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Gedächtnis: Wie unterscheidet das Gehirn zwischen alter und neuer Information?

Ob man sich ein Wort frisch einprägt oder sich wieder daran erinnert, ändert nichts daran, mit welcher Frequenz die Neurone im Hippocampus feuern. Das Entscheidende ist ihr Timing.
Mädchenkopf umkreist von neuronalen Informationen

Die Nervenzellen im Hippocampus müssen sowohl just Erlebtes archivieren als auch Erinnerungen wieder ausgraben. Wie aber erkennt das Gehirn nur anhand des elektrischen Signals, ob es sich um frische Ware für den Gedankenspeicher handelt oder um längst bekanntes Wissen, das wieder hervorgeholt wird? Die Neurologin Hye Bin Yoo beobachtete mit zwei Kollegen vom University of Texas Southwestern Medical Center erstmals, wie das menschliche Denkorgan diese Unterscheidung trifft.

Versuchspersonen waren 27 Epilepsiepatienten mit implantierten Elektroden zur Erfassung der Hirnaktivität. Das Experiment war simpel: Zunächst sollten die Probanden eine Liste von Dingen lernen. Nach einer kurzen Ablenkung mussten sie die Wörter wieder abrufen. Die Nervensignale für das Einprägen und Erinnern ein und desselben Begriffs waren identisch, allein das Timing unterschied sich. Fachleute sprechen hier von einem »phase offset«.

Könnte beim Verständnis der Schizophrenie helfen

Neurone senden ihre Signale mit einer bestimmten Frequenz, der Feuerrate. Die kann man sich wie den Zeiger einer Uhr vorstellen, der sich zum Beispiel bei einer höheren Frequenz schneller dreht. Wenn man sich ein Wort frisch einprägt oder sich wieder daran erinnert, ändert das nichts an der Geschwindigkeit. Das Team um Yoo beobachtete aber, dass sich – bildlich gesprochen – die Position des Zeigers verändert, an der die Nervenzellen ihre Signale senden; sie feuern also zwar im gleichen Rhythmus, aber zu einem anderen Zeitpunkt.

»Dies ist einer der bisher klarsten Beweise dafür, wie das menschliche Gehirn arbeitet, wenn es darum geht, sich an etwas zu erinnern oder neue Erinnerungen zu bilden«, sagt Bradley Lega, der auch an der Studie beteiligt war. Möglicherweise helfen die Ergebnisse in Zukunft beim Verständnis von Schizophrenie. Denn Betroffene können häufig die eigenen Erinnerungen nicht von Wahnvorstellungen unterscheiden, was auch mit einem gestörten Phase-Offset erklärt werden könnte.

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