Wo befinden sich Erinnerungen im Gehirn? Diese Frage lässt sich nicht eindeutig beantworten, aber es gibt eindeutige Hinweise darauf, welche Bereiche dieses Organs aktiviert werden, wenn wir uns an etwas Bestimmtes erinnern. Dieses Wissen wird ständig erweitert, und eine aktuelle Entdeckung von Gedächtnisforschern hat etwas Seltsames zutage gefördert. Es scheint, dass unsere Erinnerungen nicht an einem Ort fest verankert sind, sondern durch das Gehirn wandern. Das geschieht sogar dann, wenn unser inneres GPS im Gehirn uns auf denselben Weg führt. Was passiert in diesem Fall?
Unser Gedächtnis ist seltsam. Erinnerungen wandern durch das Gehirn
Die moderne Wissenschaft weiß bereits ziemlich viel über das Gehirn, aber es bleibt dennoch ein so komplexes Organ, dass viele seiner Mechanismen für uns ein Rätsel bleiben. Besonders faszinierend ist das Gedächtnis. Nach heutigem Wissensstand ist der Hippocampus für die Entstehung von Erinnerungen verantwortlich, der diese in verschiedenen Teilen des Gehirns „kodiert” und möglicherweise sogar „Sicherheitskopien” erstellt, falls eine dieser Aufzeichnungen verloren geht.
Auf die Frage, wo genau im Gehirn sich Erinnerungen befinden, gibt es noch keine zufriedenstellende Antwort. Jahrzehntelang wurde angenommen, dass bestimmte Neuronen dafür verantwortlich sind, aber erst vor zehn Jahren konnte dies bis zu einem gewissen Grad bestätigt werden. Wir verfügen auch nicht über Instrumente wie die Denkmaschine aus Harry Potter oder die Gehirn-Computer-Schnittstelle aus Ghost in the Shell, mit denen man Erinnerungen verändern, löschen oder neue hinzufügen könnte. Es gibt natürlich Methoden wie Hypnose oder die berüchtigte „Gehirnwäsche” (Psychomanipulation), aber diese sind ungenau und ihre Wirksamkeit ist umstritten.
Aus Beobachtungen des Gehirns ist jedoch bekannt, dass bei verschiedenen mentalen Vorgängen, wie dem Abrufen von Erinnerungen bei der Navigation in einer bekannten Umgebung, bestimmte Teile des Gehirns aktiviert werden. Allerdings handelt es sich dabei nicht immer um dieselben Bereiche.
Wissenschaftler haben Mäuse in VR versetzt und ihr Gehirn untersucht
Bereits vor mehr als zwei Jahrzehnten (im Jahr 2004) entdeckten Wissenschaftler, dass sich die neuronale Repräsentation bei Mäusen, die sich in realer Umgebung bewegen, innerhalb weniger Tage verändern kann. Es war jedoch nicht bekannt, ob diese „Repräsentationsdrift” (engl. representational drift) das Ergebnis von Unterschieden zwischen ähnlichen Erfahrungen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten auftreten, oder von Unterschieden in der Umgebung oder im Verhalten ist. Der Durchbruch gelang 2013, als festgestellt wurde, dass bei Mäusen, die sich durch ein bekanntes Labyrinth bewegten, ein erheblicher Teil der Zellen, aus denen die „mentale Karte” besteht, innerhalb einer Woche verschoben wurde und jedes Mal nur eine bestimmte Gruppe aktiviert wurde. Die Wissenschaftler beschlossen, zu untersuchen, was genau vor sich geht und warum.
In einer neuen Studie verwendeten die Wissenschaftler eine experimentelle Kontrollmethode, die von einem multisensorischen Virtual-Reality-System angeboten wird. „Diese Entdeckungen haben bewiesen, dass repräsentative Drift bei Mäusen selbst in sich stark wiederholenden Umgebungen und Verhaltensweisen auftritt, und sie haben gezeigt, dass die neuronale Erregbarkeit ein Schlüsselfaktor für die langfristige Stabilität der Repräsentation ist”, schreiben die Autoren.
In dieser Studie wurden Mäuse auf ein Laufband gesetzt, aber keine VR-Brillen aufgesetzt (obwohl bereits Miniatur-VR-Sets für Mäuse entwickelt worden waren), sondern stattdessen mit Bildschirmen umgeben. Dies geschah, um ihnen jedes Mal die gleiche Umgebung zu bieten. Während die Mäuse auf dem Laufband liefen, verfolgten die Wissenschaftler die Aktivität ihres Hippocampus in Echtzeit. Es stellte sich heraus, dass nur 5-10 % der Zellen sich wie Ortszellen verhielten und bei jeder Runde „aufleuchteten“. Sie waren am stabilsten. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass weniger erregbare (zu Reaktionen auf Reize neigende) Neuronen eine größere Neigung zum Driften hatten.
Das GPS des Gehirns. Warum ändert sich der Speicherort von Daten?
Die Drift der Vorstellungen im „Gehirn-GPS” von Mäusen könnte mit der Aufteilung sehr ähnlicher, aber dennoch leicht unterschiedlicher Erfahrungen in einzelne Erinnerungen zusammenhängen, auf die das Gehirn später zurückgreifen kann. Dieser Mechanismus könnte sich entwickelt haben, damit wir uns in bekannten Abschnitten einer Route leichter orientieren können, unabhängig davon, zu welchem Ziel wir uns bewegen. Wenn wir beispielsweise zum Einkaufen oder zur Arbeit gehen und ein Teil der Route übereinstimmt, kann unser Gehirn nur die Erinnerungen abrufen, die im Moment relevant sind, und es spielt keine Rolle, zu welchem dieser Orte wir uns bewegen.
Allerdings handelt es sich hierbei noch um Hypothesen, da die Studie selbst erhebliche Einschränkungen aufwies. Es wurden nur 1 % der Neuronen im Hippocampus von Mäusen untersucht. Außerdem ist nicht bekannt, ob dies auch auf Menschen zutrifft. Auch wir haben ein „internes GPS” in unserem Gehirn, das uns die Orientierung ermöglicht, aber es funktioniert möglicherweise etwas anders.
Eine mögliche Analogie deutet jedoch die Tatsache hin, dass bei beiden Arten mit zunehmendem Alter eine Verschlechterung des Gedächtnisses auftritt, die mit einer Abnahme der Erregbarkeit der Zellen im Hippocampus zusammenhängt. Der Professor für Neurobiologie vermutet, dass wir diese Gedächtnisprobleme im Alter vermeiden könnten, wenn wir einen Weg finden würden, die Erregbarkeit der Neuronen zu erhöhen.
