Im Laufe eines Lebens wird man weit mehr Informationen ausgesetzt, als ein Organismus jemals speichern kann. Schätzungen zufolge ist der durchschnittliche Europäer täglich 34 Gigabyte (oder 11,8 Stunden) an Informationen ausgesetzt. Da wir über Smartphones, das Internet, Bücher, Radio, Fernsehen, E-Mails und soziale Medien einem fast ununterbrochenen Strom von Bildern, Wörtern und Tönen ausgesetzt sind, ganz zu schweigen von den unzähligen Erfahrungen, die wir machen, während wir uns durch die physische Welt bewegen, ist es nicht verwunderlich, dass wir uns nicht an alles erinnern. Im Gegenteil, es ist erstaunlich, dass wir uns überhaupt an etwas erinnern. Vergessen ist menschlich. Dennoch ist das Vergessen einer der rätselhaftesten und frustrierendsten Aspekte der menschlichen Erfahrung.
Du erinnerst dich vielleicht an deinen ersten Moment am Steuer eines Autos, an die Geburtstagsfeier zu deinem 18. Geburtstag, an deinen ersten Kuss und an das Essen an deinem Hochzeitstag. Ereignisse wie diese sind absolut unvergesslich, und andere sind Momente, die wir hoffentlich für immer in Ehren halten werden. Leider entgleiten uns manchmal selbst die unbezahlbarsten Momente. Aber warum ist es so, dass manche Erinnerungen unvergesslich sind und andere wie Wiederholungen einer fernen Fernsehsendung erscheinen?
Wie kann eine Erfahrung, die uns im Moment ihres Erlebens so unvergesslich erscheint, am Ende auf kaum mehr als ein vages Fragment dessen reduziert werden, was sich tatsächlich ereignet hat? Auch wenn wir dazu neigen zu glauben, dass wir uns an alles erinnern können und sollten, was wir wollen, ist die Tatsache, dass wir zum Vergessen geschaffen sind, eine der wichtigsten Lehren der Gedächtniswissenschaft. Wie wir weiter unten sehen werden, können wir sicherstellen, dass wir Erinnerungen an unsere wichtigsten Momente schaffen, die so lange bestehen bleiben, wie wir uns bewusst sind, wie wir uns erinnern und warum wir vergessen.
Die richtigen Kontakte knüpfen
Die wissenschaftliche Gedächtnisforschung, wie wir sie heute kennen, wurde Ende des 19. Jahrhunderts von dem deutschen Psychologen Hermann Ebbinghaus begründet. Als methodisch vorsichtiger Forscher kam Ebbinghaus zu dem Schluss, dass man das Gedächtnis zunächst objektiv quantifizieren müsse, um es zu verstehen. Anstatt Menschen subjektive Fragen zu Ereignissen wie den Geburtstagen ihrer Kinder zu stellen, entwickelte Ebbinghaus einen neuen Ansatz zur Quantifizierung von Lernen und Vergessen. Und im Gegensatz zu modernen Psychologen, die sich den Luxus leisten können, Studenten für ihre Studien zu gewinnen, arbeitete der arme Ebbinghaus allein. Wie ein wahnsinniger Wissenschaftler in einem gotischen Schauerroman unterzog er sich den hirnzermürbenden Experimenten, bei denen er Tausende von bedeutungslosen Wörtern auswendig lernte, die aus drei Buchstaben bestanden, sogenannten Trigrammen, die jeweils aus einem Vokal zwischen zwei Konsonanten bestanden. Seine Idee war, das Gedächtnis zu messen, indem er die Anzahl der Trigramme (z. B. DAX, REN, VAB) zählte, die er erfolgreich gelernt und behalten hatte.
Wir sollten einen Moment innehalten, um die mühsame Arbeit zu würdigen, die in Ebbinghaus’ Studien steckte. In seiner Abhandlung „Über das Gedächtnis: Ein Beitrag zur experimentellen Psychologie“ aus dem Jahr 1885 schreibt er, dass er in jeder 45-minütigen Sitzung nur 64 Trigramme auswendig lernen konnte, da er gegen Ende der Sitzung häufig unter Erschöpfung, Kopfschmerzen und anderen Symptomen litt. Seine herkulischen Anstrengungen zahlten sich schließlich aus, denn seine Experimente enthüllten einige der grundlegendsten Aspekte darüber, wie wir lernen und vergessen.
Eine seiner wichtigsten Leistungen war die Erstellung einer Vergessenskurve, mit der erstmals grafisch dargestellt werden konnte, wie schnell wir Informationen vergessen. Ebbinghaus fand heraus, dass er bereits 20 Minuten, nachdem er eine Liste von Trigrammen auswendig gelernt hatte, fast die Hälfte davon wieder vergessen hatte. Einen Tag später hatte er zwei Drittel des ursprünglich Gelernten wieder vergessen. Obwohl es einige Vorbehalte gegen Ebbinghaus’ Erkenntnisse gibt, bleibt seine Kernaussage bestehen:
Vieles von dem, was man lernt, ist in weniger als einem Tag wieder vergessen. Aber warum?
