Einführung
Das Gedächtnis ist eine fundamentale Fähigkeit, die es uns ermöglicht, den Alltag zu gestalten und ihm Sinn zu verleihen. Es verbindet Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft und ermöglicht uns, angepasst zu handeln und uns auf die Zukunft auszurichten. Ohne diese zentrale Gehirnleistung gäbe es keinen Bezug zur Welt, und der Mensch könnte als integrierte Persönlichkeit nicht existieren, insbesondere nicht in einer Gemeinschaft, die auf ihrer Geschichte basiert.
Das Gedächtnis entlastet uns von geistiger Anstrengung, indem es uns ermöglicht, Routinehandlungen mehr oder weniger automatisch auszuführen. Da jedoch verschiedene Hirnebenen und Strukturen zusammenarbeiten, ist es schwierig, einzelne Vorgänge bestimmten neuronalen Systemen zuzuordnen. Obwohl viele Tiere Wahrnehmungsinhalte speichern können, ist die Gesamtorganisation des menschlichen Gedächtnisses bisher nur ansatzweise verstanden.
Die psychologische und neurologische Gedächtnisforschung hat in jüngster Zeit einige Zusammenhänge deutlicher herauskristallisiert. Ein Großteil dieser Erkenntnisse stammt von Patienten mit Gedächtnisausfällen und neuen bildgebenden Verfahren, die Einblicke in die Gehirnaktivitäten ermöglichen.
Im Folgenden wird anhand von Beispielen aus eigenen Untersuchungen dargestellt, wie sich das Gedächtnis aus neuropsychologischer Sicht darstellt. Es wird allmählich klar, welche anatomischen Strukturen beim Einspeichern und Abrufen von Informationen beteiligt sind. Es wird angenommen, dass es verschiedene Arten von Gedächtnis gibt, die jeweils für unterschiedliche Arten von Inhalten zuständig sind und spezifische Gehirnsysteme nutzen.
Eine wichtige Erkenntnis ist, dass Einspeicherung und Abruf meist nicht an denselben Strukturen stattfinden, zumindest nicht beim Umgang mit bewussten Kenntnissen oder persönlichen Erlebnissen. Diese Gedächtnisprozesse finden in weitverteilten Netzwerken statt, die bei Schädigung einer einzelnen Komponente oder Unterbrechung einer weiterleitenden Verbindung ausfallen können.
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Bislang sind die Wege des Einspeicherns am deutlichsten erkennbar. Auch die für den Abruf zuständigen Strukturen sind inzwischen erkennbar. Am rätselhaftesten ist jedoch die räumliche Repräsentation der Engramme selbst.
Das Janusköpfige des Gedächtnisses
Der Verlust des Gedächtnisses ist nicht nur ein Spielfilm-Plot. Nach Hirnverletzungen oder Sauerstoffmangel kann dies im realen Leben geschehen, oft vorübergehend, aber manchmal auch dauerhaft. In seltenen Fällen können alle Erinnerungen gänzlich ausgetilgt sein.
Ein Beispiel ist der Patient E. D., der vier Jahre nach einem Reitunfall untersucht wurde. Er hatte beidseitige Verletzungen im Bereich der Schläfenlappen erlitten, wobei die rechte Seite besonders schwer betroffen war. Dies führte zu einem umfassenden Verlust seiner persönlichen Vergangenheit. Er konnte weder Verwandte wiedererkennen noch hatte er eine Vorstellung von seinen früheren beruflichen Tätigkeiten oder Besitztümern. Sein Schulwissen und viele Fertigkeiten waren ihm jedoch erhalten geblieben. Er konnte sich weiterhin mit dem Auto zurechtfinden und wusste, dass der Kilimandscharo in Tansania liegt, aber nicht, dass er ihn erklommen hatte. Neue Vorkommnisse konnte er sich merken, wirkte aber beim Erwähnen von erinnerten Erlebnissen merkwürdig unbeteiligt.
