Gedächtnis

Allgemeines

"Gedächtnis ist die Fähigkeit des Menschen und der Tiere, erworbene (erlernte) Informationen kurz- und langfristig zu speichern und auf Abruf zur Verfügung zu stellen." Bei Kindern und Tieren erfolgt die Einspeicherung nonverbal, bei Erwachsenen verbal und nonverbal. Die Speicherung erfolgt abstrahiert, d.h. es werden nicht die Buchstaben gespeichert, sondern die Inhalte, und bei Abruf wieder verbalisiert.

"Das Gedächtnis gliedert sich in drei Grundformen. Es wird unterschieden zwischen dem sensorischen Gedächtnis (Ultrakurzzeitgedächtnis), dem Arbeitsgedächtnis (Kurzzeitgedächtnis) und dem Langzeitgedächtnis."

"Die Kurzzeiterinnerungen werden im Arbeitsgedächtnis verarbeitet und für die Speicherung im Langzeitgedächtnis vorbereitet oder wieder verworfen."

Das meiste von dem, was wir erleben, vergessen wir schnell, doch einige Erlebnisse werden im Gehirn zu Erinnerungen verarbeitet. Wenn wir an ein Ereignis zurückdenken, werden dieselben Neuronen aktiv wie beim Erleben dieses Ereignisses. Dennoch sind Erinnerungen keine Wiederholungen von Vergangenem, sondern lediglich deren Rekonstruktionen. Der primäre Sinn einer Erinnerung ist, Informationen zu liefern, die unser Handeln in der Gegenwart bestimmen. Daher behalten wir nur das im Gedächtnis, was uns in irgendeiner Weise nützt. Unsere Erinnerungen sind somit selektiv und unvollständig.

Gedächtnis ist die Fähigkeit, sich auf Abruf an ein Gedicht oder an ein Gesicht zu erinnern, daran, wie man Fahrrad fährt oder dass die Autoschlüssel auf dem Tisch liegen. All diese Phänomene setzen einen Lernprozess sowie die vollständige oder teilweise Rekonstruktion von in der Vergangenheit Erlebtem voraus. Beim Lernen werden Neuronen, die zusammen ein bestimmtes Erlebnis produzieren, so modifiziert, dass sie die Tendenz zeigen, erneut gemeinsam zu feuern. Durch das gemeinsame Abfeuern wird das Originalerlebnis rekonstruiert, man 'erinnert' sich. Je öfter dieser Vorgang wiederholt wird, desto wahrscheinlicher feuern die Neuronen, deshalb ist häufiges Wiederholen dem Lernprozess so zuträglich.

Gedächtnissysteme

Drei-Speicher-Modell

Gedächtnisformen nach Speckmann und Wittkowski:

Funktion		Reiz		Speicherdauer
		Sinnesorgan
Mustererkennung Aufmerksamkeits- zuwendung		sensorisches Gedächtnis		Weniger als 1 Sekunde Vergessen durch Verblassen
Zwischenspeicherung		Kurzzeitgedächtnis wiederholen		Sekunden bis Minuten, je nach Anzahl der Wiederholungen. "Vergessen durch Überschreiben" mit neuen Informationen
Langzeitgedächtnis		Langzeitspeicherung		Tage bis Jahre Vergessen durch Hemmung

sensorisches Gedächtnis

"Das sensorische Gedächtnis verarbeitet die direkte Reizwahrnehmung aus den Sinneskanälen und ermöglicht das direkte Wiedergeben der aufgenommenen Informationen. Das sensorische Gedächtnis kann diese Informationen aber nur wenige Sekunden speichern. Diese kurze Zeit reicht jedoch aus, dass die unterschiedlichen Informationen aus den verschiedenen Sinneskanälen zusammengeführt und sogar mit inneren Empfindungen (Gefühlen) verknüpft werden können."

"Die Empfindungsfähigkeit entsteht über den somatosensorischen Kortex, der eine Landkarte der jeweiligen Körperoberfläche, jeweils eine auf der linken und eine auf der rechten Gehirnhälfte, beinhaltet."

"Die unterschiedliche Gewichtung der Körperregionen auf der Landkarte des somatosensorischen Kortex ist hauptsächlich genetisch bedingt. Der Körper ist darauf ausgerichtet, dass bestimmte Bereiche empfindlicher sein müssen, damit bestimmte Körperregionen auch spezielle Bewegungen vollziehen können (z.B. das Gesicht oder die Finger). In diesen Regionen sind mehr Sinnesrezeptoren angelegt als an anderen Stellen des Körpers. Mehr Sinnesrezeptoren bedeuten mehr Übertragungsleitungen zum Kortex."