Um diese Frage zu beantworten, wollen wir zunächst erklären, wie ein Gedächtnis überhaupt entsteht. Jede Region des menschlichen Neokortex, der dicht gefalteten Masse grauen Gewebes an der Außenseite des Gehirns, besteht aus einer riesigen Population von Nervenzellen: 86 Milliarden beim Erwachsenen. Um diese Zahl ins rechte Licht zu rücken: Das sind mehr als zehnmal so viele wie Menschen auf der Erde leben.
Neuronen sind die grundlegenden Arbeitseinheiten des Gehirns. Diese spezialisierten Zellen sind dafür verantwortlich, die Botschaften der Sinnesinformationen, die wir aus der Welt aufnehmen, an die verschiedenen Bereiche des Gehirns weiterzuleiten. Alles, was wir sehen, hören, riechen, schmecken und berühren, jeder Atemzug, jede Bewegung ist das Ergebnis der Kommunikation zwischen Neuronen. Wenn wir uns verlieben, wütend sind oder Hunger haben, ist das das Ergebnis der Kommunikation zwischen Neuronen. Neuronen können auch im Hintergrund arbeiten und wichtige Funktionen übernehmen, die wir gar nicht wahrnehmen, wie zum Beispiel das Pumpen unseres Herzens. Sie arbeiten sogar, während wir schlafen, und füllen unseren Kopf mit verrückten Träumen.
Die Neurowissenschaften arbeiten noch daran, genau zu verstehen, wie all diese Neuronen zusammenarbeiten, aber wir wissen bereits, dass es sechs Prinzipien gibt, die die Gehirnfunktion steuern. Im Wesentlichen funktionieren Neuronen wie eine Demokratie. So wie eine Person nur eine Stimme hat, um das Ergebnis einer Wahl zu beeinflussen, spielt ein einzelnes Neuron bei jeder Art von neuronaler Berechnung nur eine kleine Rolle. In einer Demokratie bilden wir politische Allianzen, um unsere individuellen Ziele voranzubringen, und Neuronen bilden ähnliche Allianzen, um Dinge im Gehirn zu erledigen. Der kanadische Neurowissenschaftler Donald Hebb, dessen Arbeit unser Verständnis davon, wie Neuronen zum Lernen beitragen, beeinflusst hat, nannte diese Allianzen Zellverbände.
In der Neurowissenschaft wie in der Politik kommt es auf die richtigen Kontakte an.
Um besser zu verstehen, wie das funktioniert, betrachten wir, was passiert, wenn ein Neugeborenes menschlicher Sprache ausgesetzt wird. Bevor Babys eine Sprache lernen, können sie zwar die Unterschiede zwischen den Lauten hören, aber sie wissen nicht, wie sie diese Laute sprachlich sinnvoll analysieren können. Glücklicherweise versucht unser Gehirn von Geburt an, das Gehörte zu verstehen und einen kontinuierlichen Strom von Schallwellen in einzelne Silben zu zerlegen. Was das Baby schließlich wahrnimmt, hängt von der Auswahl ab, die in den Bereichen des Gehirns getroffen wird, die Sprachlaute verarbeiten. Vielleicht hört das Baby ein Geräusch, aber es ist etwas laut im Raum, und es ist nicht klar, ob das Geräusch „Bad“ oder „Weg“ ist. Irgendwo in den Sprachzentren des Gehirns stimmt eine große Koalition von Neuronen für das Geräusch „Bad“, eine kleinere Koalition für „Pfad“ und eine noch kleinere Minderheit für andere Kandidaten. In weniger als einer halben Sekunde ist die Entscheidung gefallen und das Baby weiß, dass es Zeit für ein Bad ist.
Hier kommt das Lernen ins Spiel: Nach der Wahl arbeitet die siegreiche Koalition daran, ihre Basis zu stärken. Neuronen, die den siegreichen Ton nur schwach unterstützt haben, müssen möglicherweise in die Herde aufgenommen werden, und Neuronen, die nicht benötigt werden, müssen entfernt werden. Die Verbindungen zwischen den Neuronen, die den Ton unterstützt haben, werden gestärkt, und die Verbindungen zu den Neuronen, die für den falschen Ton gestimmt haben, werden geschwächt. Zu anderen Zeiten hört das Baby vielleicht jemanden laut das Wort „Weg“ sagen. Die Verbindungen zwischen den Neuronen, die „Pfad“ unterstützt haben, werden stärker, und die Verbindungen zu den Neuronen, die für das falsche Wort gestimmt haben, werden schwächer. Durch diese Umstrukturierungen nach der Wahl werden die Parteien stärker polarisiert; die Neuronen verbinden sich stärker mit den Parteien, die sie bereits unterstützt haben, und entfernen sich weiter von denen, die sie nur halbherzig unterstützt haben. Dadurch werden Wahlen immer effizienter, so dass das Ergebnis einer Wahl schon früh im Wahlprozess sichtbar wird.
