Das Kurzzeitgedächtnis schwingt synchron

Wissenschaftler haben entschlüsselt, wie das Kurzzeitgedächtnis funktioniert

19. September 2014

Schüler und Studenten sind oft große Fans des Kurzzeitgedächtnisses – wenn sie nämlich am Tag vor einer Prüfung große Mengen Unterrichtsstoff einpauken müssen. Obwohl es nur kurz vorhält, ist das Kurzzeitgedächtnis ein komplexes Netzwerk aus Nervenzellen im Gehirn, das verschiedene Gehirnregionen umfasst. Beim Speichern müssen diese Gebiete zusammenarbeiten. Forscher vom Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen haben nun herausgefunden, dass die beteiligten Regionen synchron miteinander aktiv sein müssen, damit wir uns kurzzeitig an etwas Gesehenes erinnern.

In den beiden Gehirnregionen IPF (lateraler präfrontaler Cortex) und V4, einer Region des Sehsystems, schwingt die Hirnaktivität  in einem bestimmten Frequenzbereich.

Wenn wir etwas sehen, werden die Signale aus den Augen in Gebieten der Großhirnrinde am Hinterkopf verarbeitet. Für das Kurzzeitgedächtnis müssen dagegen Regionen im vorderen Teil des Großhirns aktiv sein. Damit wir uns an etwas, das wir gesehen haben, für eine kurze Zeit erinnern können, müssen also diese weit voneinander entfernten Hirnteile ihre Informationen zusammenführen.

Wie das funktioniert, lässt sich nur an Affen untersuchen. Wissenschaftler der Abteilung von Nikos Logothetis am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen haben die elektrische Aktivität in einer Sehregion und im vorderen Gehirnbereich gemessen, während sich die Tiere an verschiedene Bilder erinnern mussten.

Die Wissenschaftler haben dabei in beiden Gehirnregionen elektrische Schwingungen beobachtet, sogenannte Theta-Band-Schwingungen. Überraschenderweise treten diese Schwingungen nicht unabhängig voneinander auf, sondern synchron. Je stärker die Regionen synchron aktiv sind, desto besser konnten sich die Tiere an ein Bild erinnern.

Man kann sich das Arbeitsprinzip des Kurzzeitgedächtnisses demnach wie zwei Drehtüren vorstellen: Während das Gedächtnis arbeitet, drehen sich beide Türen im Takt, und erlauben dadurch einen effektiveren Informationsaustausch.

Die Studie zeigt, wie wichtig synchronisierte Gehirnschwingungen für die Kommunikation der verschiedenen Gehirnregionen sind. Fast alle höheren geistigen Fähigkeiten ergeben sich aus einem komplexen Zusammenspiel von spezialisierten Nervenzellnetzen an verschiedenen Stellen im Gehirn.

Weitere interessante Beiträge

Zur Redakteursansicht