Arbeitsgedächtnis

"Das Arbeitsgedächtnis ... bedienst sich dieser Informationen für die Weiterverarbeitung. Das Arbeitsgedächtnis hat nur eine begrenzte Speicherkapazität von sieben bzw. fünf plus oder minus zwei Elemente, der sogenannten 'chunks' ..., die es parallel verarbeiten kann."

Langzeitgedächtnis

"Die Wahrnehmungsprozesse, die durch das Bewusstsein strukturiert werden, werden als Veränderung neuronaler Gruppen gespeichert, die dem Langzeitgedächtnis zur Verfügung stehen. Die bewussten Erinnerungen werden dabei im Langzeitgedächtnis durch die vier Bereiche (Hippokampus, medialer Thalamus, Basalkern, präfrontaler Kortex) verarbeitet, die als '... besonderer Aufnahmeapparat des Gehirns ...' agieren und bewusste Erinnerungen erzeugen."

"Das Langzeitgedächtnis kann Ereignisse von vor einigen Minuten bis Jahrzehnten abrufen und erinnern."

"Das Langzeitgedächtnis ... verfügt über eine große Speicherkapazität."

Inhalte des Langzeitgedächtnis

Bezeichnung	Inhalt
Prozedurales Gedächtnis	alle erlernten motorischen Fähigkeiten: Gehen, Fahrrad fahren, Geige spielen, Seilhüpfen, balancieren, ...
Priming (Bahnung)	miteinander verbinden: Hase frisst Karotten, Kuh gibt Milch
Perzeptuelles Gedächtnis	Wir sehen eine Traube und wissen die Bezeichnung "Traube".
Wissenssystem	N = Stickstoff; Migräne = Kopfschmerz; Napoleon Bonaparte = 1769-1821
Episodisches Gedächtnis	Mein erster Schultag. Mein erster Flug.

Nach: M. Pritzel, M. Brand, H.J. Markowitsch: Gehirn und Verhalten. Heidelberg 2003.

Infos über das Gedächtnis

Areale des Gedächtnis

Das Gedächtnis weist viele Facetten und Funktionen auf, von tief verwurzelten Instinkten bis hin zu bewusst gespeicherten Fakten. Zahlreiche Gehirnareale sind daran beteiligt:

• Thalamus steuert die Aufmerksamkeit.
• Parietallappen ist für räumliche Erinnerungen zuständig
• Nucleus caudatus ist für das Erinnern an instinktive Fähigkeiten zuständig.
• Mamillarkörper ist für episodische Erinnerungen zuständig
• Frontallappen ist Sitz des Kurzzeitgedächtnisses.
• Putamen ist für die automatisierte Fähigkeit zuständig.
• Amygdala speichert emotionale Erinnerungen.
• Temporallappen speichert Allgemeinwissen.
• Hippocampus wandelt Erlebtes in Erinnerungen um.
• Kleinhirn ist an der Konditionierung beteiligt, den erlernten Reiz-Reaktions-Mustern.

Speichern von Erinnerungen

Beim Lernen werden neue Verbindungen zwischen den Neuronengruppen in allen Arealen geknüpft, die das Gehirn leistungsfähiger machen. Durch das Einüben räumlicher Fähigkeiten, wie etwa, sich in einer Stadt zurecht zu finden, vergrößert sich der hintere Hippocampus. Je mehr Verbindungen entstehen, desto besser bleibt das Erlernte im Gedächtnis und kann sinnvoller eingesetzt werden.

Der Prozess der Gedächtnisbildung läuft in mehreren Stufen ab. In jeder Stufe können dabei Fehler unterlaufen.

