Das menschliche Gehirn ist ein faszinierendes und komplexes Organ, dessen Funktionsweise noch immer nicht vollständig erforscht ist. Daher ranken sich um dieses wichtige Steuerungsorgan zahlreiche Mythen und Halbwahrheiten. Dieser Artikel beleuchtet die Speicherkapazität des Gehirns, räumt mit einigen gängigen Irrtümern auf und gibt Einblicke in die neuesten Forschungsergebnisse.
Das Gehirn im Faktencheck: Mythen und Wahrheiten
Nutzen wir nur 10 Prozent unseres Gehirns?
Dieser Mythos ist weit verbreitet, aber falsch. Das Gehirn ist ein hocheffizientes Organ, bei dem alle Bereiche genutzt werden. Abgesehen vom bewussten Denken steuert es auch lebenswichtige, unbewusste Körperfunktionen. Jede Schädigung des Gehirns führt in der Regel zu Einschränkungen, da alle Bereiche aktiv sind.
Sind Kopfschmerzen Gehirnschmerzen?
Nein. Obwohl alle Schmerzwahrnehmungen im Gehirn verarbeitet werden, kann das Gehirn selbst keine Schmerzen empfinden. Bei Kopfschmerzen schmerzen die Blutgefäße der Hirnhaut, nicht das Gehirn selbst.
Können wir nur begrenzt Informationen speichern?
Nein, das Langzeitgedächtnis hat eine nahezu unbegrenzte Kapazität. Im Vergleich zu einem Computer könnte man sagen, dass das Gehirn eine Speicherkapazität von schätzungsweise 2,5 Millionen Gigabyte hat. Während das Kurzzeitgedächtnis begrenzt ist, kann das Langzeitgedächtnis unbegrenzt Informationen aufnehmen. Alle dort gespeicherten Erinnerungen bleiben erhalten, selbst wenn wir sie vergessen haben. Vergessen bedeutet lediglich, dass wir nicht mehr auf diese Informationen zugreifen können.
Trügen Erinnerungen nicht?
Erinnerungen sind nicht immer zuverlässig. Vor allem werden Informationen abgespeichert, die mit starken Emotionen verbunden sind. Allerdings entsprechen diese Erinnerungen nicht immer der Realität. Hirnforscher haben herausgefunden, dass Menschen ihre Erinnerungen oft verschönern und bei jedem Abruf leicht verändern, da die aktuelle Situation den Abruf beeinflusst.
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Lässt sich unser Gehirn "dopen"?
Medikamente, die beispielsweise bei ADHS die Konzentrationsfähigkeit erhöhen, verbessern die geistige Leistung gesunder Menschen nicht. Studien zeigen, dass "Hirndoping"-Medikamente bei Gesunden unberechenbar wirken, teilweise sogar verschlechternd, und selten besser als Placebos sind. Allenfalls können Testpersonen länger arbeiten oder lernen, zeigen aber keine besseren Ergebnisse.
Kann das Hirn Hunger haben?
Ja! Das Gehirn verbraucht etwa 20 Prozent des gesamten Energieverbrauchs des Körpers, obwohl es nur etwa zwei Prozent der Körpermasse ausmacht. Es benötigt also ein Fünftel dessen, was wir essen und einatmen.
Helfen Kreuzworträtsel und Sudokus, geistig fit zu bleiben?
Kaum. Obwohl es stimmt, dass "wer rastet, der rostet", ist der Trainingseffekt von Kreuzworträtseln oder Sudokus begrenzt. Rätsel fragen oft nur altes Wissen ab. Denkarbeit sollte jedoch anstrengen und Routinen durchbrechen, um das Gehirn wirklich fit zu halten. Das Erlernen eines Musikinstruments, einer Sprache oder das Tanzen senkt das Demenzrisiko nachhaltiger.
Senkt die richtige Ernährung das Risiko für Demenz?