Ein anderes Beispiel ist der Patient A. B., ein Neurologe, der nach einem Schlaganfall ein Neugedächtnisverlust erlitt. Er konnte sich an keine neuen Vorkommnisse mehr erinnern und erkannte selbst Personen, die er tagtäglich sah, nicht wieder. Die Zeit war für ihn stehengeblieben, und er nannte das Jahr des Infarkts als aktuelles Jahr. Seine Intelligenz und kurzfristigen Behaltensleistungen waren jedoch überdurchschnittlich gut. Die Erinnerung an frühe Lebensereignisse war erhalten, aber er wusste nichts mehr von den letzten zehn Jahren vor dem Schlaganfall und der Zeit danach.
Diese beiden Patienten verdeutlichen wichtige Gedächtniskonzepte. Der Bruch mit der Vergangenheit und die verbaute Zukunft beeinträchtigen die Existenz erheblich. Die Empfindung für die Zeit scheint ohne die Erinnerung an persönliche Erlebnisse nicht möglich zu sein.
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Sich ergänzende Gedächtnisformen
Obwohl Einspeichern und Abruf von Gedächtnisinhalten unabhängig voneinander beeinträchtigt sein können, ist es schwierig, die für beide Funktionen wichtigen Hirnstrukturen zu ermitteln. Es wird angenommen, dass für beide Vorgänge im Wesentlichen getrennte anatomische Systeme zuständig sind. Beim Einspeichern und Abrufen werden die Informationen offenbar sortiert, bewertet und gebündelt. Sie müssen Engpässe passieren, so dass schon die Schädigung einer winzigen Struktur verheerende Auswirkungen haben kann.
Die Speicherorte sind weit über die Hirnrinde verteilt, und die Gedächtnisinhalte sind nicht einmal streng lokalisiert abgelegt. Menschen mit umfassendem Gedächtnisausfall haben jedoch trotz allem keinen Totalverlust. Selbst retrograde Amnestiker, die ihre Autobiographie verloren haben, verfügen noch über Wissensinseln. Patienten mit ausgeprägter anterograder Amnesie behalten oft, dass ein sehr nahestehender Mensch schwer erkrankt oder gestorben ist.
Starke Erlebnisse werden vom Gedächtnis anders behandelt als persönlich belanglosere. Sie werden fester und tiefer gespeichert und auf andere Weise eingegeben und wieder hervorgeholt. Dies weist auf die Verflochtenheit unterschiedlicher Wahrnehmungs- und Erlebnisebenen hin, besonders auf die Bedeutung der emotionalen Bewertung. Strukturen des limbischen Systems sind nicht nur für das emotionale Erleben, sondern auch für das Gedächtnis wichtig.
Die Vorstellung, dass es eine Art Kurzzeit- und eine Art Langzeitgedächtnis gibt, hat jahrzehntelang die Forschungen dominiert. Inzwischen unterscheidet man aber nicht nur diese beiden Behaltensleistungen, sondern spricht zudem von Ultrakurzzeitgedächtnis, wenn ein Sinneseindruck lediglich einige Augenblicke nachklingt.
Nach heutigem Wissen ist diese Einteilung nach der Dauerhaftigkeit jedoch zu einseitig, denn das Gehirn behandelt offenbar nicht alles, was eingeht, in gleicher Weise. Es nimmt Erlebnisse anders auf als Fakten oder antrainierte Fertigkeiten und ruft sie offenbar auch auf verschiedene Art ab.
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Meist unterscheidet man deshalb nun auch nach dem Erscheinungsbild im Verhalten vier Gedächtnisarten:
- Das autobiographische (oder episodische) Gedächtnis: Es speichert die einzelnen Ereignisse im Lebenslauf.
- Das Faktengedächtnis oder Wissenssystem: Es ist für Schul- und allgemeine Weltkenntnisse zuständig oder auch für grammatische Regeln.
- Das prozedurale Gedächtnis: Es umfasst erlernte Bewegungsabläufe oder Handlungsstrategien wie beim Autofahren, Skilaufen oder Saxophonspielen.