Insbesondere das Gehirn von Kindern ist ständig in Bewegung und organisiert sich neu, um die Wahrnehmung der Umwelt zu optimieren. In den ersten Lebensjahren machen Babys große Fortschritte bei der Unterscheidung von Silben, so dass ein kontinuierlicher Strom von Lauten durch die ständige Neuorganisation der Verbindungen zwischen den Neuronen in verständliche Sprache umgewandelt werden kann. Wenn sich diese Neuronen jedoch zu Koalitionen zusammenschließen, um zwischen den Lauten zu unterscheiden, die das Baby hört, werden sie weniger empfindlich für Klangunterschiede, die es in dieser Sprache nicht gibt. Es ist, als würden die Neuronen zwischen einer kleinen Anzahl von Kandidaten auf der Grundlage einiger weniger Schlüsselmerkmale wählen.
Die Fähigkeit des Babys, die Verbindungen im Neokortex als Reaktion auf neue Erfahrungen zu verändern, wird als neuronale Plastizität bezeichnet. Die Abnahme der neuronalen Plastizität beim Übergang zum Erwachsenenalter ist bekannt, obwohl die Wissenschaft durch Zeitungsartikel und Fernsehsendungen, die die düstere Botschaft vermitteln, dass unsere Fähigkeit zur Plastizität mit zunehmendem Alter abnimmt, etwas verzerrt wurde. 6 Diese Botschaft wurde von Unternehmen ausgenutzt, die Produkte verkaufen, die diesen unvermeidlichen Rückgang aufhalten sollen. Richtig ist, dass sich die neuronalen Verbindungen, die sich um vertraute Laute herum bilden, ab dem zwölften Lebensjahr verfestigen und es schwieriger wird, neue Silbentypen so schnell zu lernen.
Aus diesem Grund kann es schwieriger sein, in den Vierzigern mit dem Lernen von Mandarin oder Hindi zu beginnen, als wenn man als Kind mit diesen Sprachen in Berührung gekommen wäre. Glücklicherweise ist das Gehirn von Erwachsenen immer noch sehr plastisch, ohne dass Pillen, Pulver oder Nahrungsergänzungsmittel nötig wären. Die Verbindungen in unserem Gehirn werden ständig neu geknüpft, um unsere Wahrnehmung, unsere Bewegungen und unser Denken zu verbessern, während wir mehr und mehr Erfahrungen sammeln. Darüber hinaus ist das Gehirn bemerkenswert plastisch, wenn du von der einfachen Wahrnehmung (was wir sehen, hören, fühlen, schmecken und riechen) zu höheren Funktionen übergehst (z. B. Urteilen, Bewerten und Problemlösen), und die neuronalen Entscheidungen sind hart umkämpft.
Angenommen, du bist eine Woche in Delhi, um Hindi zu lernen, und möchtest in einem Restaurant Wasser bestellen. Du hast dir das Wort erst vor einer Stunde eingeprägt, aber jetzt kannst du es nicht finden. Leider klingen viele Hindi-Wörter für dich gleich, bis du sie besser beherrschst. Die Zellgruppe für das gesuchte Wort (paani) ist noch nicht stark vernetzt und viele Neuronen haben sich geteilt und sind zwischen konkurrierenden Möglichkeiten hin- und hergerissen. Vor der gleichen Herausforderung stehen wir, wenn wir versuchen, uns an komplexere Erlebnisse zu erinnern, zum Beispiel an die gut organisierte Geburtstagsfeier unserer Tochter im Zoo.
Um an das zu gelangen, woran wir uns erinnern wollen, müssen wir den Weg zu den richtigen neuronalen Koalitionen finden, aber in vielen Fällen gibt es eine intensive Konkurrenz zwischen der Koalition, die die gesuchte Erinnerung enthält, und Koalitionen, die andere Erinnerungen repräsentieren, die wir gerade nicht brauchen. Manchmal ist die Konkurrenz nicht so schlimm, aber wenn viele Koalitionen ähnliche Erinnerungen repräsentieren, kann es zu heftigen Kämpfen kommen, ohne dass es einen klaren Sieger gibt. In der Gedächtnisforschung wird dieser Wettbewerb zwischen verschiedenen Erinnerungen als Interferenz bezeichnet, und Interferenz ist die Ursache für viele unserer alltäglichen Vergessensprozesse. Der Schlüssel zur Vermeidung von Interferenzen liegt darin, Erinnerungen zu bilden, die die Konkurrenz abwehren können, und glücklicherweise sind wir dazu in der Lage.
Aufmerksamkeit und Absicht
Stellen wir uns ein alltägliches Szenario vor. Du kommst von der Arbeit nach Hause, liest deine E-Mails auf dem Handy, steckst den Schlüssel ins Schloss und schliesst die Haustür auf. Beim Eintreten springt dich ein übermütiger, schlecht erzogener, kürzlich adoptierter Rettungshund an und macht dich mit seinem Speichel nass. Aus dem Zimmer deiner Tochter dröhnt laute Musik, und ein schrecklich eingängiger, synthesizerlastiger Popsong aus den Achtzigern bahnt sich seinen Weg in dein Gehirn. Müde gehst du in die Küche, wo dich ein ranziger Geruch daran erinnert, dass du vergessen hast, den Müll rauszubringen. Dann erinnert dich ein stechender Schmerz daran, dass du den Knöchel kühlen musst, den du dir vor ein paar Wochen verstaucht hast.
