über die Fähigkeit, die einmal gelernte Muster wieder abzurufen und zu ergänzen.
- Das semantische Gedächtnis: Speichert alle Informationen, die wir im Laufe unseres Lebens erworben haben. Dazu zählen Fremdsprachen und Wissensinhalte.
- Das episodische Gedächtnis: Bewahrt unsere autobiographischen Erlebnisse. Diese können gute, aber auch schlechte Erinnerungen beinhalten. Sie sind meist als bewusste Informationen gespeichert. An prägende Momente erinnern wir uns ab dem dritten Lebensjahr. Erst im Alter von drei Jahren ist das Gehirn so weit entwickelt, dass es Informationen im episodischen Gedächtnis speichert. Erlebnisse aus der Kindergartenzeit sind meist die ersten Erinnerungen. Was davor passiert ist, daran kann man sich nicht bewusst erinnern. Das ist abhängig von Entwicklungsprozessen des Gehirns, die sich nacheinander aufbauen und erst im Erwachsenenalter abgeschlossen sind.
Emotionen und Gerüche als Gedächtnisanker
Erinnerungen an die erste Liebe werden wir nie vergessen. Mit einem Reiz aktivieren wir das ganze Netz an Neuronen, d.h. Nervenzellen, die miteinander verbunden sind. Sind damit noch Emotionen verknüpft, dann verweilen diese Informationen besonders lange im Gedächtnis. An die erste große Liebe und an den ersten Kuss wird man sich lange erinnern. Emotionale Momente bleiben deshalb länger im Gedächtnis gespeichert und sie sind mit dem Erinnern eng verbunden. Wenn zu diesen emotionalen Ereignissen noch Gerüche hinzukommen, dann werden die Erinnerungen besonders lange behalten.
Ganz wichtig für das Gedächtnis ist ein Bereich des Gedächtnisses, den man das limbische System nennt. Und das limbische System besteht aus dem Hippocampus und der Amygdala.
Die Tücken des Gedächtnisses: Falsche Erinnerungen
Unser Gedächtnis spielt manchmal ganz schön verrückt, wenn es versucht, Lücken zu schließen und nicht abgespeicherte Informationen zu ergänzen. Dabei können unbewusst Falschaussagen entstehen, von deren Wahrheitsgehalt man generell überzeugt ist, aber die notwendige Information nicht abgespeichert hat. So kann schnell bei einer Unfallbeschreibung aus einem blauen Auto, ein rotes Auto werden. Oder wir erinnern uns an eine bestimmte Situation und blicken durch eine rosarote Brille. Das ist auch der Grund, warum wir oft nostalgisch auf unsere Jugend zurückblicken. Der Rückblick kann sich im Laufe des Lebens jedoch wieder verändern. Ein Abgleich mit der Gegenwart kann die guten Erlebnisse ebenso zu schlechten verwandeln.
Erinnerungen prägen den Menschen, deshalb ist die Persönlichkeit eines Menschen immer individuell - selbst wenn das Gedächtnis zum Beispiel aufgrund einer Demenzerkrankung nachlässt. Bestimmte Informationen sind trotzdem gespeichert. Auch wenn man sich nicht mehr an seinen Namen erinnern kann, bleiben Erinnerungen vorhanden, die unbewusst abrufbar sind.
Gedächtnistraining und körperliche Aktivität
Wir können unser Gedächtnis aber auch trainieren. Eine wichtige Rolle bei Erkrankungen spielt Bewegung: In der Bevölkerungsstudie Rheinland Studie standen Untersuchungen des Gehirns im Fokus. Basierend auf diesen Daten kam das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen e. V. (DZNE) in weiteren Untersuchungen zu dem Schluss, dass das Gehirn bereits von leichter körperlicher Aktivität profitiert.
"Wir konnten zeigen, dass sich körperliche Aktivität in nahezu allen untersuchten Hirnregionen deutlich bemerkbar machte. Prinzipiell kann man sagen: Je höher und intensiver die körperliche Aktivität, umso größer waren die Hirnregionen, entweder in Bezug auf das Volumen oder auf die Dicke des Kortex. Das haben wir unter anderem beim Hippocampus beobachtet, der als Schaltzentrale des Gedächtnisses gilt."
Die Grenzen der Analogie zum Computer
Die Wiener Wirtschaftsinformatikerin Sarah Spiekermann-Hoff wundert sich über Zukunftsideen von Elon Musk oder Bestsellerautor Yuval Harari. Sie kritisiert die Vorstellung vom Gehirn als einer Art Computer. Sie betont, dass der Körper keine Hardware und der Geist keine Software seien. Beim Menschen gebe es die Trennung zwischen beidem nicht, denn denken und leben bedeute permanente Veränderung des biologischen Systems. Der Körper rekonfiguriert sich im Prozess des Lebens fortwährend selbst. Nach neueren Forschungen ersetzen sich 40 Prozent der Synapsen auf einem Neuron täglich neu.
Spiekermann-Hoff warnt davor, die Komplexität der Gehirnfunktion und der Funktionsweise des Gedächtnisses zu unterschlagen. Im Gehirn gebe es im informationstechnischen Sinn gar keine Daten. Es gebe nur neurobiologische Zustände, die sich von Moment zu Moment verändern.
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