Studie – Wie das menschliche Gehirn bei Bedarf Erinnerungen abruft

Zu einer der grundlegenden kognitiven Fähigkeiten eines Menschen gehört die Flexibilität beim Umschalten zwischen verschiedenen Aufgaben. Das bedeutet, dass wir in der Lage dazu sind, nur die für bestimmte Entscheidungen notwendigen Informationen selektiv zu nutzen. Eine wissenschaftliche Studie von Minxha und anderen Forschern versuchte anhand von Neuronen-Aufzeichnungen zu verstehen, wie das menschliche Gehirn bei Bedarf Erinnerungen abruft, sofern die Erinnerungen für eine Entscheidung notwendig sind. Außerdem überprüften sie, wie genau die abgerufenen Erinnerungen im Gehirn von einer Region in die andere geleitet werden.

In welchem Bereich unseres Gehirnes finden diese Prozesse überhaupt statt?

Das Codieren und Abrufen von Erinnerungen erfolgt im unteren mittleren Teil des Gehirns. Diese Region wird als medialer Temporallappen bezeichnet und umfasst den Hippocampus. Entscheidungen dagegen werden an der Vorderseite des Gehirns getroffen, dem medialen frontalen Cortex.

Um unsere Erinnerungen für unsere Entscheidungen nutzen zu können, müssen der Frontal- und Temporallappen miteinander arbeiten.

Bisher war nur wenig darüber bekannt, wie diese Wechselwirkungen im Konkreten aussehen.

Forscher überwachen einzelne Neuronen

In einer Studie überwachten Forscher einzelne Neuronen in beiden Teilen des Gehirns bei 13 Probanden. Das Ergebnis war wie folgt: im Temporallappen codieren Neuronen Erinnerungen, im Frontallappen speichern sie keine Erinnerungen, sondern helfen, sie wiederherzustellen. Beide sind aktiv, wenn sich der Proband an etwas erinnert – die Interaktion zwischen den beiden ermöglicht also einen Speicherabruf.

Beispiel: Wenn Jemand gefragt wird, ob er schon mal ein Gesicht gesehen hat, dann werden Neuronen beider Regionen aktiv. Fragt man aber „Ist das ein Gesicht?“ dann bleiben die Speicherauswahlneuronen still.

Flexibilität bei Entscheidungen

Die Studie identifizierte auch noch andere Neuronen, die Kontextneuronen, im Frontallappen. Diese codieren Informationen über Anweisungen für eine bestimmte Aufgabe.

Beispiel: „Knopf drücken oder Augenbewegung verwenden, um die Antwort auf eine Frage zu signalisieren.“ – die Kontextneuronen wiesen den Probanden an, welche dieser beiden Maßnahmen zu ergreifen war.

Die Entscheidung durch die Speicherauswahlneuronen wurde auf abstrakte Weise dargestellt. Auf diese Weise konnten dieselben Neuronen diese Informationen in unterschiedlichen Kontexten anzeigen. So wird laut Ralph Adolphs, Bren-Professor für Psychologie, Neurowissenschaften und Biologie bei Caltech, vermutlich die Flexibilität bei Entscheidungen erklärt.

Kommunikation zwischen Frontallappen und Temporallappen

Als diese beiden Regionen miteinander kommunizierten, waren teilweise auch Theta-Wellen daran beteiligt. Die Forscher fanden heraus, dass dies jedoch nur der Fall ist, wenn eine gedächtnisbasierte Entscheidung getroffen wurde. Das heißt, dass die Neuronen im Frontallappen nur in diesem Fall ihre Aktivitäten gemeinsam mit den Theta-Wellen im Temporallappen ausrichteten. Abhängig von den Anforderungen der Aufgabe können Neuronen in verschiedenen Regionen ihre Aktivitätsmuster flexibel ein- und ausschalten.

Laut Adolphs enthüllt die Studie also mehrere Schlüsselbausteine, die für die Flexibilität der menschlichen Wahrnehmung verantwortlich sind.