Ja. Eine ausgewogene Ernährung hilft nicht nur, Herz- und Kreislauferkrankungen zu vermeiden, sondern ist auch enorm wichtig für das Gehirn. Fette, wie sie in panierten Speisen und vielen Fastfood-Produkten stecken, können zu Ablagerungen im Gehirn führen, die Reizübertragungen blockieren und Entzündungen auslösen. Dadurch können Nervenzellen absterben. Eine gesunde Ernährung hält also auch das Gehirn fit.
Wird die Alzheimer-Demenz vererbt?
Keineswegs. Wenn Großeltern oder Eltern in ihren letzten Lebensjahren unter Alzheimer gelitten haben, ist die Wahrscheinlichkeit, selbst daran zu erkranken, kaum erhöht. Nur etwa ein Prozent aller Alzheimer-Fälle ist eindeutig erblich bedingt; diese Betroffenen erkranken in der Regel früh, zwischen dem 30. und dem 65. Lebensjahr.
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Führen Rotwein und Schokolade zu Migräne-Attacken?
Nein. Früher schienen Migräne-Tagebücher wichtig, um die Auslöser der Attacken zu erkennen. Heute wissen Spezialisten, dass nicht Rotwein oder Schokolade die Attacken verursachen. Oft entsteht der Heißhunger auf Schokolade erst durch eine ohnehin bevorstehende Attacke. Menstruationszyklus-Phasen und Stress gelten aber weiterhin als Trigger für Migräne-Attacken, daher ist ein guter Umgang mit Stress wichtig.
Kann Schwindel auch durch psychische Erkrankungen entstehen?
Ja, unglaublich, aber wahr. Die zweithäufigste Schwindelform (über 15 Prozent) ist der phobische Schwankschwindel, der im Rahmen von Angsterkrankungen auftritt. Die häufigste Schwindelform (mit etwa 17 Prozent) ist der gutartige Lagerungsschwindel, der durch kristallene Ablagerungen im Innenohr entsteht und sich gut behandeln lässt.
Treten epileptische Anfälle nur bei sehr wenigen Menschen auf?
Mitnichten. Etwa fünf Prozent der Deutschen, also jeder zwanzigste, erleidet mindestens einmal im Leben einen epileptischen Anfall. Oftmals handelt es sich dabei um Fieberkrämpfe, Anfälle bedingt durch übermäßigen Alkoholgenuss oder starke Übermüdung. Die meisten Betroffenen entwickeln dann keine Epilepsie, doch immerhin 800.000 Menschen in Deutschland sind wegen Epilepsie-Erkrankungen in haus- oder fachärztlicher Behandlung.
Wie erkenne ich einen Schlaganfall?
Ein bewährter Schnell-Check heißt "FAST" (englisch für "schnell"): Es steht für face (Gesicht), in dem ein Lächeln möglich sein sollte. Dann sollte man den Betroffenen bitten, die Arme (arms) zu heben und einen einfachen Satz nachzusprechen (speech = Sprache). Time (Zeit) heißt: Falls dies nicht klappt, muss es schnell gehen. Also nicht die Hausarzt-, sondern die Notrufnummer wählen!
Geht es beim Schlaganfall nur um die ersten Minuten?
Nicht nur. "Time is brain!" Bei einem Schlaganfall werden Teile des Gehirns von der Durchblutung und Sauerstoffversorgung abgeschnitten. Pro Minute sterben unzählige wertvolle Nervenzellen ab. Jede Minute zählt also! Doch auch nach der entscheidenden ersten Versorgung gilt weiter: Je früher, desto besser - auch bei der Frührehabilitation. Je eher Patienten mobilisiert werden, desto besser können sie das Schlucken, Sprechen und Gehen wieder neu lernen.
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Sind Schwangerschaften bei Multipler Sklerose riskant?
Nein, im Gegenteil. Meist beruhigt sich diese Autoimmun-Erkrankung während der Schwangerschaft sogar: Schübe werden seltener oder bleiben gar aus. Durch die veränderten Hormone wird das Immunsystem besser in Schach gehalten und das körpereigene Kortison steigt an.