Versuche nun, dich zu erinnern, wo du die Schlüssel hingelegt hast, ohne zurückzuschauen. Wenn du dich daran erinnerst, sie im Schloss gelassen zu haben, ist das großartig, aber wenn es dir schwer fällt, dich zu erinnern, bist du nicht allein. Wahrscheinlich warst du durch viele andere Dinge abgelenkt. Wenn wir einer Flut von Informationen ausgesetzt sind, wird unsere Erinnerung an ein Ereignis verwirrend. Schlimmer noch: Wenn wir uns daran erinnern wollen, wo wir zuletzt unseren Schlüssel hingelegt haben, durchforsten wir unsere Erinnerungen an all die anderen Orte, an denen wir unseren Schlüssel hingelegt haben, und an all die verschiedenen Umstände, unter denen wir dies getan haben, sei es gestern Abend, letzte Woche oder letztes Jahr.
Das sind viele Störfaktoren. Und deshalb sind die Dinge, die wir so oft aus den Augen verlieren – Schlüssel, Telefon, Brille, Brieftasche, sogar unser Auto – auch die Dinge, die wir am häufigsten benutzen. Wie schaffen wir es, uns diese Dinge bei all der Konkurrenz zu merken?
Stell dir dein Gedächtnis wie einen Schreibtisch voller zerknüllter Zettel vor. Wenn du dein Online-Banking-Passwort auf einen dieser Zettel gekritzelt hättest, wäre es sehr mühsam und mit viel Glück verbunden, es wiederzufinden. Das ist der Herausforderung des Erinnerns nicht unähnlich. Wenn wir Erfahrungen machen, die mehr oder weniger gleich sind (wie die bedeutungslosen Trigramme, die Ebbinghaus sich nicht merken konnte), wird es exponentiell schwieriger, die richtige Erinnerung zu finden, wenn wir sie brauchen. Steht das Passwort dagegen auf einem rosa Post-it, fällt es zwischen all den anderen Notizen auf dem Schreibtisch auf und ist leicht zu finden. Genauso funktioniert das Gedächtnis. Die einprägsamsten Erlebnisse sind am leichtesten zu merken, weil sie sich von allem anderen abheben.
Wie schaffen wir es also, bestimmte Erinnerungen in unserem überfüllten Gedächtnis hervorzuheben? Die Antwort lautet: Aufmerksamkeit und Absicht.
Aufmerksamkeit ist die Art und Weise, wie unser Gehirn das, was wir sehen, hören und denken, priorisiert. Zu jeder Zeit können wir unsere Aufmerksamkeit auf eine Vielzahl von Dingen richten, die um uns herum geschehen. Allzu oft wird unsere Aufmerksamkeit von den Dingen um uns herum gefesselt. Im obigen Szenario hättest du dich vielleicht kurz auf deine Schlüssel konzentriert, bevor deine Aufmerksamkeit auf das gelenkt wurde, womit du konfrontiert wurdest, nachdem du die Tür geöffnet hattest. Selbst wenn du dich auf das Wichtigste konzentrierst, nämlich deine Schlüssel, hilft dir das nicht unbedingt dabei, eine klare Erinnerung zu schaffen, die alle anderen Störungen überwindet, die deine Aufmerksamkeit erregt haben (der freilaufende Hund, der seltsame Geruch des Mülls und der Lärm aus dem Zimmer deiner Tochter).
Hier kommt die Absicht ins Spiel. Um eine Erinnerung zu schaffen, die du später wiederfinden kannst, musst du deine Aufmerksamkeit absichtlich auf etwas Bestimmtes richten. Wenn du das nächste Mal einen Gegenstand ablegst, den du oft aus den Augen verlierst, z. B. deine Schlüssel, nimm dir einen Moment Zeit, um dich auf etwas zu konzentrieren, das zu diesem Zeitpunkt und an diesem Ort einzigartig ist, z. B. die Farbe der Arbeitsplatte oder den Stapel ungeöffneter Briefe neben den Schlüsseln. Mit ein wenig Achtsamkeit können wir der natürlichen Tendenz unseres Gehirns entgegenwirken, Dinge, die wir routinemäßig tun, auszublenden, und stärkere Erinnerungen aufbauen, die eine Chance haben, sich gegen all den störenden Lärm durchzusetzen.
Die zentrale Exekutive
Im Alltag gelingt es uns meist recht gut, uns auf das Wesentliche zu konzentrieren. Verantwortlich dafür ist ein Teil des Gehirns, der sich direkt hinter der Stirn befindet und als präfrontaler Cortex bezeichnet wird. Der präfrontale Cortex spielt eine wichtige Rolle bei unseren alltäglichen Gedächtnisleistungen und -fehlern und hat unter anderem die Aufgabe, uns beim zielgerichteten Lernen zu unterstützen.
