Erinnerungen beeinflussen die Handlungen und Verhaltensalgorithmen der Menschen. Sie können Menschen dazu bringen, stark und selbstbewusst zu sein oder falsche Entscheidungen zu treffen. Wichtige Gedächtniselemente werden in den Schläfenlappen integriert und gespeichert und vom Hippocampus beeinflusst. In diesem Zusammenhang zielt der Beitrag darauf ab, Besonderheiten im Zusammenhang mit Gedächtnis- und Lernaktivitäten aufzuzeigen, wobei der Schwerpunkt auf verschiedenen Arten von Gedächtnis liegt, darunter episodisches, semantisches und prozedurales Gedächtnis.
Der Hippocampus ist eine hufeisenförmige Gehirnregion, die eine wesentliche Rolle bei der Umwandlung von Informationen aus dem Kurzzeitgedächtnis in das Langzeitgedächtnis spielt. Er ist ein Teil des limbischen Systems, das mit Emotionen in Verbindung steht. Der Hippocampus ist an so komplexen Prozessen wie der Bildung, Organisation und Speicherung von Erinnerungen beteiligt. Da beide Hirnhälften symmetrisch sind, kann der Hippocampus in beiden Hemisphären zu finden sein.
Der Hippocampus ist wesentlich für das Gedächtnis und seine Struktur. Wicking, Nees und Steiger zufolge werden “Gedächtnistests mit dem Hippocampus verwendet, um Funktionen im Zusammenhang mit dem Prozess des deklarativen Gedächtnisses zu bewerten, zu dem das episodische Gedächtnis, das semantische Gedächtnis und das prozedurale Gedächtnis gehören” (61). Es ist jedoch bekannt, dass an der langfristigen Speicherung von Erinnerungen auch der frontale Kortex beteiligt ist und dass das Gedächtnis mit der Zeit zunehmend vom frontalen Kortex und weniger vom Hippocampus abhängt.
Es gibt verschiedene Arten des Langzeitgedächtnisses, und jede von ihnen hängt von einer bestimmten Art der Speicherung und des Abrufs von Erinnerungen ab. Das deklarative Gedächtnis ist das Gedächtnis für Fakten und Wissen. So kann sich eine Person beispielsweise merken, dass London die Hauptstadt Großbritanniens ist oder dass auf der Welt etwa sieben Milliarden Menschen leben. Es gibt drei Arten des deklarativen Gedächtnisses:
Die vollständige Entfernung des Hippocampus macht es unmöglich, neue Erinnerungen zu bilden. Der Fall des Patienten H.M. ist ein überzeugendes Argument, das die obige Aussage belegt. Henry Gustav Molaison litt seit seiner Kindheit an Epilepsie. Nach der Anwendung konventioneller Methoden erkannte sein Arzt deren Nutzlosigkeit und schlug eine komplizierte Operation vor, bei der der Schläfenlappen und ein Teil des Hippocampus entfernt wurden (Cacioppo und Freberg 332). Nach der Operation traten die epileptischen Anfälle nicht mehr auf, aber ein anderes, viel ernsteres Problem trat auf.
In der Tat lernte Molison keine neuen Fakten mehr. Nur alte Informationen blieben in seinem Kopf, da er sich an Ereignisse erinnerte, die 10-20 Jahre zurücklagen. Es ist jedoch besonders wichtig, darauf hinzuweisen, dass er in einem Fall wie diesem in der Lage war, ein Musikinstrument und Computerspiele zu erlernen. Er erinnerte sich jedoch nicht daran, wann und wie er dies gelernt hatte. Molison litt unter einer schweren anterograden Amnesie, sein prozedurales Gedächtnis war zwar nicht beeinträchtigt, aber er konnte sich nicht mehr an Ereignisse des Kurzzeitgedächtnisses erinnern. Trotzdem konnte er z. B. neue Bewegungsabläufe erlernen, ohne sich später daran zu erinnern, wie er sie erlernt hatte.
Darüber hinaus könnten Störungen im Hippocampus zum Korsakoff-Syndrom führen, das sich ebenfalls in der Unfähigkeit äußert, aktuelle Ereignisse zu erfassen und gleichzeitig das alte Gedächtnis zu bewahren. All dies macht deutlich, dass der Hippocampus eine Schlüsselrolle im Mechanismus des Gedächtnisses spielt.