Stufe	das soll geschehen	das kann schiefgehen
Auswählen	Das Gehirn entscheidet, welche Informationen wichtig sind und somit gespeichert werden sollten. Unwichtige Informationen werden schnell vergessen.	Wichtiges wird vergessen, Unwichtiges wird gespreichert. Man erinnert sich z.B. nicht an den Namen der Person, aber an die Warze auf ihrer Nase.
Apspeichern	Die ausgewählte Information wird abgespeichert, mit relevanten älteren Erinnerungen assoziiert und für gewisse Zeit behalten.	Informationen können falsch abgelegt und miteinander verknüpft oder gar nicht gespeichert werden, sodass man sie gleich wieder vergisst.
Erinnern	Aktuelle Erlebnisse sollten bereits gespeicherte Informationen ins Gedächtnis rufen, um zukünftiges Handeln zu beeinflussen.	Aktuelle Erlebnisse rufen keine nützlichen Erinnerungen ab. Man weiß, dass sie da sind (z.B. der Name einer Person), kann jedoch nicht darauf zugreifen.
Verändern	Jedes Mal, wenn man eine Erinnerung abruft, wird sie etwas verändert und an neuere Informationen angepasst.	Durch Veränderungen entstehen falsche Erinnerungen.
Vergessen	Erinnerungen müssen regelmäßig aufgefrischt werden, sonst werden sie vergessen. Unnötige Informationen werden ebenfalls gelöscht.	Wichtige Informationen werden vergessen. Alternativ dazu werden unnötige oder gar schädliche Informationen behalten.

4 Arten des Gedächtnis

Wir Menschen besitzen 4 Arten von Gedächtnis, die unterschiedliche Zwecke erfüllen.

• Episodisches Gedächtnis
  Das episodische Gedächtnis rekonstruiert vergangene Erlebnisse inklusive aller Empfindungen unnd Emotionen. Dies geschieht wie in einem Film mit der eigenen Person als Hauptdarsteller.
  Der Hippocompus verarbeitet Erlebnisse zu Erinnerungen. Der Frontallappen sorgt dafür, dass Erinnerungen nicht mit dem realen Leben verwechselt werden. Im Cortex werden bei Erinnerungen die Bereiche aktiviert, die beim Erleben daran beteiligt waren.
• Semantische Gedächtnis
  Im semantischen Gedächtnis ist das unpersönliche faktische Wissen abgespeichert.
  Der Frontallappen aktiviert semantische Erinnerungen, die auf gespeichertes Wissen zurückgreifen, das für zukünftiges Handeln wichtig ist. Der Temporallappen decodiert faktisches Wissen. Aktivitäten in diesem Bereich zeigen, dass gerade Fakten abgerufen werden.
• Arbeitsgedächtnis
  Das Arbeitsgedächtnis speichert Informationen so lange, wie sie aktuell verwendet werden.
  Die zentrale Exekutive übernimmt die Gesamtplanung, auch für die sprachliche und visuelle Komponente. Der sprachliche Notizblock nutzt das Broca-Areal als 'innere Stimme', das Informationen wiederholt. Die phonologische Schleife (inneres Ohr) behält die gehörten Laute von Wörtern im Arbeitsgedächtnis. Der visuelle Notizblock erhält durch Aktivieren des visuellen Cortex ein Abbild von allem, was zu tun ist.
• Prozedurales Gedächtnis
  Im prozeduralen Gedächtnis sind alle erlernten Fähigkeiten gespeichert: Schwimmen, Fahrrad fahren, Musikinstrument spielen, ... Dort sind auch die unbewussten Erinnerungen gespeichert, die uns z.B. dazu bringen, jemanden spontan unsympathisch bzw. sympathisch zu finden, weil er/sie uns, ohne dass es uns bewusst wird, an jemanden erinnert, den wir (nicht/gut) leiden können. Das prozedurale Gedächtnis ermöglicht uns, motorische Handlungen ohne Nachzudenken auszuführen, sobald wir sie erlernt haben.
  Das Kleinhirn koordiniert und steuert das Timing der körperlichen Fähigkeiten. Das Putamen speichert erlernte Fähigkeiten wie Fahrradfahren. Der Nucleus caudatus speichert instinktive Handlungen wie etwa die Körperpflege.

Sonstiges

Wissenspeicherung

"Alles, was wir in unserer Kindheit und später durch das gesprochene Wort aufnehmen, was uns prägt, was wir lernen, mithin die gesamte Kulturwelt ... wird unsere synaptischen Verletzungen langfristig verändern. ... Bildlich gesprochen, ist durch das gesprochene (und geschriebene) Wort nicht nur die Software, sondern auch die Hardware, also die 'Verdrahtung' der Schaltkreise im 'Biocomcputer Hirn' beim Menschen verschiedener Kulturen unterschiedlich."