Der präfrontale Cortex, der etwa ein Drittel der Oberfläche des menschlichen Gehirns ausmacht, wurde in der Geschichte der Neurowissenschaften lange Zeit missverstanden. In den 1960er Jahren entfernten Neurochirurgen routinemäßig den präfrontalen Kortex, um Schizophrenie, Depressionen, Epilepsie und alle Formen antisozialen Verhaltens zu behandeln. Diese brutale Prozedur, die als Frontallobotomie bekannt ist, wurde oft unter örtlicher Betäubung durchgeführt, wobei ein eispickelartiges chirurgisches Instrument hinter den Augäpfeln des Patienten eingeführt und so bewegt wurde, dass ein großer Teil des präfrontalen Cortex beschädigt wurde. Die gesamte Operation dauerte etwa zehn Minuten. Nach einer erfolgreichen Lobotomie – und viele waren erfolglos, was zu schweren Komplikationen und manchmal zum Tod führte – konnten die Patienten normal gehen und sprechen und schienen keine Amnesie zu haben, sondern waren ruhiger und fügsamer, als wären sie „geheilt“ worden. Tatsächlich hat die Frontallobotomie die Patienten in einen zombieähnlichen Zustand versetzt, apathisch, fügsam und antriebslos, anstatt die zugrunde liegende psychische Erkrankung zu behandeln.
Etwa zur gleichen Zeit begann eine kleine, aber engagierte Gruppe von Neurowissenschaftlern, die den präfrontalen Cortex (Teil einer größeren Region, die als Frontallappen bezeichnet wird) untersuchte, die Bedeutung dieses Bereichs des Gehirns zu erkennen. Sie stellten fest, dass eine Schädigung des präfrontalen Cortex zu Defiziten beim Denken und Lernen führte, seine Funktion aber rätselhaft blieb. In den 1960er bis 1980er Jahren erschienen Publikationen mit Titeln wie „Das Rätsel der Funktion des Frontallappens beim Menschen“, „Das Problem des Frontallappens“ und „Die Frontallappen: Unerforschte Provinzen des Gehirns“ und unterstrichen die rätselhafte Natur dieser Region.
Der präfrontale Cortex bekommt nicht die Aufmerksamkeit, die er verdient, wenn es um das menschliche Gedächtnis geht. Wenn du Bücher oder Zeitschriften über das Gedächtnis gelesen hast, bist du wahrscheinlich mit dem Hippocampus in Berührung gekommen. Dieser seepferdchenförmige Bereich in der Mitte deines Gehirns gilt als der Schlüsselbereich, der darüber entscheidet, ob du dich an etwas erinnerst oder es vergisst. Es stimmt, dass dieser Bereich des Gehirns eine wichtige Rolle für das Gedächtnis spielt. Aber obwohl der Hippocampus für die meisten Neurowissenschaftler die Hauptrolle spielt, liegt mir der präfrontale Cortex besonders am Herzen, da er eine Schlüsselrolle dabei spielt, zu bestimmen, was behalten wird und was verloren geht.
Früher lernten wir aus Lehrbüchern, dass der präfrontale Cortex und der Hippocampus zwei verschiedene Arten von Gedächtnissystemen im Gehirn sind. Der präfrontale Cortex wurde als „Arbeitsgedächtnissystem“ angesehen, das Informationen vorübergehend online hält, wie der RAM-Speicher in unseren Computern, während der Hippocampus als „Langzeitgedächtnissystem“ angesehen wurde, das es uns ermöglicht, Erinnerungen mehr oder weniger dauerhaft zu speichern, wie eine Festplatte. Einige Neurowissenschaftler stellten sich das Arbeitsgedächtnis als eine Art Sortierstation vor, die die von uns aufgenommenen Informationen speichert, bis sie entweder gelöscht oder an den Hippocampus weitergeleitet werden, wo sie im Langzeitgedächtnis gespeichert werden. Diese Sichtweise war jedoch zu vereinfachend und wurde der umfassenden Bedeutung des präfrontalen Cortex für alle Aspekte der Wahrnehmung nicht gerecht.
Mitte der 1990er Jahre begannen Forscher, bildgebende Verfahren einzusetzen, um herauszufinden, wie Hirnareale wie der präfrontale Cortex zum Arbeitsgedächtnis beitragen. Ein bildgebendes Verfahren, die Positronen-Emissions-Tomographie (PET), identifiziert Bereiche mit hoher Durchblutung im Gehirn, indem Personen Wasser mit einem radioaktiven Tracer injiziert wird, während sie in einem Scanner liegen, der mit Sensoren ausgestattet ist, die radioaktive Emissionen erkennen. Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass der Blutfluss im Gehirn in Bereichen erhöht war, die stark beansprucht wurden und viel Glukose benötigten, um weiter zu funktionieren. Die Wissenschaftler konnten diese Informationen nutzen, um das Gehirn zu kartieren, indem sie Menschen scannten, während sie Aufgaben ausführten, die verschiedene Fähigkeiten wie Wahrnehmung, Sprache und Gedächtnis erforderten.
