Das Gedächtnis - Hilft uns, Informationen zu speichern und sich an diese wieder zu erinnern

Als Gedächtnis bezeichnet man die Fähigkeit des menschlichen Gehirns bestimmte Informationen abzuspeichern und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abzurufen. Dabei unterscheidet man zwischen Kurzzeitgedächtnis, Langzeitgedächtnis und Arbeitsgedächtnis.

Man unterscheidet mehrere Gedächtnisformen - das sensorische Gedächtnis, das Kurzzeitgedächtnis, das Arbeitsgedächtnis sowie das Langzeitgedächtnis

Wenn man vom Gedächtnis spricht, meint man damit die Fähigkeit des Gehirns, bestimmte Informationen zu speichern, zu ordnen und bei Bedarf wieder abzurufen. Diese gespeicherten Daten resultieren aus bewussten oder unbewussten Lernprozessen.

Verschiedene Gedächtnisformen

Beim Gedächtnis unterscheidet man zwischen verschiedenen Arten. Dies sind:

  1. das Ultrakurzzeitgedächtnis
  2. das Kurzzeitgedächtnis
  3. das Arbeitsgedächtnis
  4. das Langzeitgedächtnis (Altgedächtnis)

Ob Informationen, die man aufnimmt, letztlich auch wirklich vom Gedächtnis gespeichert werden oder nicht, ist von einem komplexen Vorgang abhängig. So kommt es vor der Abspeicherung zum

  • Sortieren
  • Bewerten und
  • Zusammenfassen

der Daten. Dabei spielen auch die Emotionen des Menschen eine Rolle. Anteil an diesem Prozess haben mehrere Hirnareale.

Ultrakurzzeitgedächtnis

Informationen, die neu aufgenommen werden, gelangen über die Sinnesorgane zum Gehirn. Dabei dient das sensorische Gedächtnis, das auch als

  • Ultrakurzzeitgedächtnis
  • sensorisches Register
  • Immediatgedächtnis oder
  • Ultrakurzzeitspeicher

bezeichnet wird, als Zwischenspeicher. Die Informationen verbleiben dort allerdings nur Millisekunden oder wenige Sekunden. Das sensorische Gedächtnis leitet die Informationen, je nachdem wie wichtig sie sind, an das Kurzzeitgedächtnis weiter oder speichert sie gar nicht erst.

Ein Beispiel für das sensorische Gedächtnis ist die Fähigkeit, etwas, was zuvor gesagt wurde, wiederholen zu können, obwohl man nicht vollkommen aufmerksam war. In unserem sensorischen Gedächtnis werden unmittelbare Wahrnehmungen wie zum Beispiel Töne oder Bilder nur für Millisekunden bis Sekunden zwischengespeichert.

So hilft uns das sensorische Gedächtnis zum Beispiel auch, dass wir einen Film, der ja eigentlich aus Einzelbildern besteht, zusammenhängend anschauen können. Allerdings zerfallen die Informationen nach kurzer Zeit, damit neue Informationen von unseren Sinnesorganen aufgenommen und weitergeleitet werden können.

Studien zum sensorischen Gedächtnis

Das sensorische Gedächtnis speichert weitaus mehr Informationen als das Kurzzeitgedächtnis. Doch schon nach wenigen Zehntelsekunden zerfallen die kurz zuvor aufgenommenen Daten wieder.

Um diesen Zerfall zu untersuchen, wurde Anfang der 60er Jahre die Teilbericht-Methode entwickelt. Dabei erhalten die Testpersonen mehrere Buchstabenreihen in unterschiedlichen Zeilen.

Später beim Abrufen sollen die Probanden lediglich einzelne Zeilen wiederholen. Auf diese Weise lässt sich verhindern, dass während des Wiedergebens einzelner Zeilen die anderen Zeilen vergessen werden. Durch Zeitvariationen während des Versuchs und Vergleiche der Gedächtnisleistung, ist es möglich, einen Schätzwert für den Erinnerungszerfall zu ermitteln.

Steuerbare und zentrale Vorgänge von Aufmerksamkeit oder Bewusstsein sind beim sensorischen Gedächtnis nicht von Bedeutung. Sie spielen jedoch eine wichtige Rolle bei der Datenübermittlung ins Arbeitsgedächtnis.

