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Das Gedächtnis

Inhaltsverzeichnis


  1. Vorwort

  2. Gedächtnissysteme


Vorwort

Siehe auch: Medienverzeichnis - Gedächtnis

Im neuropsychologischen Sinne versteht man unter Gedächtnis bzw. Mnestik (von „Mnese“ für Gedächtnis, Erinnerung), die Fähigkeit des Nervensystems von Lebewesen, Informationen zu behalten, sie zu ordnen und wieder abrufen zu können.

Der Gedächtnisinhalt ist in den Verbindungen der Nervenzellen niedergelegt, genauer in der synaptischen Effizienz neuronaler Netze. Eine Synapse ist eine neuronale Verknüpfung, über welche eine Nervenzelle in Kontakt zu einer anderen Zelle (Sinneszelle, Muskelzelle, Drüsenzelle oder eine andere Nervenzelle) steht. Synapsen dienen der Übertragung von Erregung, ermöglichen die Modulation der Signalübertragung und können durch anpassende Veränderungen Information speichern. Zwischen den ungefähr 100 Milliarden Nervenzellen im Gehirn eines Erwachsenen, bestehen dabei etwa 100 Billionen (10^14) Synapsen.

Die synaptische Plastizität istdabei entscheidend: Viele Synapsen sind nicht statisch sondern können neu entstehen bzw. vergehen und können dabei die Effizienz der übertragung auf das andere Neuron für sich selbst sowie benachbarte Synapsen verändern.

Diagramm einer ganzen Nervenzelle (Neurone) Gespeicherte Informationen sind das Ergebnis von bewussten oder unbewussten Lernprozessen. Die Fähigkeit der Gedächtnisbildung, ist Ausdruck der Plastizität von neuronalen Systemen.

Abhängig davon wie lange Informationen gespeichert werden, unterscheidet man zwischen dem

  1. Sensorischen Gedächtnis (auch sensorisches Register, bzw. ikonisches oder echoisches Gedächtnis)
    Informationen werden für Millisekunden bis Sekunden behalten
  2. Arbeitsgedächtnis (in älteren Modellen als Kurzzeitgedächtnis bezeichnet)
    Informationen werden für ca. 20-45 Sekunden gespeichert
  3. Langzeitgedächtnis
    Informationen werden über Jahre gespeichert

    • Beim Langzeitgedächtnis unterscheidet man ferner, abhängig von der Art der Gedächtnisinhalte, zwischen deklarativem und prozeduralem Gedächtnis.

Eine einzelne gespeicherte und abrufbare Information wird als Engramm (Gedächtnisspur) bezeichnet, die Gesamtheit aller Engramme bildeen das Gedächtnis.

Im Gegensatz zu der oben genannten Aufteilung der Gedächtnissysteme, gehen einige Theoretiker von unitären Speichersystemen aus, bei denen lediglich ein Arbeits- bzw. Kurzzeitgedächtnis sowie ein Langzeitgedächtnis unterschieden werden. Solche globalen Gedächtnismodelle sind aber meist nur formalisierte Theorien über die zugrunde liegenden Abruf- und Speicherprozesse die keinen direkten Bezug zur Neurobiologie haben.


Gehirnareale der Erinnerung

Anders als beispielsweise bei Sprache, Motorik, Sehen und Hören, gibt es kein umschriebenes Gedächtniszentrum im Gehirn. Das Gedächtnis ist grundsätzlich vielmehr eine zusätzliche Leistung weiter Teile des Gehirns. Dennoch kann man bestimmte anatomische Strukturen (Gehirnregionen) welche für das Erinnerungsvermögen/Gedächtnis notwendig sind unterscheiden, da deren Zuordnungen oft durch Gedächtnisstörungen beim Ausfall der entsprechenden Regionen belegt werden können.


Gedächtnissysteme

Sensorisches Gedächtnis (auch sensorisches Register)

(früher auch als Immediatgedächtnis, Ultrakurzzeitgedächtnis oder Ultrakurzzeitspeicher bezeichnet)

Neue Informationendie das Gehirn über die Sinnesorgane erreichen, werden im sensorischen Gedächtnis zwischengespeichert. Dieses ist für jede Sinnesmodalität spezifisch: so spricht man unter anderem auch vom

Beispielsweise ist die Fähigkeit in einem Gespräch etwas zuvor Gesagtes zu wiederholen, obwohl diesem keine Aufmerksamkeit gewidmet wurde, ein Beispiel für das auditive sensorische Gedächtnis.