Benötigen alle MS-Patienten später einen Rollstuhl?
Keineswegs. Bei nur etwa fünf Prozent der Multiple Sklerose-Erkrankten führt die Krankheit innerhalb weniger Jahre zu einer körperlichen Behinderung. 70 Prozent der MS-Erkrankten brauchen im Alter von 50 Jahren keinen Gehstock, um 100 Meter zu laufen. Auch 17 Jahre nach der Diagnose sind 90 Prozent der Betroffenen noch gehfähig, wie eine US-Studie ergab.
Hilft Strom gegen Steifheit und Zittern bei Parkinson?
Ja. Rein äußerlich stocken die Schritte und die Hände zittern. Aber Parkinson ist eine komplexe Erkrankung. Wenn sich die Krankheitssymptome mit Medikamenten nicht beherrschen lassen, kann die Implantation eines Hirnschrittmachers helfen. Bei der "tiefen Hirnstimulation" arbeiten Neurologen und Neurochirurgen sehr eng zusammen.
Zittrige Hände gehören zur Parkinson-Krankheit?
Nicht unbedingt. Die Parkinson-Krankheit wird zwar landläufig auch "Schüttellähmung" genannt, jedoch nicht bei allen Patienten fällt das Zittern der Hände ins Auge: Verlangsamte, oftmals wie eingefrorene Bewegungen gehören immer zum Bild des Parkinson-Syndroms. Die Patienten zeigen zudem eine Muskelsteifigkeit, eine instabile Körperhaltung oder das Zittern in Ruhe (Tremor), aber nicht zwingend alle drei der zuletzt genannten Symptome.
Gibt es Landkarten auf dem Gehirn?
Tatsächlich. Wo im Gehirn sitzt die Sprache, welche Gehirnregion gibt dem Fuß den Takt vor? Das müssen Operateurinnen und Operateure vor einer Gehirnoperation beachten. Die Neurochirurgen erstellen mithilfe des Mappings dazu eine Karte der Gehirnfunktionen. Mit ihr können sie z.B. die Entfernung eines Tumors zu den Sprachzentren und deren Verbindungsbahnen abschätzen und diese während der Operation schonen.
Albert Einsteins Gehirn liegt im Museum?
Teilweise. Nach dem Tod Albert Einsteins 1955 entnahm der Pathologe Thomas Harvey heimlich und ohne Genehmigung dessen Gehirn, konservierte es und fertigte unzählige Gewebeproben an. Er wollte damit dem Genie des Physikers auf die Spur kommen - vergeblich. Noch heute befinden sich Teile von Einsteins Gehirn in verschiedenen amerikanischen Museen.
Geht Corona auch dem Gehirn auf die Nerven?
Leider, ja. Und zwar nicht nur im übertragenen Sinne. Das Virus kann das Nervensystem in Mitleidenschaft ziehen, weshalb man auch von Neuro-Covid spricht. Ca. 80% der Patient*innen, die mit einer Coronaviruserkrankung im Krankenhaus behandelt werden, haben neurologische Beschwerden. Auch leicht Erkrankte berichten oft noch Monate später über anhaltende Symptome wie Erschöpfung, Konzentrationsstörungen oder Gedächtnisprobleme.
Das Langzeitgedächtnis: Die Festplatte unseres Kopfes
Das Langzeitgedächtnis ist der Speicherort für Informationen über lange Zeit und ermöglicht den jederzeitigen Abruf. Der Speichervorgang ist komplexer als bei einem Computer. Um Informationen im Langzeitgedächtnis zu speichern, ist mehr als ein einfacher Tastendruck erforderlich.
Was ist das Langzeitgedächtnis?