Es sollte auch erwähnt werden, dass fMRI und EEG die Bildung des episodischen Gedächtnisses untersuchen. Wissenschaftler haben festgestellt, dass die Gehirnaktivität während der Kodierungsphase vorhersagen kann, ob man sich in der Testphase an das Thema erinnern wird oder nicht. Männer und Frauen haben zum Beispiel ein unterschiedliches emotionales Gedächtnis. Wissenschaftler der Universität Stanford untersuchten die Gehirne von 12 Männern und 12 Frauen, denen eine Reihe von 96 Bildern gezeigt wurde, von denen einige neutral und langweilig waren, während andere emotional aufgeladen oder alarmierend waren (Murty et al. 3461).
Drei Wochen später wurden den Teilnehmern dieselben Bilder plus 48 neue gezeigt und vorgeschlagen, sich an eines der 144 Bilder zu erinnern, die sie bereits kannten. Das Ergebnis: Männer und Frauen erinnerten sich an langweilige Bilder in gleichem Maße, während Frauen sich an emotional aufgeladene Szenen 10-15 Prozent besser erinnerten. Außerdem wurden während des Scannens von emotional aufgeladenen Bildern verschiedene Teile des Gehirns von Männern und Frauen aktiver.
Die linke Seite des Gehirns von Frauen leuchtete heller als die rechte, während die Gehirnscans von Männern das Gegenteil zeigten. Da die linke Gehirnhälfte mit Sprache in Verbindung gebracht wird, vermuteten die Forscher, dass das Betrachten emotionaler Szenen bei Frauen einen inneren Dialog hervorruft, der dazu beiträgt, dass sie sich diese Bilder besser einprägen. Daher sagte der Scan voraus, dass sich Frauen emotionale Bilder besser einprägen würden als Männer.
In Bezug auf das semantische Gedächtnis ist das Experiment von Huth et al. zu erwähnen. Die Wissenschaftler beschlossen, die Gehirnaktivität von Menschen während eines natürlichen Films zu untersuchen. Sie verwendeten fMRI-Scans, um die Anordnung der Elemente im menschlichen Gehirn zu bestimmen. Alles in allem stellten Huth et al. fest, dass “die semantische Repräsentation im gesamten Kortex entlang sanfter Gradienten organisiert ist, die systematisch verteilt zu sein scheinen” (1219). Dies zeigt, dass nicht jedes Konzept in einer bestimmten Hirnregion angesiedelt ist, sondern die Konzepte im Gehirn verteilt sind. Darüber hinaus ist der Hippocampus auch an anderen Formen des Lernens beteiligt, zum Beispiel am räumlichen Lernen, wie bei Taxifahrern, die aufgrund ihrer Berufserfahrung das Volumen ihres Hippocampus vergrößern.
Die Fähigkeit des Menschen, sich zu erinnern, umfasst verschiedene Aktivitäten des Gehirns. Das Gehirn sendet je nach Ereignis spezielle Mustersignale und stellt neuronale Verbindungen her, die Synapsen genannt werden. Danach erfolgt die Konsolidierung des Gedächtnisses, wenn das Ereignis aus dem Kurzzeitgedächtnis in das Langzeitgedächtnis überführt wird, so dass man sich später daran erinnern kann. Normalerweise findet dieser Prozess während des Schlafs statt, wenn das Gehirn dieselben Ereignisse, die zuvor stattgefunden haben, reproduziert, um die Synapsen zu stärken. In diesem Zusammenhang scheint es notwendig zu sein, neben dem Arbeitsgedächtnis auch das Kurzzeitgedächtnis zu berücksichtigen.
Das Kurzzeitgedächtnis und das Arbeitsgedächtnis bestehen nach dem Modell von Baddeley und Hitch (Hulme und Mackenzie 22) aus dem visuell-räumlichen Skizzenblock (visuelle Semantik), dem episodischen Puffer (episodische LTM) und der phonologischen Schleife (Sprache). Es ist wichtig zu erwähnen, dass verschiedene Komponenten des Arbeitsgedächtnisses in verschiedenen Teilen des Gehirns vorkommen.
