Wie Gehirnverbindungen Erinnerungen formen

Das Wiedererkennen und Teilen unserer persönlichen Vergangenheit ist Teil dessen, was uns menschlich macht. Es schafft ein Gefühl dafür, wer wir sind, lässt uns für die Zukunft planen und hilft uns, Beziehungen zu knüpfen. Aber wir erinnern uns nicht alle in gleicher Weise an unsere Vergangenheit. In der Tat unterscheidet sich die Art und Qualität der Erinnerung zwischen den Menschen erheblich.

Zum Beispiel, wenn sie gebeten werden, sich an etwas über eine Party zu erinnern, könnte eine Person anschaulich ihren sechsten Geburtstag beschreiben: wie die Geschenke verteilt waren, der süße, schokoladige Geschmack des Igelkuchens und das zu spät ins Bett gehen. Eine andere Person erinnert sich vielleicht nicht genau an dieses Detail, aber denken Sie daran, dass ihre Tante Partys verachtete und dass Igelkuchen das waren massiv in den 80s.

Unsere persönlichen Erinnerungen enthalten also verschiedene Arten von Informationen. Einiges davon ist sehr spezifisch darüber, wann und wo etwas passiert ist - und wie es sich anfühlte. Diese Sammlung von persönlichen Erfahrungen wird als "episodisches Gedächtnis" bezeichnet. Andere Teile sind allgemeine Fakten über die Welt, uns selbst und die Menschen, die wir kennen. Dies wird "semantisches Gedächtnis" genannt. Eine große Frage in der Neurowissenschaft ist, ob diese beiden Speichertypen verschiedene Teile des Gehirns betreffen.

Personen, die in einer Region namens Hippocampus (Erinnerung, Lernen und Emotion) Schaden erlitten haben, haben herausgefunden, dass sie sich an Fakten über ihr Leben erinnern, aber ihnen fehlt das hochauflösendes, episodisches Detail. Auf der anderen Seite, Patienten mit einer seltenen Form von Demenz, bekannt als Semantische Demenz, kann sich an episodische Informationen erinnern, aber nicht an die Fakten, die alles zusammenkleben. Interessanterweise zeigen diese Individuen eine frühe Degeneration eines anderen Teils des Gehirns, des anterioren Temporallappens (der für das semantische Gedächtnis als entscheidend angesehen wird).

Netzwerke gegen Bereiche

Aber können wir eine ähnliche Unterscheidung im gesunden Gehirn sehen? Da das Nachdenken über unsere Vergangenheit sehr komplex ist, scheint es wahrscheinlich, dass verschiedene Gehirnregionen zusammenarbeiten müssen, um dies zu erreichen. Und Studien mit funktionellen MRT haben gezeigt, dass sich persönliche Erinnerungen aktivieren große Netzwerke im Gehirn.


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Es scheint also so zu sein, dass das Gedächtnis nicht auf ein oder zwei bestimmte Gehirnbereiche reduziert werden kann. Wir müssen weiter denken. Das Gehirn selbst besteht aus grauem und weißem Gewebe. Der weiße Teil, bekannt als "weiße Substanz", enthält Fasern, die es der Information ermöglichen, zwischen verschiedenen Bereichen des Gehirns zu wandern. So könnten diese Verbindungen selbst voraussagen wie wir erinnern?

In unserer neuesten Studie, in der Zeitschrift veröffentlicht Kortex, haben wir diese Frage untersucht, indem wir eine Gehirn - Scanning - Technik verwendet haben Diffusions-MRT. Diese Methode nutzt die Bewegung von Wassermolekülen, um die Gehirne der weißen Substanz abzubilden.

Wir fragten 27-Freiwillige im College-Alter, dass sie still im Scanner lagen, während wir Bilder von ihren Gehirnen sammelten. Anhand dieser Bilder können wir spezifische Pfade identifizieren und deren Struktur ausmessen - dies zeigt, wie effizient Informationen zwischen verbundenen Regionen übertragen werden können.