"Grundsätzlich liegt allen Erfahrungen, allen Lernprozessen eine Veränderung plastischer synaptischer Verbindungen im Nervensystem zugrunde (neuronale Plastizität), wobe jedoch die Gedächtnisinhalte meist nicht in einzelnen Neuronen, sondern als 'Engramm' in hyperkomplexen neuronalen Netzwerken durch eine Vielzahl von Neuronen kodiert und gespeichert sind. Alles, was der Mensch lernt, alles, was ihn prägt - frühkindliche Erlebnisse der Geborgenheit ebenso wie frühkindliche Traumen -, wird deshalb neuronale Netzwerke seines Gehirns verändern, gegebenenfalls auch krank machend verändern."

"Mental gesteuerte Neurplastizität ist ohne Aufmerksamkeit nicht möglich. ... Der Grund liegt möglicherweise darin, dass die von bestimmten Sinneswahrnehmungen beanspruchten Neuronen des Kortex immer dann besonders erregt werden, wenn sich die Aufmerksamkeit gerade auf diese Wahrnehmung richtet. Wenn beispielsweise ein Versuchstier seine volle Aufmerksamkeit auf etwas Geschehenes richtet, feuern Neuronen des visuellen Systems viel intensiver, als wenn es unaufmerksam ist. Auch beim Menschen ist das der Fall. Welche Areale des visuellen Systems jeweils besonders stark aktiviert werden, hängt davon ab, was gerade etwas genauer betrachtet wird. So werden zum Beispiel ganz verschiedene Kortex-Areale verstärkt aktiv, wenn die Aufmerksamkeit einmal auf die Bewegung eines Objekts und ein andermal auf dessen Form und Farbe gerichtet ist. Aufmerksamkeit ist immer mit Bewusstsein verbunden, und dieses korreliert mit der neuronalen Aktivität (Moutoussis u. Zeki 2002). Ein Mensch nimmt nur diejenigen Dinge bewusst wahr, auf die er sein Augenmerk richtet. Anderes wird aus dem Bewusstsein ausgeblendet, also auch nicht wahrgenommen, weil offenbar die entsprechende neuronale Aktivität zu gering ist."

Fred Gage stellte fest, dass die aus neuronalen Stammzellen gebildeten Nervenzellen besonders zahlreich waren, wenn sich die Versuchstiere (Mäuse) intensiv bewegten. Wer freiwillig die größten Distanzen zurücklegte, produzierte die meisten Neuronen. Neben den Blutgefäßen nahmen dadurch auch das zerebrale Blutvolumen (CVB) zu. Gleiches wurde auch bei Menschen festgestellt. Durch Bewegung wurde auch das Gedächtnis der Versuchsteilnehmer besser. Für alternde Menschen wird wöchentlich mind. 1,5 Stunden körperliche Bewegung empfohlen, damit die Gedächtnisleistungen erhalten bleiben.

Lokalisation

"Die für den Speicher erforderlichen Hirnstrukturen sind nicht lokalisiert, sondern in die generalisierte Rindenfunktion integriert. Verlust von Hirnrindensubstanz, wo auch immer und bis zu 1%, führen nicht zum Verlust der Lern- und Speicherfähigkeit."

"Labile Spines bedeuten jedenfalls freien Speicherplatz im 'Biocomputer Hirn'. Um den 'freien Speicherplatz' zu erweiteren, müssten somit die labilen Spines vermehrt werden, nicht zuletzt auch durch Bildung neuer Dornfortsätze und durch Neurogenese. Im Hippocompus werden ja täglich tausende von jungen Nervenzellen aus neuronalen Stammzellen gebildet, und diese scheinen sogar besonders 'lernfähig zu sein: Jedenfalls lässt sich bei ihnen eine LTP sehr viel leicht auslösen als bei alten Neuronen." (LTP = Langzeitpotenzierung)

"Das Arbeitsgedächtnis ist in Anteilen des Frontal- und Parietallappens lokalisiert. Das Langzeitgedächtnis ist komplexer organsiert: Das limbische System (Enkodierung und Konsolidierung) und die Papez-Schleife (beinhaltet u.a. die Mamillarkörper, die Hippokampusformationen, Fornices, anteriore Thalamuskerne); der mediale Temporallappen und der Frontallappen (Abruf) sind beteiligt."