Aufbau des Gehirns als Grafik
Aufbau des Gehirns als Grafik

Kurzzeitgedächtnis

Unter dem Kurzzeitgedächtnis, das auch primäres Gedächtnis genannt wird, versteht man die Aufnahme von nur kurz dargebotenen Elementen. Dinge, die uns bewusst oder aber unbewusst besonders bedeutsam erscheinen und unsere Aufmerksamkeit erregen, können in das Kurzzeitgedächtnis übernommen werden.

Das Kurzzeitgedächtnis wird fast ständig beansprucht. Ohne diese Gedächtnisform wäre der Mensch nicht in der Lage, sich an Dinge zu erinnern, die kurz zuvor geschehen sind.

Allerdings sind der Aufnahmekapazität dieser Gedächtnisform Grenzen gesetzt. Sowie neue Informationen hinzukommen oder der Mensch durch etwas abgelenkt wird, ersetzt das Kurzzeitgedächtnis alte Daten durch die neuen Inhalte.

Bei solchen Informationen erfolgt lediglich eine Speicherung von maximal einer Minute. Es wird vermutet, dass sich das Kurzzeitgedächtnis im Hippocampus befindet.

Vieles, was wir in unserem Kurzzeitgedächtnis speichern, vergessen wir dann relativ schnell wieder. Einiges wird aber auch ins Langzeitgedächtnis übernommen. Regelmäßige Wiederholungen von dem neu gelernten bzw. den neuen Informationen bereiten übrigens auf die Übernahme ins Langzeitgedächtnis vor.

Studien zum Einfluss des Hippocampus

Neuere Studien gelangten zu der Erkenntnis, dass der Hippocampus, ein Bereich im Schläfenlappen, eine wichtigere Rolle für das Kurzzeitgedächtnis spielt, als bisher angenommen wurde. Im Rahmen der Studie zeigte man den Teilnehmern ein oder mehrere Fotos von Gesichtern.

Anschließend wurde den Testpersonen ein weiteres Bild vorgeführt. Diese sollten nun sagen, ob sie das Gesicht schon einmal gesehen hatten oder nicht.

Während des Experimentes nahmen die Forscher die Hirnströme des Hippocampus auf. Dabei stellten sie fest, dass sich die elektrische Aktivität in diesem Bereich zyklisch veränderte.

So kam es zu Schwingungen des Hippocampus in unterschiedlichen Frequenzen bzw. Bändern. Dabei bewegte sich zum Beispiel das so genannte Gamma-Band wesentlich schneller als das Theta-Band.

Diese beiden Bänder kann man sich wie Trommeln vorstellen, die in unterschiedlichem Tempo spielen. Wird jedoch das Kurzzeitgedächtnis aktiv, kommt es zu einer Änderung des Rhythmus und die Theta-Trommel bestimmt dann den Takt. Die Forscher führten dies auf eine sequentielle Erinnerung an die unterschiedlichen Gesichter zurück.

Fängt die Gamma-Trommel an zu schlagen, kommt es zur Auffrischung des Erregungsmusters des ersten gezeigten Gesichtsfotos. Dies setzt sich mit den weiteren Bildern fort bis zum kompletten Abschluss des Erinnerungszyklus, so als würde der Hippocampus die besonderen Gesichtsmerkmale während des Agierens der Gamma-Trommel aufsagen. Von dem Theta-Takt wird dagegen die Zeitspanne bestimmt, die das Arbeitsgedächtnis hat, um die Erinnerung an die Fotos aufzufrischen.

Dass der Hippocampus wichtig für die Funktion des Langzeitgedächtnisses ist, weiß man schon länger. Die neuen Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass dies auch auf das Kurzzeitgedächtnis zutrifft.

Arbeitsgedächtnis

Die vom Kurzzeitgedächtnis gespeicherten Elemente können auch in das Arbeitsgedächtnis, das man sekundäres Gedächtnis nennt, weitergeleitet werden. Begrenzt ist auch die Dauer der Zeit, in der die Daten im Arbeitsgedächtnis verbleiben. So speichert das Gedächtnis die Informationen lediglich für 20 bis 45 Sekunden.