Das Langzeitgedächtnis ist ein leistungsstarkes System, das eine unendlich große Menge an Informationen über einen langen Zeitraum speichern kann. Es besteht aus zwei Hauptarten von Gedächtnis: dem deklarativen Gedächtnis und dem nicht-deklarativen Gedächtnis.
Die Bestandteile des Langzeitgedächtnisses
Das Langzeitgedächtnis ist neben dem Ultrakurzzeitgedächtnis und dem Kurzzeitgedächtnis ein Teil des Gehirns, das für unsere Merkfähigkeit verantwortlich ist. Aber auch das Langzeitgedächtnis besteht aus mehreren Teilen:
- Das deklarative Gedächtnis: Hier finden sich Informationen, die wir verbal wiedergeben können. Es besteht aus zwei Teilen:
- Das semantische Gedächtnis: Hier befinden sich allgemeine Informationen und Wissen über die Welt, wie allgemeingültige Fakten oder akademisches Wissen.
- Das episodische Gedächtnis: Hier sind Informationen gespeichert, bei denen wir noch ihren Ursprung kennen, wie die letzte Mahlzeit, die Position der Autoschlüssel oder wer an der letzten Grillparty teilgenommen hat.
- Nicht-deklaratives Gedächtnis: Hier speichern wir Informationen, die wir nicht verbalisieren können, wie die Fähigkeit zu laufen, Fahrradfahren, Ängste und Konditionierungen. Auch hier gibt es weitere Unterteilungen:
- Prozedurales Gedächtnis: Hier werden Informationen über Muskelbewegungen gespeichert, die wir automatisch ausführen, 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 vollständig abgebaut werden, sondern sich nur zurückbilden (zum Beispiel wird Fahrradfahren nicht grundsätzlich verlernt, auch wenn das Fahrrad nicht regelmäßig benutzt wird). Im Gegensatz zum Kurzzeitgedächtnis oder dem sensorischen Register hat das Langzeitgedächtnis des Menschen keine begrenzte Kapazität. Das bedeutet, es ist unbegrenzt aufnahmefähig.
Was ist der Unterschied zwischen Kurz- und Langzeitgedächtnis?
Der Unterschied zwischen Kurz- und Langzeitgedächtnis lässt sich schon am Namen erkennen. Während das Kurzzeitgedächtnis Informationen nur wenige Sekunden behalten kann, speichert das Langzeitgedächtnis diese für mehrere Jahre ab, sofern diese als wichtig erkannt werden.
Ist das Langzeitgedächtnis begrenzt?
Das Langzeitgedächtnis ist in seiner Kapazität unbegrenzt. Was die unendliche Wissensaufnahme allerdings einschränkt, ist Aufnahmefähigkeit von Wissen in unser Langzeitgedächtnis.
Halten Sie Ihr Gedächtnis fit
Das Gedächtnis als Ganzes kann trainiert werden. Durch sogenanntes Gehirnjogging können Sie alle Bereiche des Gehirns verbessern. So steigern Sie Ihr Gedächtnis und Ihre Merkfähigkeit.
Fazit: Langzeitgedächtnis, Speicher unserer Lebenserfahrung
Das Langzeitgedächtnis ist der Dreh- und Angelpunkt unseres Wissens. Sämtliche Erfahrungen und Erlebnisse werden hier abgespeichert. Dadurch bestimmt unser Langzeitgedächtnis auch unseren Charakter und macht uns zu dem, was wir sind. Da das Langzeitgedächtnis faktisch unendlich Informationen speichern kann, ist es nicht der limitierende Faktor, wenn es um Dinge wie Auswendiglernen geht. Stattdessen ist ein ganzheitliches Training aller kognitiven Bereiche der beste Weg, um sich mehr wichtige Dinge merken zu können.
Die Speicherkapazität des Gehirns: Schätzungen und Vergleiche
Die Frage nach der genauen Speicherkapazität des menschlichen Gehirns ist schwer zu beantworten. Es gibt verschiedene Schätzungen, die von einigen Terabyte bis hin zu mehreren Petabyte reichen. Einige Experten vergleichen das Gehirn mit einer Festplatte von etwa 2,5 Petabyte, was etwa 2,5 Millionen Gigabyte entspricht.
