Die kognitive Neurologie ist ein faszinierendes Feld, das sich mit den neuronalen Grundlagen kognitiver Prozesse wie Gedächtnis, Sprache, Aufmerksamkeit und Exekutivfunktionen befasst. Sie untersucht, wie das Gehirn diese Funktionen ermöglicht und wie Schädigungen des Gehirns zu kognitiven Defiziten führen können. Dieser Artikel beleuchtet verschiedene Aspekte der kognitiven Neurologie, insbesondere im Hinblick auf das Gedächtnis, seine Funktionsweise, seine Anfälligkeit für Fehler und die Auswirkungen von körperlicher Aktivität auf die Kognition.
Das Gedächtnis: Eine Momentaufnahme der Realität
Unser Gedächtnis ist nicht wie ein Film, der die Realität detailgetreu wiedergibt. Stattdessen speichert es Erlebnisse in Form von einzelnen Momentaufnahmen oder Schnappschüssen. Diese Schnappschüsse werden im Laufe der Zeit komprimiert, sodass nach einer Woche nur noch wenige Bilder übrig bleiben.
Selektive Speicherung: Das Aschenbecher-Beispiel
Bestimmte Ereignisse, wie z.B. ein brennender Aschenbecher, werden aufgrund der Freisetzung von Neurotransmittern wie Dopamin und Noradrenalin stärker im Gedächtnis verankert. Diese Neurotransmitter werden freigesetzt, wenn das Gehirn die Vorgänge des Tages noch einmal abspielt und die synaptischen Verbindungen festigt.
Die Herausforderung der Gedächtnistrennung
Das Gehirn steht vor der Herausforderung, ähnliche Erlebnisse voneinander zu trennen. Wenn Sie beispielsweise einen Raum schon oft betreten haben, muss Ihr Gedächtnis das besondere Erlebnis (z.B. der brennende Aschenbecher) von den vorherigen Erlebnissen in demselben Raum unterscheiden.
Der Hippocampus: Der "Verwalter" des Gedächtnisses
Der Hippocampus spielt eine entscheidende Rolle bei der Trennung ähnlicher Gedächtnisinhalte. Er sorgt dafür, dass getrennte neuronale Gruppen sehr ähnliche Dinge abspeichern. Dies ermöglicht es uns, Räume, die wir schon oft betreten haben, wiederzuerkennen, ohne jedes Detail neu überprüfen zu müssen.
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Effizienz und Fehlleistungen des Gedächtnisses
Um Ressourcen zu sparen, füllt unser Gedächtnis Informationen auf. Diese Effizienz kann jedoch zu Fehlleistungen führen, bei denen wir uns an Dinge erinnern, die gar nicht stattgefunden haben. Dies ist der Preis für die unglaubliche Effizienz unseres Gedächtnisses.
Das Professorenzimmer-Experiment
Ein bekanntes Experiment, bei dem Studierende ein fast leeres Bücherregal in einem Professorenzimmer sahen, zeigt, wie unser Gedächtnis Informationen ergänzt. Die meisten Studierenden erinnerten sich später an ein volles Bücherregal, da sie annahmen, dass dies in einem Professorenzimmer üblich sei.
Rekonsolidierung: Das "wachsweiche" Gedächtnis
Jedes Mal, wenn wir eine Erinnerung aufrufen, gerät unser Gedächtnis in einen labilen Zustand. Dieser Prozess wird als Rekonsolidierung bezeichnet.
Analogie zum Wachs
Man kann sich das Gedächtnis wie ein Stück Wachs vorstellen: Jedes Mal, wenn man es erneut in die Hand nimmt, wird es weich und verformbar.
Verknüpfung von Erfahrungen
Die Rekonsolidierung ermöglicht es, frühere mit neuen Erfahrungen zu verknüpfen. Wenn beispielsweise eine Tankstelle auf dem Weg zur Arbeit abgerissen wird, können wir diese Information schnell lernen und in unser Gedächtnis integrieren.
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Fehlerquelle
Die Rekonsolidierung ist jedoch auch eine Fehlerquelle. Erinnerungen können sich im Laufe der Zeit verändern und ungenau werden.
Die 11. September-Studie
Eine Studie, bei der Amerikanerinnen und Amerikaner zu den Ereignissen des 11. September befragt wurden, zeigte, dass sich die Erzählungen vieler Befragter im Laufe der Jahre grundlegend veränderten. Viele mischten das, was sie im Fernsehen gesehen hatten, in ihre Erinnerungen.
Das Gedächtnis als Wikipedia-Eintrag
Man kann unser Gedächtnis mit einem Wikipedia-Eintrag vergleichen, der immer neu umgeschrieben wird, wobei eben auch viele Fehler hineinkommen.
Zerlegung in Sinneskanäle
Erinnerungen werden in unterschiedliche Sinneskanäle zerlegt. Wenn wir beispielsweise in einem Fußballstadion sind, werden die Fangesänge, der Torschuss, der Bratwurstgeruch und die Hitze in unterschiedlichen Hirnregionen abgelegt und dann miteinander verknüpft.
Integrationszentren ("Hubs")
Die Integrationszentren, die diese Sinneskanäle verknüpfen, sind anfällig für Demenzerkrankungen.
