Unerwartetes lässt sich besser merken
(kig) Ereignisse werden dann besonders gut abgespeichert, wenn das Gedächtniszentrum starke Signale aus dem Belohnungszentrum erhält - und das ist nicht nur bei tatsächlich belohnungsrelevanten, sondern auch bei unerwarteten Ereignissen offensichtlich der Fall, fanden Neurowissenschaftler der Universität Bonn jetzt in einer Patientenstudie heraus.
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Das Forscherteam untersuchte bei Patienten die Aktivität von zwei Gehirnregionen: zum einen die des Nucleus accumbens, einem Teil des Belohnungszentrums, zum anderen die Aktivität des Hippocampus, dem Gedächtniszentrum. "Die Ergebnisse bestätigen, dass die beiden Gehirnregionen miteinander wechselwirken", erklärte Wissenschaftler Dr. Nikolai Axmacher, „und zwar bei unerwarteten Ereignissen besonders stark." Daher könne man sich an Unvorhergesehenes hinterher besser erinnern.
Dieser Effekt ist schon länger bekannt. Bisher war aber unklar, wie das Gehirn das bewerkstelligt. Die Hypothese: Zunächst überprüft der Hippocampus, ob das eingetroffene Ereignis mit der Erwartungshaltung übereinstimmt und gibt diese Information an den Nucleus accumbens weiter. Dort wird daraufhin der Botenstoff Dopamin ausgeschüttet, und zwar umso mehr, je stärker das Ereignis von der Erwartungshaltung abweicht. Je mehr Dopamin ausgeschüttet wird, umso wahrscheinlicher ist es, dass der Hippocampus das Ereignis ins Langzeitgedächtnis überschreibt.
Das Forscherteam untersuchte jetzt erstmals die beteiligten Gehirnregionen am Menschen direkt: an Patienten, die wegen Epilepsie oder schwerer Depressionen behandelt wurden und denen daher Elektroden ins Gehirn eingesetzt worden waren. Acht Epilepsiepatienten mit Elektroden im Hippocampus und sechs Depressionspatienten mit Elektroden im Nucleus accumbens nahmen an der Studie teil.
Die Probanden sollten sich Bilder auf einem Computerbildschirm einprägen, und zwar Bilder mit Gesichtern auf rotem Hintergrund und Bilder mit Häusern auf grünem Hintergrund. Dabei war stets die eine Art von Bildern deutlich in der Überzahl, die andere Art von Bildern wurde viel seltener gezeigt und kam daher unerwartet für die Probanden. Waren die Gesichter auf rotem Hintergrund besonders häufig, dann konnten sich die Patienten hinterher tatsächlich etwa anderthalbmal besser an die Häuser auf grünem Hintergrund erinnern und umgekehrt.
"Wir haben während der Einprägungsphase die Aktivität in den beteiligten Gehirnregionen gemessen", erklärt Axmacher, "und dabei im Hippocampus zwei Potenziale registriert, ein frühes Signal bei 187 Millisekunden und ein spätes bei 482 Millisekunden." Beide Signale waren deutlich stärker, wenn sich die Probanden die unerwarteten Bilder einprägten - in diesem Fall war also der Hippocampus aktiver. Im Nucleus accumbens fanden die Forscher ein spätes Potenzial bei 475 Millisekunden, auch hier war das Signal bei unerwarteten Bildern höher als bei der konventionellen Art von Bildern.
"Diese Ergebnisse unterstützen die Hypothese perfekt", sagt Dr. Axmacher. "Das Gedächtniszentrum vergleicht die tatsächliche Situation mit der erwarteten - das ist das frühe Signal im Hippocampus." Das Gedächtniszentrum aktiviert durch sein Potenzial den Nucleus accumbens als Teil des Belohnungszentrums. Vermutlich schüttet dieses daraufhin Dopamin aus, und dieser Botenstoff aktiviert dann wieder das Gedächtniszentrum. Das späte Signal im Hippocampus ist dann die Reaktion auf die Antwort aus dem Nucleus accumbens.
Neue Ereignisse sind also für das Gehirn positiv, sie aktivieren das Belohnungssystem. Daher konnten sich die Probanden an die Häuser hinterher besser erinnern, wenn die Gesichter in der Überzahl waren.
04.03.10
Quelle: Informationsdienst Wissenschaft