"Lern- und Gedächtnisprozesse beruhen auf einem komplexen Netzwerk weit verzweiter Hirnareale. Besonders relevant für die Einspeicherung und Konsolidierung von Informationen sind mediale temporale und dienzephale sowie baslae Vorderhirnstrukturen, die in Funktioneskreise eingebunden sind (Papezscher Schaltkreis und basolateral-limbischer Schaltkreis). Bei bilateralen Läsionen dieser Hirnreale kommt es zu schweren Amnesien, bei unilateralen Schädigungen zu leichteren materialspezifischen Störungen. Für den Abruf von langzeitig gespeicherten Informationen sind präfrontale Strukturen wesentlich, für autobiographisch-episodische Inhalte ebenso limbische Strukturen (hippocampale Formationen und Amygdala)."

"An jeder Gedächtnisform ist eine andere Hirnregion beteiligt. Wir haben also kein separates 'Gedächtniszentrum', sondern speichern Informationen immer in der Region ab, die auch bei dessen Erlernen beteiligt waren. Deswegen werden Bewegungsmuster häufig im Kleinhirn und im mototischen Cortex gespeichert. Der Hippocampus merkt sich hingegen Orte, die Schläfenlappen des Großhirns speichern Wörter und deren Bedeutung. Überdies sind alle diese Regionen miteinander verbunden und sollten nicht als separate Gedächtnismodule gesehen werden. Wenn wir beispielsweise gerade das Fahrradfahren gelernt haben, ist im motorischen Cortex gespeichert, wie wir unsere Muskeln bewegen müssen, das Kleinhirn hat die Auge-Hand-Koordination gelernt, der Hippocampus 'weiß', wo man am besten entlangfährt und in der Großhirnrinde stehen Informationen über die Art und Beschaffenheit des Fahrrads bereit."

Schlaf und Gehirn

Weshalb für das Gehirn der Schlaf so wichtig ist, ist noch ungeklärt. Der Schlaf-Wach-Rhythmus wird von Neurotransmittern gesteuert. Im Wachzustand wird Adenosin gebildet, das die Schläfrigkeit verursacht und das während des Schlafes wieder abgebaut wird. - Im Schlaf sind wichtige Gedächtnisfunktionen aktiv. Schlaf ist wichtig für die Gesundheit. Bekommen wir zu wenig Schlaf, nimmt die Gedächtnisleistung rapide ab.

Der Schlaf verläuft in zyklischen Phasen. Die Medizin kennt 5 Phasen des Schlafs:

• REM-Schlaf = Gehirnwellen ähnlich wie im Wachzustand.
• Phase 1 = Kurze, traumähnliche Fragmente sind typisch.
• Phase 2 = Es kommt zu totalem Bewusstseinsverlust und Muskellähmung.
• Phase 3 = Es ist die Tiefschlafphase mit niedriger Gehirnaktivität. Bei lebhaften Träumen kommt es zu schnellen Augenbewegungen (REM).
• Phase 4 = wie Phase 3.

Schlafwandeln kommt vor allem in der Tiefschlafphase, wenn die Blockade für motorische Impulse aufgehoben wird, aber andere Schlafmechanismen bestehen bleiben. Schlafwandler sind zu komplizierten Handlungen bis hin zum Autofahren fähig, aber sie führen sie roboterhaft aus, als folgten sie automatischen Handlungsplänen, die im Unterbewusstsein des Gehirns gespeichert sind.

Gehirn und Zeit

Für unser Gehirn ist Zeit keine Konstante, sondern eine Variable. Für das Gehirn vergeht die Zeit schnell, bei extremer Dopingmangel, wie z.B. bei Parkinson. Es scheint die Welt an einem vorbeizurauschen. Erhält das Gehirn jedoch Stimulanzien (z.B. Koffein), dann feuern die Neuronen rascher, wir registriert es mehr äußere Reize. Wir haben das Gefühl, die Zeit würde langsamer vergehen.

Katatonie ist eine gewisse Form von Schizophrenie. Der Betroffene erstarrt komplett, manchmal auch für mehrere Tage, und ist für äußere Reize unempfindlich. Er kann dabei in den bizarrsten Posen verharren, die sonst schwer zu halten wären. Offenbar wird dieser Zustand durch langsamen Dopaminfluss im Gehirn verursacht. Personen, die diesen Zustand erlebten, berichten davon, dass sie jegliches Gefühl für Zeit verloren hätten.