- Priming: Es bezeichnet das Phänomen, dass ein Reiz oder Sinneseindruck wiedererkannt bzw. erinnert wird, dem man bereits ausgesetzt war, auch dann, wenn der neue Reiz dem früheren lediglich ähnelt oder unvollständig ist.
Diese vier Gedächtnistypen sind nicht grundsätzlich getrennte Funktionssysteme. Sie arbeiten oft eng zusammen und ergänzen sich.
Die Synchronisierung der Gehirnhälften
Die Synchronisierung der Gehirnhälften ist ein faszinierendes Thema, das sowohl wissenschaftlich als auch spirituell erforscht wird. Die linke Hemisphäre ist für Logik und Analyse verantwortlich, während die rechte Kreativität und Intuition verkörpert.
Es gibt verschiedene Ansätze, um diese Balance zu fördern, darunter Meditation, Atemtechniken, Ernährung, Yoga oder modernste Methoden wie Biofeedback und Klangtherapie. Eine besondere Rolle spielen dabei die Tafeln von Cantree, die auf geometrischen Mustern und Farbkombinationen basieren und visuelle und meditative Prozesse unterstützen.
Ein weiterer Ansatz ist die Methode des Hemi-Sync-Prozesses (Hemispheric Synchronization), eine auf binauralen Beats basierende Technik, die ursprünglich vom Monroe Institute entwickelt wurde. Diese Technik zielt darauf ab, die Stärke, den Fokus und die Kohärenz der Amplitude und Frequenz von Gehirnwellen zwischen der linken und rechten Hemisphäre zu erhöhen, um ein höheres Bewusstsein zu erreichen, das die physischen Grenzen von Zeit und Raum überschreitet.
Der Corpus Callosum, die Verbindung zwischen linker und rechter Gehirnhälfte, ist mehr als nur ein biologisches Bindeglied. Er ist die energetische Brücke, die uns Zugang zu unserem höheren Selbst, universellem Bewusstsein und verborgenen Dimensionen verschaffen kann. Die Synchronisation der Gehirnhälften harmonisiert die Energieflüsse im Gehirn und aktiviert die Zirbeldrüse - das sogenannte Dritte Auge.
Hemi-Sync und Frequency Following Response (FFR)
Um die Synchronisierung der Gehirnhälften zu erreichen, nutzt die Hemi-Sync-Technik ein Phänomen namens Frequency Following Response (FFR). Wenn das Gehirn Schallfrequenzen hört, die der Gehirnwellen-Ausgabe auf der Theta-Ebene entsprechen, wird es versuchen, seine Gehirnwellen vom normalen Beta-Niveau auf die Theta-Ebene zu verschieben. Da diese Gehirnwellen-Frequenzen außerhalb des hörbaren Spektrums liegen, erzeugt Hemi-Sync Beat-Frequenzen. Wenn das Gehirn einer Frequenz im linken Ohr ausgesetzt ist, die 10 Hertz unter der im rechten Ohr abgespielten hörbaren Frequenz liegt, "hört" das Gehirn die Differenz zwischen diesen beiden Frequenzen als die sogenannte Beat-Frequenz.
Die Rolle der Resonanz
Die Synchronisierung des Gehirns durch die Einführung von "Beat"-Frequenzen über Stereokopfhörer ist nur ein Teil der Funktionsweise des Gateway-Systems. Es zielt auch darauf ab, die körperliche Ruhe zu erreichen, die für transzendentale Meditationszustände charakteristisch ist. Yoga, Zen oder Transzendentale Meditation führen bei längerer Praxis zu einer Veränderung der Frequenz des Herzschlags, die den gesamten Körper in Resonanz versetzt.
