Biologische Psychologie (2., akt. Aufl.)

Fragen zum 7. Kapitel


Frage 1

Welche Gedächtnistypen gibt es und welche Eigenschaften haben sie?


Antwort zu Frage 1

Kurzzeitspeicher: Wird durch Veränderungen der Aktivitäten von Ensembles von Neuronen realisiert; sofort verfügbar, aber kurzlebig.

Langzeitspeicher: Wird durch die Veränderung der synaptischen Verbindungen zwischen Neuronen realisiert; braucht länger zum Aufbau, hält aber dafür lange.

Arbeitsgedächtnis: Kurzlebige Gedächtnisspur, mit der wir Informationen kurzfristig halten und bearbeiten. Wird durch ein aktives Ensemble präfrontaler Neurone realisiert, die die Aufmerksamkeit auf diejenigen corticalen Zellen halten, die den relevanten Stimulus verarbeiten.

Episodisches Gedächtnis: Erinnerungen an biografische Ereignisse, die sich so nur einmal abgespielt haben; abhängig vom Hippocampus. Sowohl das episodische als auch das semantische Gedächtnis können leicht verbalisiert werden (explizites, deklaratives Gedächtnis).

Semantisches Gedächtnis: Langfristig gespeichertes Faktenwissen. Primärer Speicherort ist der Cortex. Zum Aufbau dieses Gedächtnisses ist der Hippocampus relevant. Zum Abruf ist der Hippocampus wahrscheinlich weniger bedeutsam.

Prozedurales Gedächtnis: Nicht oder nur sehr schwer verbalisierbares (nicht deklarativ, implizit) Gedächtnis (häufig für motorische Routinen).



Frage 2

Was passiert während der Aktivierung des Arbeitsgedächtnisses im präfrontalen Cortex?


Antwort zu Frage 2

Während der Aktivierung des Arbeitsgedächtnisses ist ein Ensemble von Neuronen im präfrontalen Cortex hochgradig aktiv. Der Zusammenhalt dieses Ensembles ist von der Aktivierung von D1-Rezeptoren abhängig. Die aktiven präfrontalen Neurone kodieren wahrscheinlich nicht direkt den gehaltenen Stimulus, sondern halten die Aufmerksamkeit auf diejenigen Neuronen im restlichen Gehirn aufrecht, die den relevanten Stimulus verarbeiten.



Frage 3

Was ist die Funktion des Hippocampus und welche kognitiven Ausfälle beobachtet man nach Hippocampus-Läsionen?


Antwort zu Frage 3

Der Hippocampus spielt eine zentrale Rolle für die Überführung von Arbeitsgedächtnisinhalten in das Langzeitgedächtnis. Er ist aber für das Arbeitsgedächtnis selbst weniger relevant. Der Hippocampus spielt auch eine Rolle für den Abruf neuerer deklarativer Informationen. Der Hippocampus ist nicht der Speicher für das Langzeitgedächtnis, sondern scheint mehr die Adressenverwaltung für die cortical abgelegten Erinnerungen darzustellen. Auch ohne eine solche Adressenverwaltung können aber corticale Informationen, die durch häufiges Erinnern starke synaptische Verknüpfungen untereinander aufgebaut haben, aktiviert werden. Hippocampus-Läsionen ziehen größere Defizite im episodischen als im semantischen Gedächtnis nach sich. Nicht deklarative Gedächtnisinhalte sind nicht von Schädigungen des Hippocampus betroffen. Hippocampusverletzungen ziehen zwar deklarative Gedächtnisdefizite nach sich, beeinträchtigen aber nicht die Intelligenz, die Handlungsfähigkeit und alltägliche kognitive Operationen wie das Sprechen, Addieren oder logische Schlussfolgerungsprozesse.



Frage 4

Wie funktioniert ein NMDA-Rezeptor?


Antwort zu Frage 4

NMDA-Rezeptoren brauchen die zeitgleiche Anwesenheit von zwei Ereignissen: die Depolarisation der Zellmembran sowie die Bindung von Glutamat an den NMDA-Rezeptor. Wenn dies passiert (z. B. durch das nahezu zeitgleiche Eintreffen von zwei wichtigen Reizen) wird das Magnesium-Ion, welches den Kanal des NMDA-Rezeptors blockiert, herausgeschleudert und Ca2+-Ionen können in die Zelle einfließen. Sie aktivieren CaM-KII, ein Enzym, welches in dendritischen Spines vorkommt. CaM-KII aktiviert den Einbau von AMPA-Rezeptoren dicht am aktivierten NMDA-Rezeptor. Dadurch wandelt sich die schwache Synapse in eine starke um. In Zukunft können dann auch Einzelreize das Neuron aktivieren, da sie viele AMPA-Rezeptoren erregen können.



Frage 5

Wie wird die corticale Konsolidierung während des Schlafs realisiert?