Krankheiten

Wenn jemand an der Alzheimer-Krankheit erkrankt, wird er immer vergesslicher. Im Endstadium erkennt der Patient keinen Menschen und keine Gegenstände. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Gehirn Neuronen verliert. - Siehe: Alzheimer-Krankheit

Kurios, aber wahr: Ein junger Mann ging einkaufen, kam aber nicht mehr zurück. Verwirrt irrte er durch die Stadt, bis ihn die Polizei aufgriff. Er wusste nicht, wer er war. Urplötzlich hatte er sein biografisches Gedächtnis verloren, damit jedoch auch sein Asthma und seine Allergie. Für ihn begann somit ein völlig neues Leben.

Menschen, die an einer posttraumatischen Störung leiden, erinnern sich bei jedem Trigger an das traumatische Erlebnis. Es wurde festgestellt, dass dabei vor allem die linke Amygdala aktiv ist. Tierversuche zeigten, dass bei Verletzungen der Amygdala die Tiere ihr emotionales Gedächtnis verloren haben. - Angstzustände können jedoch auch durch Diazepine und GABA gehemmt werden. Entsprechende Rezeptorenan der Amygdala bewirken dies.

Der Hippocompus ist für das Speichern der Informationen in das Langzeitgedächtnis zwingend notwendig. Patienten, bei denen der Hippocampus beschädigt oder aus therapeutischen Gründen entfernt wurde, leiden unter "anterograden Amnesie". Sie können sich kein neues Wissen aneignen. Sie können sich zwar Informationen im Kurzzeitgedächtnis merken und bestehendes Wissen aus dem Langzeitgedächtnis abrufen, aber sie können dort kein neues Wissen abspeichern.

Psychosomatik

"Eric Kandel vertritt - wie Buchheim et al. (2008) bemerken - schon seit langem die Meinung, erfolgreiche Psychotherapie komme ähnlich wie medikamentöse Therapie auf der Ebene neuronaler Verschaltungen und Synapsen zur Wirkung (s. Kandel 1979; 1999). Tatsächlich lässt sich mit den modernen bildgebenden Verfahren (Positronenemissionstomographie und funktionelle Kernspintomographie) zeigen, wie sehr eine Psychotherapie von Angststörungen und Depressionen gewisse Hirnstrukturen (räfontaler Kortex, limbisches System) umstrukturiert, sofern sie Heilung bringt - manchmal sogar fast genauso wie ein Psychopharmakon (Grawe 2004; Schwartz u. Begley 2003; Schipek 2003). Infolgedessen kann der Erfolg einer Psychotherapie mit naturwissenschaftlichen Methoden objektiviert werden, wir gelangen zu einem neuen Verständnis zwischen Neurobiologie und Psychotherapie. Anschaulich gesagt: Psyche und Soma 'rücken gewissermaßen näher zusammen'."

Worte können kränken und damit krank machen. Worte können jedoch auch Hoffnung schenken, Mut geben, Trost spenden, ... und einen Menschen seelisch wieder aufbauen. Daher meint Michael Balint, dass das wichtigste Heilmittel der Arzt selbst ist. Nicht die Medizin sei ausschlaggebend, sondern die Art und Weise, wie sie der Arzt verschreibt, in welcher Atmosphäre er die Medizin verabreicht. So soll schon Sokrates zu Charmides gesagt haben, dass das von ihm erbetene Heilmittel nur dann wirke, wenn es mit den richtigen Worten glaubhaft verabreicht wurde. Positives Denken tut nicht nur gut, sondern senkt auch das Schmerzempfinden.

Infos

Sensorische Projektionszentren

Kontakte der Synapsen

Die Meeresschnecken Aplysia ist ein primitives Tier mit einfachem Nervensystem, aber mit Kurzzeitgedächtnis und Langzeitgedächtnis. An ihr wies Eric R. Kandel nach, dass die Kontakte der Synapsen nicht nur die Zustände offen und geschlossen haben, sondern dass die geschlossenen Kontakte unterschiedlich stark sein konnten, je nach Art des Reizes. Demnach arbeitet unser Gehirn nicht nach dem Dualsystem mit "0" und "1", sondern eher analog, mit verschiedenen Zwischenstufen von "1". Einige Verbindungen sind starr (angeborene Verhaltensmuster), andere sind flexibel. Sie verändern sich beim Lernen.