Gelangen die Daten jedoch bis ins Langzeitgedächtnis, kann das neue Wissen langfristig genutzt werden. In dem sekundären Gedächtnis erfolgt unter anderem die Speicherung von Dingen, die man sich zu Beginn des Tages für den weiteren Tagesverlauf vornimmt. Wurden diese Tätigkeiten ausgeführt, erfolgt eine rasche Löschung dieser Daten.

Langzeitgedächtnis

Im Langzeitgedächtnis, das man auch als Altgedächtnis oder tertiäres Gedächtnis bezeichnet, sind Informationen enthalten, die schon häufig wiederholt wurden. Da sie einen hohen Emotionsgehalt besitzen, sollen sie für lange Zeit gespeichert werden.

Diese Informationen speichert und kodiert das Altgedächtnis in:

  • visuelles Wissen
  • auditives Wissen
  • inhaltliches Wissen

Theoretisch verfügt das Langzeitgedächtnis über unbegrenzte Speicherkapazität. Auf diese Weise lassen sich auch Informationen abrufen, die schon längere Zeit zurückliegen.

Allerdings schafft es nicht jede Information bis ins Langzeitgedächtnis, sodass nur ein kleiner Teil aufgenommen wird. Dafür verbleiben die Inhalte, die ins Langzeitgedächtnis gelangen, auch dauerhaft in diesem Speicher. So kommt es zur Bildung von Engrammen.

Dabei handelt es sich um Gedächtnisspuren, die durch Unterstützung von biochemischen Verbindungen das Erinnern möglich machen. Sämtliche Engramme bilden schließlich das Gedächtnis.

Das Langzeitgedächtnis ist jedoch kein einheitliches Gebilde. Stattdessen handelt es sich dabei um mehrere Speicherleistungen, die unterschiedliche Arten von Informationen aufnehmen. So ist es möglich, dass bestimmte Inhalte einige Jahre oder das ganze Leben über gespeichert werden.

Dass manche Informationen wieder vergessen werden, führen Wissenschaftler darauf zurück, dass es sich dabei um einen Schutzvorgang vor zu vielen Daten handelt. Mit einer begrenzten Aufnahmekapazität hat das Vergessen jedenfalls nichts zu tun. Mitunter werden bestimmte Inhalte auch durch neue Daten ersetzt.

Prozesse des Langzeitgedächtnisses

Es wird zwischen vier wichtigen Prozessen des Langzeitgedächtnisses unterschieden. Dies sind

  • das Lernen/Enkodieren, bei dem neue Informationen gespeichert werden
  • das Behalten/Konsolidieren, bei dem wichtige Daten durch ständigen Abruf bewahrt werden
  • das Erinnern/Abrufen, bei dem es zur Rekonstruktion oder Reproduktion von Gedächtnisinhalten kommt, sowie
  • das Vergessen, bei dem die Gedächtnisspuren zerfallen oder Interferenzen aufgrund von konkurrierenden Inhalten entstehen.

Damit neue Gedächtnisinhalte vom Langzeitgedächtnis aufgenommen und erhalten werden können, ist es wichtig zu üben, also bestimmte Informationen im Arbeitsgedächtnis bewusst abzurufen. Eine wichtige Rolle bei der Aufnahme von Inhalten spielen auch die Emotionen.

Formen des Lanzeitgedächtnisses

Das Langzeitgedächtnis wird grundsätzlich in zwei Formen eingeteilt. Diese speichern unterschiedliche Informationen.

Dabei handelt es sich um das prozedurale implizite Gedächtnis sowie das deklarative explizite Gedächtnis. Diese beiden Formen agieren voneinander unabhängig. Außerdem werden sie in verschiedenen Bereichen des Gehirns gespeichert.

Deklaratives Gedächtnis

Das deklarative Gedächtnis bezeichnet man auch als Wissensgedächtnis. So werden von ihm Ereignisse und Fakten gespeichert, die sich bewusst wiedergeben lassen, wie z.B. das Lernen von Vokabeln. Man vermutet, dass bei diesem Vorgang der Hippocampus und die Großhirnrinde zusammenarbeiten.