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Die Stärken des Gedächtnisses
Trotz seiner Unzulänglichkeiten funktioniert unser Gedächtnis erstaunlich gut.
Das Notfall-Experiment
Ein Experiment, bei dem junge und alte Menschen einen Notfall simulierten, zeigte, dass ihr Gedächtnis extrem genau war. Sie konnten sich an unglaublich viele Details erinnern.
Evolutionärer Sinn des Vergessens
Es macht evolutionär Sinn, dass unsere Erinnerung allmählich verblasst. Wenn unser Gedächtnis extrem genau wäre, würden wir verhungern, weil wir den Akt des Essens komplett in unserem Gehirn abspielen könnten. Wir würden uns auch nicht mehr fortpflanzen, weil wir den Sex komplett rekapitulieren könnten.
Kognitionswissenschaft: Ein interdisziplinärer Ansatz
Die Kognitionswissenschaft ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die die Mechanismen erforscht, die den kognitiven Fähigkeiten von Organismen zugrunde liegen. Sie umfasst Bereiche wie Informatik, Mathematik, Psychologie, Biologie, Linguistik und Philosophie.
Forschungsfragen der Kognitionswissenschaft
Kognitionswissenschaftler untersuchen beispielsweise, welche Form mentale Repräsentationen einnehmen, welche Faktoren bestimmen, wie gut wahrgenommen und gelernt wird, welche verschiedenen Komponenten der Sprachverarbeitung es gibt, was „Bewusstsein“ ist, welches die neuronalen Korrelate kognitiver Prozesse sind und wie kognitive Prozesse mittels Computermodellen beschreibbar sind.
Studiengang Kognitionswissenschaft
Der Studiengang Kognitionswissenschaft vermittelt ein breites Spektrum an theoretischen und methodischen Grundlagen und verdeutlicht diese an aktueller Forschung. Er beinhaltet auch Vertiefungsmodule und den Erwerb überfachlicher berufsfeldorientierter Kompetenzen.
Berufliche Perspektiven
Absolventen der Kognitionswissenschaft haben berufliche Perspektiven in vielen Anwendungsfeldern der Hochtechnologie, insbesondere bei der Entwicklung neuartiger Technologien wie Mensch-Maschine-Schnittstellen, Servicerobotern und High-Tech-Prothesen.
Körperliche Aktivität und Kognition
Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass körperliche Aktivität positive Auswirkungen auf die Kognition haben kann.
Studienlage
Studien haben gezeigt, dass körperliche Aktivität die Aufmerksamkeit bei Jugendlichen verbessern, die kognitive Funktion bei älteren Menschen fördern und das Risiko für kognitive Beeinträchtigungen und Demenz verringern kann.
Meta-Analysen
Eine Meta-Analyse randomisierter, kontrollierter Studien ergab, dass körperliche Aktivität die kognitive Funktion bei älteren Menschen mit bereits bestehenden kognitiven Beeinträchtigungen verbessern kann.
Präventive Wirkung
Es gibt Hinweise darauf, dass körperliche Aktivität ein potenzieller präventiver Faktor für vaskuläre Demenz sein könnte.
Mechanismen
Die positiven Auswirkungen von körperlicher Aktivität auf die Kognition könnten auf verschiedene Mechanismen zurückzuführen sein, darunter eine verbesserte Durchblutung des Gehirns, eine erhöhte Neurogenese (Neubildung von Nervenzellen) und eine Steigerung des Hirnvolumens.
Empfehlungen
Regelmäßige körperliche Aktivität wird daher als wichtiger Bestandteil eines gesunden Lebensstils empfohlen, um die kognitive Funktion zu erhalten und das Risiko für Demenz zu verringern.
Neurologische Erkrankungen und Forschung
Die kognitive Neurologie spielt auch eine wichtige Rolle bei der Erforschung und Behandlung neurologischer Erkrankungen wie Chorea Huntington, Myasthenia gravis und Schlaganfall.
Chorea Huntington
Chorea Huntington ist eine erbliche, degenerative Funktionsstörung des Gehirns, die durch unwillkürliche Bewegungen, Verhaltensauffälligkeiten und kognitive Beeinträchtigungen gekennzeichnet ist. Die Diagnose erfolgt mittels eines Gentests. Derzeit gibt es keine Heilung, aber die Symptome können symptomatisch behandelt werden.
Myasthenia gravis
Myasthenia gravis ist eine Autoimmunerkrankung, die zu Muskelschwäche führt. Die Behandlung umfasst Medikamente und in einigen Fällen eine Thymektomie (Entfernung der Thymusdrüse).
Schlaganfall
Ein Schlaganfall ist eine plötzliche Unterbrechung der Blutversorgung des Gehirns, die zu neurologischen Ausfällen führen kann. Eine schnelle Diagnose und Behandlung sind entscheidend, um die Schäden zu minimieren.
Aktuelle Forschung
Aktuelle Forschungsprojekte beschäftigen sich mit der Entwicklung neuer Therapien für neurologische Erkrankungen und der Verbesserung der Rehabilitation nach Schlaganfall.
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