Neurobiologische Grundlagen

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Die Vorstellung des Gedächtnisses als Mehrspeichermodell ist ein theoretisches Konstrukt, da das Gedächtnis an sich nicht beobachtbar ist. Vielmehr ergeben sich die aktuellen Auffassungen zur Arbeitsweise und Funktion des Gedächtnisses aus Bildern, wie sie ein Kernspintomograph vom arbeitenden Gehirn erstellen kann.

Für ein umfassenderes Verständnis der Funktionsweise des Gedächtnisses und vor allem der Ableitung effektiver Lernstrategien ist daher ein Blick über den Tellerrand, hin zur Neuropsychologie, sinnvoll. Diese versucht einen Brückenschlag zwischen der wissenschaftlichen Erforschung des Gehirns sowie Schlussfolgerungen über die Auswirkung verschiedener Gehirnareale auf das menschliche Erleben und Verhalten.

                                    Von Lars Ebbersmeyer – Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, Link ,überarbeitet

Das Zentrale Nervensystem, das ZNS, besteht aus Gehirn und Rückenmark. Seine Aufgabe ist es, den Organismus in seiner Funktionsfähigkeit zu erhalten. Für das Lernen und die Gedächtnisleistung relevant sind vordergründig die folgenden Bereiche:

• • Das Stammhirn bzw. der Hirnstamm (einschließlich Hypothalamus, Thalamus, Brücke und verlängertem Rückenmark) ist der Teil des Gehirns, der zwischen Endhirn und Rückenmark liegt. Durch die Sicherstellung lebenswichtiger Funktionen wie Atmung, Herztätigkeit, Nahrungsaufnahme und -verarbeitung ist dieser Teil des Gehirns für das Überleben von zentraler Bedeutung. Die hierfür benötigte Energie wird anderen Gehirnteilen entnommen, so dass die Möglichkeit zum Wissenserwerb bei Mangellagen i.S.v. Hunger, Krankheit oder Müdigkeit beeinträchtigt ist. Kurzum: Wer zu wenig schläft, isst oder trinkt, schränkt seine Gedächtnisleistungen ein!
  • Das Kleinhirn steuert in erster Linie alle Bewegungsabläufe, d.h. von hier aus werden die Muskelbewegungen koordiniert. Das Kleinhirn steht in engem Bezug mit prozeduralen Gedächtnisinhalten, so dass eine Schädigung in diesem Bereich massive Auswirkungen auf die Fähigkeit hat, bestimmte Bewegungsabläufe (z.B. Gehen, Fahrradfahren, Schreiben usw.) umzusetzen.
  • Das Großhirn ist der am höchsten entwickelte Teil des Gehirns und unter anderem für die Funktionen Intelligenz und Sprache oder für die Verarbeitung visueller Reize zuständig.  Es gilt dabei als der Ort des Bewusstseins bzw. der bewussten Entscheidungen. In der Großhirnrinde (Kortex) finden die meisten und geistig am anspruchsvollsten Informationsverarbeitungsprozesse statt. Es ist in die rechte und die linke Hirnhälfte geteilt, die mit dem Balken verbunden sind. Dabei gilt, dass das semantische Gedächtnis eher in der linken Gehirnhälfte, das episodische Gedächtnis eher in der rechten Gehirnhälfte angesiedelt ist. Diese Trennung erklärt auch, warum z.B. nach Unfällen mit Hirnverletzungen je nach Seite der Kopfverletzungen unterschiedliche Gedächtnisprobleme auftreten.
  • Das Limbische System setzt sich wiederum aus verschiedenen Arealen zusammen, die für die Informationsverarbeitung als solche von zentraler Bedeutung sind:

 –> Der Hippocampus zählt zu den evolutionär ältesten Strukturen des Gehirns und ist eine zentrale Schaltstelle des Limbischen Systems. In ihm fließen Informationen verschiedener sensorischer Systeme zusammen, werden verarbeitet und zum Großhirn gesandt. Es ist in unserem Gehirn eine Schlüsselstelle für das Lernen.

–> Die Amygdala (Mandelkern) entscheidet in Millisekunden, ob ein Reiz für den Organismus schädlich oder von Vorteil ist. Im Fall einer Bedrohung oder Gefahr schüttet die Amygdala verstärkt Neurotransmitter aus, die an die vegetativen Zentren im Stammhirn weitergeleitet werden. Von dort aus werden alle Organe der Alarmsituation angepasst.

Wenn das Lernen durch Angst begleitet wird, steht das Gehirn unter dem Einfluss der Amygdala. Ist die Amygdala aktiviert, begünstigt sie eine eingeengte Denkweise, die nur darauf aus ist, den Quellen der Angst zu entkommen. Kreativität und freies Denken sind in diesem Zustand nicht möglich. Mit dem unter Angst gelernten Inhalt prägt sich auch die Angst mit ein.

Blausen.com staff (2014). „Medical gallery of Blausen Medical 2014„. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. Derivative work by Geo-Science-International – Derivative work of file:Blausen_0614_LimbicSystem.png, CC BY 3.0, Link Von BruceBlaus. 

Verbildlicht wird hinsichtlich dem Limbischen System häufig von vom „Flaschenhals“ des Gehirns gesprochen. Alle Informationen müssen diese Stelle passieren, um in die Großhirnrinde und somit das Gedächtnis zu gelangen. Gelingt die Weiterleitung der Informationen nicht, z.B. aufgrund großer Angst, einer Bewertung der Informationen als Unwesentlich, oder können die Informationen nicht schlüssig in das vorhandene Wissenssystem eingefügt werden, so bleibt der Lernerfolg aus.

Folgender Vortrag von Prof. Dr. Hans J. Markowitsch verdeutlicht anhand zahlreicher Beispiele von Patienten aus der klinischen Psychologie, welche Folgen Schäden in einzelnen Hirnregionen für die Gedächtnisfähigkeit haben: https://www.youtube.com/watch?v=vVROr_wad3g.

http://www.nia.nih.gov/NR/rdonlyres/4E12F6CF-2436-47DB-8CC5-607E82B2B8E4/2372/neurons_big1.jpg (gemeinfrei) 

„Getragen“ werden die einzelnen Bestandteile des Gehirns von einem großen Netzwerk aus mehr als 100 Milliarden Nervenzellen (Neuronen). Lernprozesse bewirken, dass diese Neuronen untereinander Kontakte bilden, sogenannte Synapsen, die schließlich die neuronale Basis für unser Gedächtnis darstellen. Bleiben Lernprozesse aus und wird das Gehirn nicht regelmäßig gefordert, so verkümmert dieses Netzwerk und der Mensch bleibt hinsichtlich seiner Lern- und Gedächtnisfähigkeit weit hinter seinen Möglichkeiten zurück. Dies gilt sowohl für Kinder, als auch für Erwachsenen und Menschen in höherem Alter!