Das explizite Gedächtnis umfasst unser bewusstes Wissen, unsere bewussten Erinnerungen und Erlebnisse. Das heißt, dass wir diese Dinge jederzeit wiedergeben können.

Das Wissensgedächtnis wird seinerseits in zwei Bereiche eingeteilt. Dies sind das semantische Gedächtnis und das episodische Gedächtnis.

  • Das semantische Gedächtnis speichert allgemeines Wissen, das von der jeweiligen Person unabhängig ist, wie zum Beispiel geographische oder geschichtliche Inhalte.
  • Das episodische Gedächtnis enthält dagegen bestimmte Episoden und Ereignisse über das eigene Leben, wie beispielsweise Urlaubserinnerungen.

Die Basis des deklarativen Gedächtnisses wird von neuronalen Strukturen im Neocortex gebildet.

Prozedurales Gedächtnis

Das prozedurale Gedächtnis trägt auch die Bezeichnung Verhaltensgedächtnis. Zu seinen Funktionen gehört das Speichern von automatisierten Handlungen und Fähigkeiten. Dabei kann es sich um

handeln. Bei diesen Tätigkeiten ist es erforderlich, komplexe Bewegungen durchzuführen. Den Ablauf dieser Fertigkeiten erlernt man durch häufiges Üben.

Später lassen sie sich abrufen, ohne über sie nachdenken zu müssen. Erbracht werden die Leistungen des Verhaltensgedächtnisses von unterschiedlichen subkortikalen Bereichen, die nicht im Neocortex liegen, wodurch sie dem Bewusstsein nicht zugänglich sind.

Speicherorte des Langzeitgedächtnisses

Während die erlernten Bewegungen des prozeduralen Gedächtnisses in den Basalganglien unterhalb der Großhirnrinde abgespeichert werden, ist dies beim Wissensgedächtnis vor allem in der linken Gehirnhälfte der Fall. Auf der rechten Gehirnseite in den Schläfenlappen und dem Stirnhirn befindet sich das autobiographische Wissen, also das Gedächtnis der eigenen Persönlichkeit.

Sinneseindrücke werden in den primär-sensorischen Feldern abgespeichert. Diese sind für die Verarbeitung von Reizen der Sinnesorgane zuständig. Obwohl die einzelnen Speicherorte voneinander getrennt sind, besteht dennoch eine gemeinsame Verknüpfung.

Wie kann man sich an etwas erinnern?

Im Unterschied zu Sehen, Hören, Sprache und Motorik befindet sich im Gehirn kein spezielles Gedächtniszentrum. Es ist eher eine Zusatzleistung von weiten Teilen des Gehirns.

Es wird vermutet, dass die Informationsspeicherung im Kurzzeitgedächtnis durch biochemische Reaktionen an den postsynaptischen Membranen erfolgt. Hervorgerufen werden sie durch elektrotonische Erregungszustände, von denen die Informationen dargestellt werden.

Beim Langzeitgedächtnis wird angenommen, dass es durch die Veränderung der Synapsen entsteht, wodurch es zu einer Verbesserung der Erregungsübertragung kommt. Diesen Vorgang bezeichnet man auch als Langzeitpotenzierung.

Warum vergessen wir?

Aber warum vergessen wir bestimmte Dinge und behalten andere unser Leben lang? Zunächst einmal ist die Fähigkeit, etwas vergessen zu können sehr wichtig. Denn wenn wir wirklich alle Informationen behalten würden, die uns im Laufe unseres Lebens so begegnen, wären unsere Gehirnkapazitäten sehr schnell erschöpft.

Warum wir aber bestimmte Dinge vergessen und andere nicht, ist nicht geklärt. Es kann sein, dass Informationen quasi durch andere Informationen blockiert werden. So kann etwas, was man jetzt neu lernt, dass was man früher einmal gelernt hat, stören. Besonders wenn sich Informationen sehr ähnlich sind, passiert so was.

Häufig vergessen wir Dinge aber auch bewusst. Angst, Schuldgefühle, erlebte Traumata können uns so sehr belasten, dass wir sie verdrängen. Die Inhalte sind dann zwar nicht "gelöscht", wir können aber momentan nicht darauf zugreifen.