Eric R. Kandel entdeckte auch die molekularen Mechanismen, die maßgeblich daran beteiligt sind, dass durch Üben Informationen vom Kurz- ins Langzeitgedächtnis übergehen. Dabei spielt der Hippocoampus eine wichtige Rolle. Zudem konnte er nachweisen, dass ein stark emotional bewegendes Ereignis den Weg abkürzt und sofort im Langzeitgedächtnis gespeichert wird. Hierbei ist die Amygdala entscheidend.

Neuroplastizität

Unter Neuroplastizität (neuronaler Plastizität) verstehen wir die Fähigkeit des ZNS, insbesondere des Gehirns, sich beständig den Erfordernissen des Gebrauchs optimal anzupassen. Dabei können neuronale Netzwerke reorganisiert werden, indem neue synaptische Verbindungen zwischen den Neuronen geknüpft und bereits bestehende gelöst werden. Nach Manfred Spitzer sterben wir "im Laufe des gesamten Lebens einen langsamen Tod ..., ohne wesentliche Veränderungen, ganz zu schweigen von weiterem Wachstum". Doch unser Gehirn ist ein höchst flexibles Organ: Michael Merzenich implantierte Patienten, die aufgrund einer Innenohrerkrankung taub wurden, ein Chchlea-Implantat. Die frisch operierten Patienten hörten wochenlang nur irritierende Geräusche. Nach einem Jahr konnten jedoch einige Patienten längere Telefongespräche führen. Dies war nur dadurch möglich, weil im Gehirn ein massiver Umbauprozess stattgefunden hat, wobei die Patienten gelernt haben, die ungewohnten elektrischen Signale des Implantats richtig zu interpretieren.

Laurie von Melchner und Mitarbeiter durchtrennten bei neugeborenen Frettchen den Sehnerv, der sich jedoch regenerierte, jedoch nicht mit dem Sehzentrum zusammenwuchs, sondern mit dem Hörzentrum im Schläfenlappen. Dies führte nicht dazu, dass das Frettchen Lichtsignale als Töne interpretierte, sondern es lernte mit dem Hörzentrum zu sehen. Hierzu hat sich diese Hirnregion zu einem Sehzentrum umorganisiert. Dies ist ein beeindruckendes Beispiel für die Plastizität des Nervensystems und seine Fähigkeit zur Selbstorganisation.

Untersuchungen haben gezeigt, dass das Sehzentrum reagiert, wenn Blinde die Blindenschrift "Braille" lesen.

Linke und rechte Hirnhälfte

In den 1960-er und 1970-er Jahren untersuchten Roger Sperry und Michael Gazzaniga Epileptier, bei denen aus therapeutischen Gründen der Balken operativ durchtrennt wurde. Damit waren die beiden Hirnhälften getrennt (Split brain). Wenn der Operierte nun im rechten Gesichtsfeld ein Apfel präsentiert bekam, sagte er, dass er einen Apfel sehe. Das rechte Auge liefert seine Informationen in die linke Hirnhälfte. Dort ist auch das Sprachzentrum. Wurde jedoch der Apfel im linken Gesichtsfeld präsentiert, sagte der Operierte, dass er nichts Bestimmtes sehe. Dies lag daran, dass die visuelle Information "Apfel" im rechten Sehzentrum nicht mehr über die Brücke zum Sprachzentrum gelangen konnte. Als jedoch ein Aktfoto im linken Gesichtsfeld gezeigt wurde, reagierten die Operierten sofort emotional. Sie erröteten, kicherten verlegen, hatten ein komisches Gefühl, ohne dafür einen Grund angeben zu können.

Tierversuche

Ratten, die nach der Geburt der Mutter weggenommen und ohne Sozialkontakten mit anderen Ratten und ohne jede Anregung aufgewachsen sind, wiesen in ihrer Hirnrinde eine geringere Synapsendichte auf. Diese Ratten waren verhaltensgestört und besonders stressempfindlich. Umgekehrt sind ausgewachsene Ratten, die nach der Geburt besonders gehätschelt und gepflegt wurden, sehr viel mutiger und stressresistenter als Kontrolltiere des gleichen Stammes.

Anhang

Quellen

Sonja Damen: Wie entsteht Bedeutung in der präverbalen Entwicklungsphase des Kleinkindes? Analyse kognitions- und neurowissenschaftlicher Erkenntnisse zur Bildung einer Theorie der Bedeutungsentwicklung. Köln 2012. (humanw. Diss.) http://unimedia.uni-koeln.de/2013/Humanwissenschaften/Diss_Damen_2013.pdf Zugriff am 2.2.2016.