Gehirnstimulation
Diese Resonanz wird direkt in das Gehirn übertragen. Die resultierende Vibration wird über die mit Flüssigkeit gefüllten dritten und linken Ventrikel, die sich oberhalb des Gehirnstamms befinden, weitergeleitet und überträgt sich auf das Gehirn selbst. Ein elektromagnetischer Impuls wird erzeugt, der die Gehirnwellen stimuliert und die Amplitude und Frequenz der Gehirnwellen-Ausgabe erhöht. Das Gehirn arbeitet als ein abgestimmtes Vibrationssystem, das Energie in einem Bereich von etwa 6,8 bis 7,5 Hertz in die Ionosphäre der Erde überträgt, die bei etwa 7-7,5 Hertz resoniert.
Der Gateway-Prozess ist darauf ausgelegt, relativ schnell einen Zustand tiefer Ruhe im Nervensystem zu induzieren und den Blutdruck signifikant zu senken, um das Kreislaufsystem, das Skelett und andere physische Organsysteme zu harmonisieren.
Die naturwissenschaftliche Erforschung des Bewusstseins
In den Bereichen der Wissenschaft, die sich mit Wahrnehmung und Bewusstsein beschäftigen, verschieben sich gegenwärtig die Fronten. Klassischerweise als Gegenstand von Geistes- und Sozialwissenschaften betrachtet, wecken mentale Prozesse zunehmend das Interesse der Naturwissenschaftler. In der Kognitionswissenschaft gelten Denken, Vorstellen, Fühlen und bewusstes Erleben heute als empirisch erforschbar und naturwissenschaftlich erklärbar.
Die Idee, dass künstliche, vom Menschen konstruierte Systeme eines Tages auch eine für die Zuschreibung von Bewusstsein hinreichende Komplexität erreichen könnten, wäre früher als absurd empfunden worden. Selbst bei den materialistisch denkenden Urvätern der modernen Medizin wurden Bewusstsein und subjektives Erleben als naturwissenschaftlich unerklärbar ausgeklammert.
Die heutigen Vertreter der Kognitionswissenschaft beurteilen die Lage wesentlich optimistischer. Sie stufen Bewusstsein und die ihm assoziierten Phänomene als wissenschaftlich relevanten Erkenntnisgegenstand und als prinzipiell empirisch erklärbar ein.
Die Zerlegung des Bewusstseins in Teilfunktionen
Eine sehr erfolgreiche Strategie der Kognitionswissenschaft besteht darin, Bewusstsein in verschiedene Teilfunktionen zu zerlegen, die dann gezielt untersucht werden können. Es besteht weitgehende Einigkeit darüber, dass für das Auftreten von Bewusstsein bestimmte Teilfunktionen vorhanden sein müssen, wie z.B. ein gewisser Grad an Wachheit, Prozesse, die von den Sinnesorganen gelieferte Informationen in gestalthafte Kontexte einbetten und mit Bedeutung versehen, eine Selektion von Inhalten, ein funktionierendes Arbeitsgedächtnis und Motivation und Emotionen.
Bei der Untersuchung dieser Teilfunktionen waren die Neurowissenschaften in den vergangenen Jahrzehnten außerordentlich erfolgreich. Wir kennen heute recht gut die Struktur und Arbeitsweise der Hirnbereiche, die für Wachheit, sensorische Verarbeitung, Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Emotionen sowie weitere für Bewusstsein wesentliche Funktionen zuständig sind.
Bewusstsein als integrativer Prozess
Weniger verstanden ist derzeit allerdings noch, wie all diese Teilfunktionen ineinandergreifen, um zum Gesamtprozess des Bewusstseins beizutragen. In der Tat rückt in der Hirnforschung zunehmend die Annahme in den Mittelpunkt, dass Bewusstsein als ein integrativer Prozess betrachtet werden muss.
An den Prozessen, die zum Bewusstsein beitragen, sind sehr viele verschiedene Hirnregionen beteiligt. Offensichtlich muss eine enorme Anzahl von Nervenzellen, die sich in diesen Regionen befinden, in flexibler Weise koordiniert werden. Da die beteiligten Areale teilweise weit auseinanderliegen, sind großräumige funktionelle Kopplungen für die Kooperation der Neurone erforderlich.