Störungen des Gedächtnisses

Durch bestimmte Erkrankungen kann es zu Gedächtnisstörungen kommen.

Amnesie

Das Gedächtnis kann durch einige Krankheiten gestört werden. Eine der häufigsten Gedächtnisstörungen ist die Amnesie (Gedächtnisschwund). Dabei kommt es zum Verlust von inhaltlichen oder zeitlichen Erinnerungen.

Häufige Ursachen für eine Amnesie sind vor allem Unfälle mit einem Schädel-Hirn-Trauma oder einer Gehirnerschütterung. Aber auch bestimmte Krankheiten können der Grund für Gedächtnisstörungen sein, wie:

Retrograde Amnesie

Eine spezielle Form der Amnesie stellt die retrograde Amnesie dar. Betroffene können sich dabei nicht mehr an Geschehnisse, welche meist im Rahmen eines traumatischen Erlebnisses stattgefunden haben, erinnern.

Dabei ist in der Regel ein kurzer Zeitraum vor dem besagten Erlebnis von der Amnesie betroffen, wie zum Beispiel ein Unfallhergang. Mitunter können die Erinnerungen Stück für Stück wiederkehren, beispielsweise, wenn man an den Ort des Geschehens aufsucht.

Anterograde Amnesie

Die anterograde Amnesie bezeichnet man auch als Ekmnesie. Betroffene können sich neue Bewusstseinsinhalte lediglich bis zu zwei Minuten lang merken; danach vergessen sie sie wieder.

Als Auslöser gelten Ausfälle im so genannten limbischen System, einer bestimmten Funktionseinheit des Hirns, sowie das Absterben von Neuronen im Zentralnervensystem. Häufig tritt diese Amnesieform in Kombination mit der retrograden Amnesie auf.

Transiente Globale Amnesie

Bei der transiente Globale Amnesie (TGA), auch amnestische Episode genannt, handelt es sich um eine vorübergehende Gedächtnisstörung. Die neurologische Erkrankung betrifft häufig ältere Menschen und gilt als harmlos.

Verursacht wird diese Amnesieform durch eine temporäre Funktionsstörung im Temporallappen unklaren Auslösers. Die Störung kann 24 Stunden lang anhalten und tritt zusammen mit Orientierungslosigkeit auf; auch Merkmale der anterograden Amnesie sind zu finden.

Korsakow-Syndrom

Betroffene des Korsakow-Syndroms haben Probleme damit, sich an alte Gedächtnisinhalte zu erinnern sowie damit, sich neue Erlebnisse zu merken. Somit gibt es sowohl Anzeichen für die retrograde Amnesie als auch für die anterograde Amnesie.

In den meisten Fällen jedoch besteht eine anterograde Amnesie in ausgeprägter Form vor, wobei alte Geschehnisse recht unbeeinträchtigt bleiben. Häufig kommt es zu einer Konfabulation; Betroffene füllen dabei Erinnerungslücken mit ausgedachten Inhalten. Mitunter können sie sich Sachverhalte für nur wenige Sekunden merken.

Demenz

Besonders schwer betroffen wird das Gedächtnis bei einer Demenzerkrankung wie der weit verbreiteten Alzheimer-Krankheit. Vor allem das Kurzzeitgedächtnis wird dabei in Mitleidenschaft gezogen.

Im Laufe der Zeit nimmt die Vergesslichkeit immer mehr zu und auch länger zurück liegende Ereignisse geraten in Vergessenheit. Außerdem kommt es zu weiteren Hirnfunktionsstörungen wie:

  • Orientierungsverlust
  • Rechenstörungen
  • Wortfindungsstörungen

Schließlich kann der Erkrankte nicht einmal mehr enge Familienmitglieder erkennen.

Die Demenz ist nicht heilbar. Um die Krankheit für ein bis zwei Jahre aufzuhalten, werden bestimmte Medikamente wie Antidementiva verabreicht.

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  • gehirn © axel kock - www.fotolia.de
  • Model Brain © Karen Roach - www.fotolia.de

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