Zwar werden im sensorischen Gedächtnis weitaus mehr Informationen aufgenommen als im Arbeitsgedächtnis, jedoch zerfallen diese bereits nach wenigen Zehntelsekunden wieder. Mit der von George Sperling (1960) entwickelten Teilbericht-Methode (engl. partial-report) konnte 1972 (Darwin) gezeigt werden, dass das visuell sensorische Gedächtnis Informationen über ca. 15 Millisekunden, das auditorische sensorische Gedächtnis dagegen über ca. 2 Sekunden speichern kann.

Zentrale, steuerbare Prozesse von Bewusstsein und Aufmerksamkeit, spielen beim sensorischen Gedächtnis keine Rolle, sind jedoch bei der übertragung der Informationen ins Arbeitsgedächtnis (in älteren Modellen noch als Kurzzeitgedächtnis bezeichnet) wichtig.


Arbeitsgedächtnis oder Kurzzeitgedächtnis

Die Begriffe Kurzzeitgedächtnis und Arbeitsgedächtnis werden häufig synonym verwendet. Die Bezeichnung Kurzzeitgedächtnis steht jedoch häufig in Zusammenhang mit älteren Theorien, welche von einem einheitlichen System zur kurzzeitigen Speicherung von Informationen ausgehen. Das Modell wurde in den letzten 25 Jahren durch das Arbeitsgedächtnismodell von Baddeley abgelöst.

In den modernen Theorien geht man davon aus, dass das Kurzzeitgedächtnis eine komplexe Ansammlung von interagierendern Subsystemen ist, welche in ihrer Gesamtheit als Arbeitsgedächtnis bezeichnet werden.

Das Arbeitsgedächtnis steht im Zentrum der bewussten Informationsverarbeitung. Es ist ein Speicher, der eine kleine Informationsmengen in einem aktiven, jederzeit verfügbaren Stadium bereithält. Solche Informationen können weiterverarbeitet werden, die Ergebnisse aber müssen zur längerfristigen Speicherung in das Langzeitgedächtnis überführt werden.

In Abgrenzung zum Langzeitgedächtnis, welches über eine nahezu unbegrenzte Kapazität verfügt, ist die Kapazität des Kurzzeitgedächtnises auf eine Menge von 7 ± 2 (Miller, 1956) Informationseinheiten, welche auch Chunks genannt werden, begrenzt.

Zur überführung neuer Informationen in das Langzeitgedächtnis und der Bewahrung derselben, ist das üben, d.h. das bewusste Abrufen und Zirkulieren von Informationen im Arbeitsgedächtnis unerlässlich. Dabei nimmt die Verankerung im Gedächtnis einerseits mit der Relevanz und der Anzahl der Assoziationen, andererseits aber auch mit der emotionalen Bedeutung zu.

Arbeitsgedächtnismodell von Baddeley

Das Arbeitsgedächtnismodell von Baddeley beinhaltet folgende drei Systeme:

  1. Räumlich-visueller Notizblock: zur kurzfristigen Speicherung visueller Eindrücke.
  2. Artikulatorische oder phonologische Schleife: zur Speicherung verbaler Informationen, welche durch das innere Wiederholen relativ lange verfügbar bleiben können.
  3. Zentrale Exekutive: verwaltet die beiden Subsysteme und verknüpft die Informationen mit dem Langzeitgedächtnis.
Zuletzt wurde das Modell um einen episodischen Puffer erweitert.

Langzeitgedächtnis

Das Langzeitgedächtnis stellt das dauerhafte Speichersystem des Gehirns dar, wobei es sich dabei nicht um ein einheitliches Gebilde handelt, sondern um mehrere Speicherleistungen für verschiedene Arten von Informationen.

Informationen können im Langzeitgedächtnis …

über eine Begrenzung der Kapazität des Langzeitgedächtnises ist nichts bekannt und vergessen scheint kein Problem der Kapazität, sondern vielmehr ein Schutz vor zu viel Wissen zu sein, wie Studien bei sog. Savants (Inselbegabten) mit ihrer deutlich höheren Gedächtniskapazität nahe legen. Das Vergessen findet offenbar weniger durch einen Informationsverlust (wie in den anderen, kurzzeitigen Gedächtnisformen) statt, sondern durch Interferenz mit anderen, vorher oder später gelernten Inhalten.