Neuronale Synchronisation und Bewusstsein
Inzwischen wissen wir, dass eine zeitliche Synchronisation der Aktivitäten verschiedener Nervenzellen dazu dient, diese zu effektiv kooperierenden "Teams" zusammenzuschließen. Sehr wahrscheinlich ist ein gemeinsamer Rhythmus in der Aktivität der Nervenzellen die Ursache für die ganzheitliche Natur unserer Wahrnehmungseindrücke.
Crick und Koch waren die ersten, die vorschlugen, dass die Synchronisation von Nervenzellen eine entscheidende Rolle für die Entstehung von Bewusstsein spielen könnte. Sie postulierten einen engen Zusammenhang zwischen der Synchronisation und dem Beitrag, den neuronale Signale zum Bewusstsein liefern.
Mit Hilfe von Elektro- (EEG) oder Magnetoenzephalographie (MEG) kann man bei Versuchspersonen neuronale Synchronisationsprozesse untersuchen, die im Zusammenhang mit Bewusstsein auftreten. Äußerst aufschlussreich sind hierfür Experimente mit mehrdeutigen Reizen.
In aktuellen Studien ist es gelungen, gezielt Veränderungen der neuronalen Synchronisation bei solchen Reizen zu ermitteln und diese bestimmten Teilnetzwerken der Hirnrinde zuzuordnen. Die funktionelle Bedeutung dieser spezifischen Synchronisationsmuster wird durch Versuche untermauert, die neuronale Synchronisation zu beeinflussen und so Veränderungen im Inhalt des Bewusstseins herbeizuführen.
Während spezifische Synchronisation offenbar dem Aufbau bewusster mentaler Zustände dient, wird das Bewusstsein durch unspezifische und übermäßig synchrone neuronale Rhythmen blockiert. Dies konnte in Studien gezeigt werden, die Synchronisation der Nervenzellen unter Narkose analysieren.
Diese und viele weitere Ergebnisse machen es sehr wahrscheinlich, dass spezifische Synchronisationsprozesse relevant für die Entstehung von Bewusstsein sind. Die neuronale Synchronisation ist offenbar geeignet, um präzise abgestimmte Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Hirnbereichen zu vermitteln. Durch den kurzzeitigen Aufbau von systemweiter "Resonanz" könnte möglicherweise so etwas wie ein globaler "Arbeitsraum" entstehen, dessen Zustände die Basis für unser Bewusstsein bilden.
Grenzen der neurowissenschaftlichen Erklärungsansätze
Die neuen Ergebnisse der Hirnforschung und die rasche Expansion des hier entstehenden Wissens werfen die Frage nach der Reichweite der neurowissenschaftlichen Erklärungsansätze auf. Kann die Hirnforschung Bewusstsein, Selbst und Subjektivität vollständig erklären?
Gegen ein rein neurowissenschaftliches Forschungsprogramm kann eingewendet werden, dass kognitive Prozesse nicht ausschließlich durch Bezug auf die subpersonale Ebene adäquat beschrieben werden können. Die Tatsache, dass kognitive Akte von Personen vollzogen werden, wird in der Neurowissenschaft oft übersehen.
Es wird oft die Ansicht vertreten, dass zu einem kognitive System auch der gesamte Körper gehört, und nicht nur das Nervensystem. Diese Annahme scheint sinnvoll, weil die körperliche Verfasstheit eines Organismus (sein "Embodiment"), die bestimmte sensomotorische Fähigkeiten und Perspektiven und bestimmte Umweltinteraktionen mit sich bringt, in entscheidender Weise das kognitive Innenleben mitbestimmt.
Manche Wissenschaftler beziehen auch Umweltkontexte in die Definition des kognitiven Systems mit ein. Nach ihrer Auffassung können Gehirn, Körper und lokale Umwelt nur gemeinsam und in ihrer wechselseitigen Kopplung als "Vehikel" von Bewusstsein betrachtet werden. Rein neurowissenschaftliche Erklärungsansätze würden also notwendigerweise zu kurz greifen.