Andere Schätzungen gehen von etwa 1,4 Petabyte aus, was ungefähr 2 Millionen CDs entspricht. Zum Vergleich: Der schnellste Rechner der Welt hat einen Speicherplatz von etwa 2,3 Petabyte.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass das Gehirn anders funktioniert als ein Computer. Es speichert Informationen nicht einfach als binäre Daten, sondern in Form von neuronalen Verbindungen und Mustern. Daher ist ein direkter Vergleich mit der Speicherkapazität eines Computers schwierig.
Die Funktionsweise des Gehirns: Ein komplexes Netzwerk
Das Gehirn besteht aus etwa 100 Milliarden Nervenzellen (Neuronen), die über Synapsen miteinander verbunden sind. Die Anzahl dieser Verknüpfungen wird auf 100 Billionen geschätzt. Diese komplexen Netzwerke ermöglichen es dem Gehirn, Informationen zu verarbeiten, zu speichern und abzurufen.
Synaptische Plastizität: Die Grundlage des Lernens
Die Stärke der Verbindungen zwischen den Neuronen kann sich im Laufe der Zeit verändern. Dieses Phänomen wird als synaptische Plastizität bezeichnet und ist die Grundlage des Lernens und der Gedächtnisbildung. Durch wiederholte Aktivierung bestimmter neuronaler Verbindungen werden diese verstärkt, während Verbindungen, die nicht genutzt werden, geschwächt werden.
Die Rolle des Hippocampus
Der Hippocampus ist eine wichtige Region im Gehirn, die für die Bildung neuer Erinnerungen verantwortlich ist. Er fungiert als eine Art "Arbeitsspeicher" des Gehirns und ist die Schaltstelle zwischen dem Kurz- und dem Langzeitgedächtnis.
Die Bedeutung von Schlaf für das Gedächtnis
Schlaf spielt eine wichtige Rolle bei der Konsolidierung von Erinnerungen. Während des Schlafs werden die im Hippocampus gespeicherten Informationen in den Kortex übertragen, wo sie langfristig gespeichert werden.
Faktoren, die die Gehirnleistung beeinflussen
Es gibt verschiedene Faktoren, die die Gehirnleistung und die Gedächtnisfunktion beeinflussen können, darunter:
- Ernährung: Eine ausgewogene Ernährung mit ausreichend Vitaminen, Mineralstoffen und Omega-3-Fettsäuren ist wichtig für die Gesundheit des Gehirns.
- Bewegung: Regelmäßige körperliche Aktivität fördert die Durchblutung des Gehirns und kann die Gedächtnisfunktion verbessern.
- Schlaf: Ausreichend Schlaf ist wichtig für die Konsolidierung von Erinnerungen und die allgemeine Gehirnfunktion.
- Stress: Chronischer Stress kann die Gehirnleistung beeinträchtigen und das Risiko für Demenz erhöhen.
- Gehirntraining: Regelmäßiges Gehirntraining, wie z.B. das Lösen von Rätseln, das Erlernen neuer Fähigkeiten oder das Spielen von Gedächtnisspielen, kann die Gehirnfunktion verbessern.
Forschung zur Erweiterung der Gehirnkapazität
Ein interdisziplinäres Forschungsteam der Johns Hopkins University arbeitet an der Entwicklung von Biocomputern, die die außergewöhnliche biologische Bearbeitungsleistung des Gehirns für die Erweiterung künstlicher Intelligenz nutzen sollen. Ziel ist die Entwicklung von 3D-Kulturen menschlicher Gehirnzellen (Hirnorganoide) als Hardware. Diese Forschung könnte in Zukunft neue Möglichkeiten zur Erweiterung der Gehirnkapazität und zur Behandlung von neurologischen Erkrankungen eröffnen.
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