Da es teuer und im Allgemeinen besser ist, Menschen keine radioaktiven Tracer zu injizieren, wurde die PET bald durch eine Technik namens funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ersetzt, mit der Forscher Magnetfeldänderungen messen können, die durch den Blutfluss verursacht werden (dank des eisenhaltigen Moleküls Hämoglobin, das auf Magnetfelder reagiert, wenn es keinen Sauerstoff transportiert).
Bei einer typischen fMRT-Studie liegt die Versuchsperson auf einer flachen Liege in einer Röhre mit einer Magnetfeldstärke von 1,5 oder 3 Tesla (das entspricht der dreißig- bis sechzigtausendfachen Stärke des Erdmagnetfelds). Die Kopfspule ist mit einem Spiegel ausgestattet, der so geneigt ist, dass die Versuchspersonen nach oben schauen und einen Videobildschirm sehen können. Außerdem erhalten sie einen Kasten mit Knöpfen, die sie drücken können, um während des Experiments zu antworten. Die Versuchspersonen tragen Ohrstöpsel, da der Scanner während der fMRT-Datenerfassung einen lauten, konstanten Piepton abgibt. Ich weiß, dass sich das furchtbar unangenehm anhört, aber für mich ist es das nicht.
Um das Arbeitsgedächtnis mit Hilfe der fMRT zu untersuchen, können Forscher dem Probanden im Scanner eine Reihe von Zahlen zeigen, wobei sich der Proband an die letzte Zahl auf dem Bildschirm erinnern muss. Jedes Mal, wenn eine neue Zahl angezeigt wird, muss der Proband entscheiden, ob diese Zahl mit der zuletzt angezeigten übereinstimmt. Der Test erfordert Arbeitsgedächtnis, da sich die Testperson nur die zuletzt angezeigte Zahl merken muss und diese dann in Erwartung der nächsten Zahl zugunsten der neuen Zahl verwerfen muss. In Variationen des Tests ließen die Experimentatoren die Versuchspersonen die letzten beiden Zahlen im Gedächtnis behalten und so weiter. Je mehr Zahlen sich die Probanden merken mussten, desto mehr Aktivität war im präfrontalen Cortex zu beobachten. Dies schien ein guter Beweis dafür zu sein, dass der präfrontale Cortex eine Rolle bei der vorübergehenden Speicherung von Informationen spielt.
Umfassende Studien der letzten Jahrzehnte haben gezeigt, dass Menschen ohne funktionierenden präfrontalen Cortex gut zurechtkommen, wenn sie klare Anweisungen erhalten und nicht abgelenkt werden. Sie haben jedoch Probleme, wenn sie spontan Gedächtnisstrategien anwenden oder eine Aufgabe erledigen müssen, während irrelevante Dinge um ihre Aufmerksamkeit konkurrieren. Diese Beobachtungen haben mich davon überzeugt, dass, obwohl der präfrontale Cortex nicht für das Gedächtnis „verantwortlich“ ist, eine Schädigung des präfrontalen Cortex das Gedächtnis von Menschen in der realen Welt beeinträchtigt.
Darüber hinaus schlossen diese Studien die Lücke zwischen dem, was in wissenschaftlichen Arbeiten diskutiert wurde, und dem, was wir in der Klinik sahen. Die Lehrbuchmeinung, dass das Gehirn aus spezialisierten Gedächtnissystemen besteht, von denen jedes für eine andere Art von Aufgabe geeignet ist, wurde dem Gesamtbild nicht gerecht. Der präfrontale Cortex ist nicht ausschließlich auf einen bestimmten Gedächtnistyp spezialisiert. Stattdessen unterstützten fMRI-Studien und Beobachtungen an Patienten eine andere Theorie, nach der der präfrontale Cortex die „zentrale Exekutive“ des Gehirns ist.
Diese Theorie lässt sich am besten verstehen, wenn man sich das Gehirn als ein großes Unternehmen vorstellt. In einem großen Unternehmen gibt es viele spezialisierte Abteilungen: Technik, Buchhaltung, Marketing, Vertrieb und so weiter. Die Aufgabe des CEO – des Vorstandsvorsitzenden – besteht nicht darin, ein Spezialist zu sein, sondern das Unternehmen zu leiten, indem er die Aktivitäten all dieser Abteilungen koordiniert, damit alle auf ein gemeinsames Ziel hinarbeiten. In ähnlicher Weise haben verschiedene Regionen des menschlichen Gehirns relativ spezialisierte Funktionen, und die Aufgabe des präfrontalen Cortex besteht darin, als zentrale Exekutive zu fungieren und die Aktivitäten dieser Netzwerke im Dienste eines gemeinsamen Ziels zu koordinieren.
Pflege und Ernährung des präfrontalen Cortex
Der präfrontale Cortex fasziniert mich, weil die Gedächtnisprobleme von Patienten mit Schädigungen des Frontalhirns in direktem Zusammenhang mit den Gedächtnisproblemen stehen, die viele von uns im Alltag haben. Selbst wenn keine körperliche Schädigung vorliegt, können viele Faktoren die Funktion des präfrontalen Cortex beeinträchtigen, was zu erheblichen Gedächtnisproblemen führen kann. Beispielsweise wurden Menschen zur Untersuchung auf eine mögliche Alzheimer-Erkrankung in eine Klinik überwiesen, doch bei der weiteren Untersuchung stellte sich heraus, dass sie klinisch depressiv waren. Bei älteren Erwachsenen kann eine Depression dem Frühstadium von Alzheimer sehr ähnlich sein. Im Kernspintomographen zeigten sich zwar keine offensichtlichen Hirnschäden, aber die kognitiven Fähigkeiten waren nicht viel besser als bei jemandem mit einer Schädigung des präfrontalen Cortex.