Ein weiterer vieldiskutierter Einwand gegen den neurowissenschaftlichen Ansatz bezieht sich auf das Problem der "Qualia" - der subjektiven Erlebnisqualitäten. Es scheint hier eine fundamentale Erklärungslücke zu geben: Nur aus der Kenntnis der Hirnzustände, die einen Schmerz begleiten, kann man nicht entnehmen, wie Schmerz sich anfühlt. Es könnte also irreduzibel subjektive Merkmale von Bewusstsein geben, die eine naturwissenschaftliche Theorie nicht abbilden kann.
Ob die Hirnforschung hier an eine prinzipielle Grenze stößt, hängt vor allem davon ab, wie man den Begriff der Qualia genau festlegt. Ein entscheidendes Merkmal von Qualia liegt in deren Privatheit - die subjektiven Qualitäten von Erlebnissen sind nur der Person bekannt, die diese Erlebnisse gerade hat. Die strikte Privatheit der Qualia kann jedoch mit guten philosophischen Argumenten bestritten werden.
Gehirnrhythmen und ihre Taktgeber
Wenn Netzwerke von Nervenzellen im Gehirn eine gemeinsame Aufgabe bearbeiten, synchronisieren sie ihre Aktivität in Schwingungen einer bestimmten Frequenz. Wissenschaftler haben die Taktgeber verschiedener Rhythmen identifiziert: Dabei geben unterschiedliche Zellgruppen jeweils ein anderes Tempo vor.
Für jede der zwei untersuchten Frequenzen ist jeweils ein anderer Zelltyp zuständig. Die beiden wichtigsten Signalfrequenzen des Riechhirns, die schnelle Gamma- sowie die deutlich langsamere Theta-Frequenz, werden von unterschiedlichen Zellgruppen dieses Gehirnbereichs erzeugt, den Körner-Zellen und den glomerulären Zellen. Ihr Zusammenwirken ermöglicht die Unterscheidung von Gerüchen.
Fehler in diesem System haben gravierende Folgen. Bei Epilepsie synchronisieren sich Hirnareale ohne ersichtlichen Grund. Es kommt zu den typischen Krampfanfällen. Anders bei der Schizophrenie: Diese Erkrankung geht mit gestörten Rhythmen im Stirnlappen des Gehirns einher. Die Betroffenen leiden u.a. unter Wahnvorstellungen und Halluzinationen. Bei beiden Erkrankungen wäre es hilfreich, die fehlgesteuerten Taktgeber zu kennen.
Neurobiologie und Psychotherapie: Eine neue Perspektive
Der Einbruch der Neurobiologie in die Psychotherapie ist dramatisch. Das wichtigste Ergebnis der neueren Hirnforschung ist, dass das Gehirn plastisch und lebenslang entwicklungsfähig ist. Diese Entwicklung ist abhängig von der Erfahrung. Erleben formt das Gehirn.
Die Neurochemie des Zellgeschehens im Gehirn ist die Grundlage für die Arbeit dieses Organs. Wer die elektrisch oder chemisch ausgelösten Reaktionen kennt, kann sie auch herstellen. Man kann Wünsche per Mikroelektrode auslösen und zeigen, dass Wünsche längst in unbewussten Regionen des Gehirns entstanden sind, bevor das "Ich" sie ins Bewusstsein übernimmt.
Die Kartierung des Gehirns ist weit fortgeschritten. Man kennt Gesichtererkennungsneuronen und den Sitz der Raumwahrnehmung, man hat verschiedene Bewusstseinszustände lokalisiert.
Für die Neurobiologen ist das Gehirn das Reaktionsorgan auf Veränderung. Es muss mit Stress fertig werden. Wird einer plötzlich arbeitslos, so wird in verschiedenen Stufen zuerst im Unbewussten die Amygdala aktiviert, die wiederum auf das limbische System im Gehirn wirkt. Das Gehirn strebt nun danach, aus einem asynchronen Zustand wieder in einen synchronen Zustand zu gelangen.
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