Außerhalb des Scanners wurde jeder Freiwillige aufgefordert, Erinnerungen aus seiner Vergangenheit als Reaktion auf Hinweisworte wie "Party" oder "Urlaub" zu beschreiben. Indem wir jede Erinnerung sorgfältig durchkannten und kodierten, konnten wir herausfinden, wie "episodisch" und "semantisch" das Gedächtnis jeder Person war. Zum Beispiel würden präzise räumliche Aussagen auf die episodische Punktzahl angerechnet ("Der Eiffelturm war direkt hinter uns"), und Fakten würden auf die semantische Punktzahl zählen ("Paris ist die Lieblingsstadt meiner Schwester").

Wir fanden heraus, dass die Menge der reichen, episodischen Details, an die sich die Freiwilligen erinnerten, mit der Konnektivität eines bogenförmigen Weges der weißen Substanz, der Fornix, verbunden war, der mit dem Hippocampus verbunden ist. Je effizienter das Fornix Informationen aus dem Hippocampus an die umliegenden Regionen weiterleiten kann, desto episodischer ist das Erinnerungsvermögen.

Wie Gehirnverbindungen Erinnerungen formenWege zum persönlichen Gedächtnis. Carl Hodgetts / Universität Cardiff

Ein anderer Weg der weißen Substanz - einfallsreich benannt der inferior longitudinal fasciculus? – strongly predicted how semantic people’s memories were. Interestingly, this long bundle of white matter is the major route from visual parts of the brain to the anterior temporal lobe? – the same region that is affected in cases of semantic dementia.

Für die Erinnerung verdrahtet

Diese Ergebnisse legen nahe, dass Unterschiede in der Art und Weise, wie wir uns an unsere Vergangenheit erinnern, sich in der Art und Weise widerspiegeln, in der unser Gehirn verkabelt ist. Historisch gesehen hat die Neurowissenschaft neigten dazu, Gehirnregionen als Singletons zu sehen, alleine arbeiten. Diese Ergebnisse legen die Alternative nahe: Die Verbindungen zwischen Regionen - und die Netzwerke, die sie bilden - sind entscheidend für unser Denken und Verhalten.

Unser Befund unterstützt auch die Idee, dass es getrennte Gedächtnis- "Systeme" im Gehirn gibt. Eine für das Wiedererleben von Zeit und Ort und eine andere für das Einholen von allgemeinem Wissen und persönlichen Fakten.

Könnten diese Ergebnisse Menschen mit Gedächtnisproblemen helfen? Noch nicht, aber herauszufinden, wie das Gedächtnis bei gesunden Menschen funktioniert, kann uns vielleicht helfen, genau zu verstehen, was im Gehirn schief läuft, wenn wir Krankheiten wie Alzheimer bekommen - und uns helfen, es zu behandeln. Zum Beispiel können Menschen mit Schäden am "episodischen" Netzwerk, wie diejenigen mit der frühen Alzheimer-Krankheit, von semantischen Gedächtnisstrategien profitieren, um dies zu kompensieren. Eine aktuelle Studie fand heraus, dass Erinnerungen mit sich ziehen physische Objekte führte zu einem besseren episodischen Gedächtnis bei Menschen mit Alzheimer.

Das GesprächEs gibt viel, was wir noch nicht über die weiße Substanz des Gehirns wissen. Eine Reihe von Eigenschaften kann beeinflussen, wie sich Informationen entlang der Faser bewegen, beispielsweise die Dichte von Fasern. In Zukunft können wir nutzen neue und leistungsstarke Scan-Techniken um die Teile der weißen Substanz aufzudecken, die diese faszinierenden Effekte antreiben.

Über den Autor

Carl J Hodgetts, Forschungsbeauftragter für kognitive Neurowissenschaften, Cardiff University

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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