Der präfrontale Cortex ist einer der letzten Bereiche des Gehirns, der reift, und seine Verbindungen mit dem Rest des Gehirns werden während der gesamten Adoleszenz kontinuierlich angepasst. Obwohl Kinder schnell lernen, fällt es ihnen schwer, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren, da sie leicht abgelenkt werden. Dies ist ein noch größeres Problem für Kinder mit ADHS (Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung), die in der Schule Probleme haben, nicht weil sie nicht verstehen, sondern weil sie Schwierigkeiten haben, im Unterricht aufmerksam zu sein, effektive Lerngewohnheiten zu entwickeln und Strategien anzuwenden, die ihnen helfen, in Tests gute Leistungen zu erbringen. Vieles deutet darauf hin, dass ADHS mit einer atypischen Aktivität im präfrontalen Cortex zusammenhängt.
Der präfrontale Cortex ist auch einer der ersten Bereiche, die mit zunehmendem Alter abnehmen, was dazu führt, dass wir uns vergesslicher fühlen. Glücklicherweise liegt das Problem bei den meisten älteren Menschen nicht in unserer Fähigkeit, Erinnerungen zu bilden, sondern darin, dass Veränderungen in unserer Fähigkeit, unsere Aufmerksamkeit zu fokussieren, zu Veränderungen in der Art und Weise führen, wie wir uns an ein Ereignis erinnern. Zum Beispiel kann es sein, dass man sich nicht mehr an den Namen einer Person erinnern kann, die man auf der Hochzeit seines Cousins getroffen hat, obwohl man sich an alle möglichen anderen Informationen über dieses Treffen erinnern kann – dass er Sommersprossen hatte oder eine leuchtend gelbe Fliege trug oder dass er nicht aufhören konnte, von einer Reise nach Nashville zu erzählen.
Diese Tendenz, sich an Unwichtiges auf Kosten von Wichtigem zu erinnern, nimmt mit dem Alter zu. Viele Studien haben gezeigt, dass ältere Erwachsene sich schlechter an Dinge erinnern können als jüngere, wenn sie aufmerksam sein und Ablenkungen ignorieren müssen, aber sie können genauso gut oder manchmal sogar besser als jüngere Erwachsene sein, wenn es darum geht, sich an ablenkende Informationen zu erinnern. Auch wenn wir älter werden, können wir immer noch lernen, aber es fällt uns schwerer, uns auf die Details zu konzentrieren, die wir uns merken wollen, und wir lernen oft Dinge, die möglicherweise irrelevant sind.
Unabhängig vom Alter gibt es eine Vielzahl von Faktoren, die zu dem Gefühl führen können, dass der präfrontale Cortex verbrannt ist. In der modernen Welt ist Multitasking wahrscheinlich der häufigste Auslöser. Unsere Gespräche, Aktivitäten und Besprechungen werden regelmäßig durch Textnachrichten und Telefonanrufe unterbrochen, und oft verschlimmern wir das Problem noch, indem wir unsere Aufmerksamkeit auf mehrere Ziele gleichzeitig richten. Sogar Neurowissenschaftler sind nicht immun gegen Multitasking – heutzutage findet man bei fast jeder akademischen Vorlesung Wissenschaftler im Publikum, mich eingeschlossen, die mit ihren Laptops abwechselnd der Vorlesung zuhören und E-Mails beantworten. Viele Menschen sind sogar stolz auf ihre Fähigkeit zum Multitasking, aber zwei Dinge gleichzeitig zu tun, hat fast immer seinen Preis – und letztlich kann das Gehirn das nicht.
Der präfrontale Cortex hilft uns, uns auf das zu konzentrieren, was wir tun müssen, um unsere Ziele zu erreichen, aber diese wunderbare Fähigkeit wird überfordert, wenn wir schnell zwischen verschiedenen Zielen hin- und herwechseln. Tatsächlich konnten meine Kollegen und ich zeigen, dass „Medien-Multitasking“ – das Hin- und Herschalten zwischen verschiedenen Medienströmen wie Textnachrichten und E-Mails – das Gedächtnis beeinträchtigt. Darüber hinaus sind bestimmte Teile des präfrontalen Cortex bei Menschen, die viel Medien-Multitasking betreiben, im Durchschnitt ausgedünnt. Es bedarf weiterer Forschung, um zu verstehen, ob die frontale Dysfunktion eine Ursache oder eine Folge des Multitaskings ist, aber die Botschaft ist in jedem Fall die gleiche. Wie mein Freund und einer der weltweit führenden Experten auf dem Gebiet des präfrontalen Cortex, MIT-Professor Earl Miller, zu sagen pflegt:
„Multitasking gibt es nicht. Am Ende wechselt man nur zwischen verschiedenen Aufgaben hin und her, die man schlecht erledigt“.
