Das Gehirn kombiniert Erinnerungen

22.07.2015

Vor etwa 10 Jahren entdeckten Neurowissenschaftler ein seltsames Phänomen: Bestimmte Neuronen im menschlichen Gehirn feuerten nur als Reaktion auf ein bestimmtes Bild. Diese Studien wurden an Patienten mit Epilepsie durchgeführt, denen Elektroden in die Großhirnrinde injiziert wurden, um herauszufinden, welcher Bereich für die Krankheit verantwortlich ist. Gleichzeitig konnten (natürlich auf freiwilliger Basis) wissenschaftliche Experimente durchgeführt werden.

Wenn einer Person mit einer Elektrode im Kopf ein Foto von irgendeiner Berühmtheit wie den Schauspielerinnen Jennifer Aniston oder Julia Roberts oder eine bestimmte Szene aus einem Zeichentrickfilm gezeigt wurde, dann konnte man als Antwort die Aktivität bestimmter Nervenzellen sehen und die "Jennifer Aniston“ Neuron schwieg auf dem Foto von Julia Roberts. Solche Nervenzellen befanden sich in der Region des Gehirns, die den Hippocampus einfängt, der, wie Sie wissen, als unser Hauptgedächtniszentrum dient.

Weitere Experimente zeigten, dass es tatsächlich Zellen im Gehirn gibt, die für die Erkennung verschiedener Objekte, menschlicher Gesichter usw. verantwortlich sind. Nicht ein oder zwei, sondern etwa tausend, wenn nicht mehr, wurden für jedes Objekt identifiziert, aber sie können jedes verteidigen Freund ist zu weit entfernt, als dass Neurowissenschaftler sie alle auf einmal bemerken könnten.

Wichtig ist außerdem, dass diese Zellen wichtige Merkmale von untergeordneten unterscheiden: Sie reagieren beispielsweise auf eine berühmte Person, unabhängig davon, was der Prominente trägt und welche Frisur er hat. In einigen Fällen jedoch, wenn einer Person ein vertrautes Objekt in einem neuen Kontext gezeigt wurde, waren solche Neuronen stumm.

Gleichzeitig bestehen unsere Erinnerungen niemals aus separaten Objekten. Wir können uns zum Beispiel an unseren Freund in einer Situation erinnern, in der er uns besuchte oder als wir ihn auf der Straße trafen – es ist offensichtlich, dass es hier zwei verschiedene Orte gibt, die Straße und das Haus, denen ihre Neuronen zugeordnet sind , und sie müssen dann irgendwie mit den Zellen interagieren, die für das Bild einer Person verantwortlich sind. Im Allgemeinen erinnern wir uns an ganze Ketten von Ereignissen, in denen ständig etwas mit einer Vielzahl von Objekten passiert – diese Art von Informationen wird als episodisches Gedächtnis bezeichnet.

Itzhak Fried (einer der Entdecker solcher Zellen) von der University of California, Los Angeles, und seine Kollegen von der University of Leicester versuchten herauszufinden, wie sich die oben beschriebenen spezifischen Neuronen mit einem solchen Gedächtnis verhalten. Freiwillige in ihren Experimenten dienten erneut als Epileptiker, denen Elektroden in die Großhirnrinde eingeführt wurden - ihnen wurden einhundert bis zweihundert sehr unterschiedliche Bilder gezeigt: darunter waren Orte, die den meisten Teilnehmern des Experiments gefielen, und Porträts von Prominenten, und berühmte architektonische Bauwerke wie der Schiefe Turm von Pisa und andere Elemente der Landschaft.

Bei jeder Person (und es waren 14) war es möglich, die Aktivität von 600 Zellen aufzuzeichnen, und unter ihnen konnten Gruppen von 2 bis 28 unterschieden werden, die zusammen auf mindestens ein Bild reagierten. Dann wurden die Bilder so verändert, dass Charakter und Hintergrund in Bezug auf die neuronale Aktivität nicht zusammenpassten, beispielsweise wurde der Schauspieler Clint Eastwood mit dem Schiefen Turm von Pisa kombiniert – wohl wissend, dass die für eine berühmte Person zuständigen Neuronen in keinem reagieren Weg zu einem berühmten architektonischen Bauwerk.

Nachdem sich die Teilnehmer des Experiments solche Collagen angesehen hatten, mussten sie eine Reihe von Gedächtnistests bestehen: Sie mussten beispielsweise eine Collage, die sie gesehen hatten, aus einzelnen Fotos zusammensetzen – also ein Foto von Clint Eastwood einem Foto zuordnen des Schiefen Turms von Pisa.

Das Ziel der Forscher war es zu verstehen, was mit den Neuronen einer bestimmten Reaktion passieren würde. In einem Artikel in Neuron schreiben sie, dass die Zellen nach dem ersten Mal verstanden haben, dass sie „ihr Objekt“ gerade unter neuen Bedingungen vor sich haben, und sogar mit größerer Aktivität auf seine neue, modifizierte Version reagierten. „Vom ersten Mal an“ bedeutet, dass es ausreichte, das kombinierte Bild einmal zu zeigen, damit sich spezielle Neuronen ihr Objekt in Bezug auf die neue Umgebung merken konnten.

Tatsächlich würde man erwarten, dass das Gehirn über eine Möglichkeit verfügt, einzelne Objekte in eine kontinuierliche Kette von Erinnerungen umzuwandeln. Die Besonderheit der neuen Arbeit besteht darin, dass es den Autoren gelungen ist, Veränderungen in der Arbeit des höheren Nervensystems auf neuronaler Ebene aufzuzeigen - und die Hauptsache hier ist, dass die Entstehung einer neuen Assoziation die Notwendigkeit ist, ein bekanntes Objekt mit neuem zu assoziieren Bedingungen beeinflusst die Aktivität einzelner Neuronen.

Offensichtlich ist das Gehirn durch die Kombination der Aktivität verschiedener Gruppen spezieller Neuronen, die jeweils für ihr eigenes Bild verantwortlich sind, in der Lage, sich an ein einzigartiges Ereignis in unserem Leben zu erinnern, das in der Vergangenheit nicht stattgefunden hat und das sich in Zukunft nicht wiederholen wird.

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