Antwort zu Frage 5

Vor allem in der ersten Nachthälfte haben wir mehr Slow-Wave-Schlaf. Dieser ist gekennzeichnet durch sehr langsame Wellen unseres EEG (ca. 1 Hz). Ab und zu kommen in diesen langsamen Wellen hochfrequente hippocampale Oszillationen vor, die sog. Ripples. Befreit von immer wieder neuen Informationen, die im Wachzustand auf uns einwirken, können im Slow-Wave-Schlaf Hippocampus und Cortex in langsamen Oszillationen aufeinander einwirken. Der Hippocampus lernt schnell, der Cortex langsam. Im langsamen Rhythmus des EEG wird mithilfe des Hippocampus das neu Gelernte in der synaptischen Struktur des Cortexes stabilisiert. Im Maximum einer langsamen EEG-Welle fangen corticale Neurone an, hochfrequent zu feuern. Dadurch werden ihre NMDA-Rezeptoren geöffnet und die beteiligten Synapsen werden verstärkt. Gleichzeitig kommt es bei denjenigen Hippocampusneuronen, die im Wachzustand Neues gelernt haben, zu Ripples. Das heißt, genau diejenigen Hippocampus-Neurone, die neue Informationen besitzen, sind nun aktiv, und ihre Aktivität überträgt sich auf die corticalen Zellen, die durch Öffnung ihrer NMDA-Rezeptoren neue synaptische Modifikationen vornehmen und dadurch die hippocampale Information aufnehmen können. Der neue Gedächtniseintrag wird so zu einem Teil unseres Gesamtwissens.



Frage 6

Was ist der Unterschied zwischen dem Standard-Konsolidierungsmodell und dem multiplen Spurenmodell?


Antwort zu Frage 6

Zwei Unterschiede sind besonders wichtig. Erstens geht die Standard-Konsolidierungstheorie davon aus, dass die Gedächtniskonsolidierung sich über Jahre hinziehen kann. Das multiple Spurenmodell nimmt dagegen an, dass die Konsolidierungszeit auf corticaler Ebene recht kurz ist und manchmal nur wenige Stunden betragen kann. Zweitens geht das Standard-Konsolidierungsmodell davon aus, dass sowohl episodische als auch semantische Erinnerungen ab einer genügenden Konsolidierungstiefe ohne Aktivierung des Hippocampus abgerufen werden können. Das multiple Spurenmodell geht hingegen davon aus, dass Erinnerungen nur dann gänzlich unabhängig vom Hippocampus werden, wenn diese Erinnerungen reines Faktenwissen beinhalten und somit kein Wieder Erleben einer bestimmten biografischen Szene beinhalten. Für das Erinnern einer einmal erlebten kompletten episodischen Szene brauchen wir entsprechend dem multiplen Spurenmodell dagegen immer auch einen intakten Hippocampus.



Frage 7

Was ist der Unterschied zwischen Erinnern und Wissen nach dem multiplen Spurenmodell?


Antwort zu Frage 7

In diesem Modell ist „Erinnern“ auf Hippocampus und Cortex angewiesen, während „Wissen“ rein cortical sein kann. Bei einer episodischen Erinnerung kommt es dann zur Aktivierung der gesamten im Hippocampus verknüpften Informationen, sodass auch die zu einer Szene gehörenden Teilkomponenten im Cortex aktiv werden. Bei „Wissen“ wird die semantische Information im Cortex aktiviert, ohne dass die episodischen Verknüpfungen im Hippocampus ebenfalls abgerufen werden.



Frage 8

Welche Besonderheiten treten bei frühkindlichen Schädigungen des Hippocampus auf?


Antwort zu Frage 8

Diese Patienten können eine durchaus normale intellektuelle Entwicklung durchmachen und ein durchschnittliches semantisches Gedächtnis entwickeln. Sie haben aber kaum episodische Erinnerungen. Diese Ergebnisse belegen, dass bei sehr früher Schädigung des Hippocampus semantisches Gedächtnis auf corticaler Ebene entstehen kann. Die corticalen Mechanismen können aber bzgl. des episodischen Gedächtnisses nicht den Wegfall des Hippocampus kompensieren. Zudem brauchen diese Patienten mehr Durchgänge mit neuer Information, bis sie diese in ihrem semantischen Gedächtnis gespeichert haben.



Frage 9

Welche Rolle spielt der präfrontale Cortex beim Abruf von Gedächtnisinformationen?


Antwort zu Frage 9

Der präfrontale Cortex sucht Informationen, die erinnert werden sollen, aus und koordiniert den Abrufprozess. Hierbei kontrolliert er beim Abruf zuerst den unbewussten, frühen Kontrollprozess, mit dem wir überprüfen, ob eine Erinnerung überhaupt richtig sein kann. Danach werden die abgerufenen Gedächtnisinhalte vom Frontalcortex editiert um dann anschließend zu entscheiden, ob auf diese Information reagiert werden soll.



 

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