Nach diesem Modell ist der Arbeitsspeicher ein Teil des Langzeitgedächtnisses und schließt das Kurzzeitgedächtnis ein. Der Arbeitsspeicher enthält nur die Informationen aus dem nichtflüchtigen Speicher in der aktiven Verarbeitung. Hilfsmittel liefern die Informationen an relevante Bereiche des Gehirns, einschließlich des impliziten Wissens über die Sprache und die visuell-räumliche Welt, was die Erinnerung an Buchstabenkombinationen wie Wörter und Muster erleichtert.
Was die zelluläre Ebene betrifft, so ist zu erwähnen, dass die Synapsen zu den anfälligsten Neuronen und plastischen Komponenten gehören. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Interneuronenkontakte ungleichmäßig reifen, und bildet die Grundlage für Plastizitätsveränderungen als Ergebnis des Lernprozesses. Es gibt kurz- und langfristige synaptische Plastizitäten sowie Potenzierung und Depression im Hippocampus.
Die Frequenzabhängigkeit der vom NMDA-Rezeptor abhängigen synaptischen Plastizität in der CA1-Region des Hippocampus von freilebenden Mäusen ergab, dass die hochfrequente tetanische Elektrodenstimulation die durch Lernen ausgelöste Stimulation nachahmt und die Plastizität erhöht. Gleichzeitig verringert die niederfrequente Stimulation die synaptische Stärke. Die Wissenschaftler kommen zu dem Schluss, dass “die Plastizitätsreaktionen von NMDAR abhängig sind, was darauf hindeutet, dass diese Phänomene für das Lernen im Hippocampus von Bedeutung sind” (Buschler, Jinzhong und Manahan-Vaughan 2245). Daher sind die synaptische Plastizität des Gehirns und direkte synaptische Verbindungen für Lernen und Gedächtnis entscheidend.
Abschließend sollte betont werden, dass der Hippocampus eine wesentliche Rolle bei Lern- und Gedächtnisprozessen spielt. Die chirurgische Entfernung von Teilen des Hippocampus zur Behandlung von Epilepsie führt zu einer Behinderung beim Erwerb neuer Informationen. Diese Menschen können sich jedoch an fast alle zuvor erworbenen Informationen zufriedenstellend erinnern. Es gibt Hinweise darauf, dass der Hippocampus für die Speicherung und Verarbeitung räumlicher Informationen zuständig ist. Außerdem beeinflusst er Lernprozesse und das emotionale Gedächtnis. Außerdem ist der Hippocampus an der Umwandlung des Kurzzeitgedächtnisses in das Langzeitgedächtnis beteiligt. Darüber hinaus gibt es einen offensichtlichen Zusammenhang zwischen dem Hippocampus und der Synapsenstärke.
Zitierte Werke
Buschler, Arne, Jinzhong Jeremy Goh, und Denise Manahan-Vaughan. “Frequency Dependency of NMDA Receptor-dependent Synaptic Plasticity in the Hippocampal CA1 Region of Freely Behaving Mice.” Hippocampus 22.12 (2012): 2238-2248. Drucken.
Cacioppo, John T., und Laura Freberg. Entdeckung der Psychologie: The Science of Mind, Belmont, CA: Cengage Wadsworth, 2013. Drucken.
Hulme, Charles, und Susie Mackenzie. Working Memory and Severe Learning Difficulties, New York, NY: Psychology, 2014. Drucken.
Huth, Alexander G., Shinji Nishimoto, An T. Vu, und Jack L. Gallant. “A Continuous Semantic Space Describes the Representation of Thousands of Object and Action Categories across the Human Brain.” Neuron 76.6 (2012): 1210-1224. Print.
Murty, Vishnu P., Maureen Ritchey, R. Alison Adcock, und Kevin S. Labar. “FMRI-Studien zur erfolgreichen Kodierung emotionaler Erinnerungen: A Quantitative Meta-analysis.” Neuropsychologia 48.12 (2010): 3459-3469. Drucken.
Wicking, Manon, Frauke Nees, und Frauke Steiger. “Neuropsychological Measures of Hippocampal Function”. Frontiers of Neurology and Neuroscience 34.2 (2014): 60-70. Print.