Es werden daher folgende 4 Prozesse des Langzeitgedächtnisses unterscheiden:

  1. Lernen/Enkodierung: Das Einspeichern neuer Informationen
  2. Konsolidierung/Behalten: Das Bewahren wichtiger Informationen durch einen regelmäßigen Abruf
  3. Erinnern/Abruf: Die Reproduktion bzw. Rekonstruktion von Gedächtnisinhalten
  4. Vergessen: Der Zerfall von Gedächtnisspuren oder Interferenzen durch konkurrierende Informationen

Zur überführung neuer Informationen in das Langzeitgedächtnis und der Bewahrung derselben, ist das üben, d.h. das bewusste Abrufen und Zirkulieren von Informationen im Arbeitsgedächtnis (Kurzzeitgedächtnis), unerlässlich. Dabei nimmt die Verankerung im Gedächtnis einerseits mit der Relevanz und der Anzahl der Assoziationen, andererseits aber auch mit der emotionalen Bedeutung zu. Eine einzelne gespeicherte und abrufbare Information wird als Engramm (Gedächtnisspur) bezeichnet, die Gesamtheit aller Engramme bildeen das Gedächtnis.

Bestandteile des Langzeitgedächtnisses

Es werden grundsätzlich zwei Formen des Langzeitgedächtnisses unterschieden, welche unterschiedliche Arten von Information speichern:

  1. Das deklarative (explizite) und
  2. das prozedurale (implizite Gedächtnis)

Dabei sind die unterschiedlichen Informationsformen voneinander unabhängig und werden in unterschiedlichen Gehirnarealen gespeichert, wodurch beispielsweise Patienten mit einer Amnesie des deklarativen Gedächtnisses denoch ungestörte prozedurale Gedächtnisleistungen haben können.

Deklaratives Gedächtnis (Wissensgedächtnis)
Das deklarative Gedächtnis basiert auf neuronalen Strukturen im Neocortex und speichert Ereignisse und Tatsachen/Fakten, welche bewusst wiedergegeben werden können. Man unterteilt das deklarative Gedächtnis in zwei weitere Bereiche:

  1. Semantisches Gedächtnis: Es enthält das Weltwissen, das bedeutet von der Person unabhängige und allgemeine Fakten (z.B.: „Rom ist die Hauptstadt von Italien“, „Jeder hat eine Mutter und einen Vater“, berufliche Kenntnisse, Fakten aus Geschichte, Politik, Kochrezepte, ...). Semantische Gedächtnisinhalte werden daher durch explizites Lernen erworben.

    Der Speicherort des deklarativen Gedächtnisses ist der gesamte Neocortex, jener für das episodische Gedächtnis das semantische Gedächtnis speziell der Temporallappen.

  2. Episodisches Gedächtnis: Umfasst Episoden, Ereignisse und Tatsachen aus dem eigenen Leben (Erinnerungen an Erlebnisse bei einem Besuch in Rom, Gesichter und Namen der eigenen Eltern).

    Der Speicherort des deklarativen Gedächtnisses ist der gesamte Neocortex, jener für das episodische Gedächtnis vor allem der rechte Frontal- und der Temporalcortex.

Prozedurales Gedächtnis (Verhaltensgedächtnis)
Das prozedurale Gedächtnis ist für die Speicherung automatisierter Handlungsabläufe bzw. Fertigkeiten verantwortlich, ohne Nachdenken eingesetzt werden. Das sind vor allem motorische Abläufe wie Auto- und Fahrradfahren, Gehen, Radfahren, Schwimmen, Skifahren, Tanzen oder ein Instrument spielen. Dabei werden komplexe Bewegungen ausgeführt, deren Abläufe gelernt und oft geübt wurden und nun ohne nachzudenken (ohne bewusste Bewegungskontrolle) abgerufen werden können.

Prozedurale Gedächtnisinhalte werden durch implizites Lernen erworben. Die Leistung des prozeduralen Gedächtnisses wird von verschiedenen subkortikalen Regionen erbracht, welche sich nicht im Neocortex befinden und damit dem Bewusstsein nicht zugänglich sind. Inhalte des nicht-deklarativen Gedächtnisses sind daher auch nicht sprachlich explizierbar.

Weitere Begriffe in diesem Zusammenhang:


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