Auch verschiedene Gesundheitsprobleme können die präfrontale Funktion beeinträchtigen. Bluthochdruck und Diabetes zum Beispiel können die weiße Substanz des Gehirns schädigen – die Faserbahnen, die es den Hirnarealen ermöglichen, miteinander zu kommunizieren. Meine Kollegen und ich haben festgestellt, dass altersbedingte Schäden an der weißen Substanz den präfrontalen Kortex vom Rest des Gehirns zu isolieren scheinen – man stelle sich vor, der CEO wäre allein in einem Raum ohne Telefon oder Internetzugang eingesperrt.
Infektionen können durch entzündliche Prozesse, die sich im Gehirn manifestieren, ähnliche Auswirkungen haben. Zum Beispiel litten Menschen, die zu Beginn der Pandemie mit COVID-19 infiziert waren, an einem Verlust der exekutiven Funktionen wie Aufmerksamkeit und Gedächtnis, zusammen mit Veränderungen der Gehirnstruktur in Teilen des präfrontalen Cortex. Veränderungen in der präfrontalen Funktion können für den “Gehirnnebel” (auch bekannt als “Long COVID”) verantwortlich sein, über den sowohl Personen, die über einen längeren Zeitraum infiziert waren, als auch Personen mit anderen infektionsbedingten Störungen wie dem chronischen Müdigkeitssyndrom berichten.
Die Art und Weise, wie wir unsere geistige und körperliche Gesundheit vernachlässigen, kann unseren präfrontalen Cortex vorübergehend auslöschen. Schlafmangel kann beispielsweise verheerende Auswirkungen auf den präfrontalen Cortex und das Gedächtnis haben. Auch Alkohol wirkt sich auf den präfrontalen Cortex aus, und Studien zeigen, dass diese Auswirkungen noch Tage nach einem Alkoholexzess anhalten können. Auch Stress kann die Funktion des präfrontalen Cortex beeinträchtigen. Wer nach einer stressigen Arbeitswoche die ganze Nacht aufbleibt, um zu trinken und sich auf Nachrichtenseiten im Internet die Welt untergehen zu lassen, muss sich nicht wundern, wenn er am Wochenende mit einem vernebelten Gehirn dasteht.
Glücklicherweise können wir einiges tun, um die Funktion des präfrontalen Cortex zu verbessern, auch wenn es nicht unbedingt das ist, was man erwarten würde. Dein Gehirn ist ein Teil deines Körpers, daher ist alles, was du für deinen Körper tust, auch gut für dein Gehirn und damit für dein Gedächtnis. Schlaf, Bewegung und gesunde Ernährung – alles Dinge, die gut für deine körperliche und geistige Gesundheit sind – sind auch gut für deinen präfrontalen Cortex. Aerobes Training wie Laufen erhöht die Ausschüttung von Gehirnchemikalien, die die Plastizität fördern, verbessert das Gefäßsystem, das das Gehirn mit Energie und Sauerstoff versorgt, und reduziert Entzündungen und die Anfälligkeit für zerebrovaskuläre Erkrankungen und Diabetes. Darüber hinaus verbessert körperliche Aktivität den Schlaf und reduziert Stress – zwei der wichtigsten Faktoren, die ansonsten unsere präfrontalen Ressourcen schwächen könnten.
All diese Faktoren können zusammengenommen einen Unterschied bei der Aufrechterhaltung der Gedächtnisfunktionen während des Alterungsprozesses bewirken. Eine besonders beeindruckende Studie, in der die Gedächtnisleistung von mehr als 29.000 Teilnehmern untersucht wurde, zeigte, dass Menschen, deren Lebensstil einige der oben beschriebenen Faktoren beinhaltete, ihre Gedächtnisleistung über einen Zeitraum von zehn Jahren besser aufrechterhalten konnten.
Achtsame Erinnerungen
Die selektive Natur des Gedächtnisses bedeutet, dass unser Leben – die Menschen, denen wir begegnen, die Dinge, die wir tun, die Orte, die wir besuchen – unweigerlich auf Erinnerungen reduziert wird, die nur einen kleinen Teil dieser Erfahrungen abdecken. Anstatt die Selektivität des Gedächtnisses in dem vergeblichen Versuch zu bekämpfen, sich an mehr zu erinnern, können wir akzeptieren, dass wir zum Vergessen geschaffen sind, und unsere Aufmerksamkeit bewusst darauf richten, uns an das Wesentliche zu erinnern.
Die meisten von uns wissen, wie es ist, wenn man Schwierigkeiten hat, sich den Namen einer Person zu merken, die man gerade erst kennen gelernt hat. Es ist erstaunlich, dass uns das überhaupt gelingt, denn die Verbindung zwischen einem Namen und einem Gesicht ist an sich nicht aussagekräftig. Strategien wie das einfache Wiederholen des Namens können ein wenig helfen, aber dieser Ansatz reicht oft nicht aus, weil er diese Verbindung nicht hervorhebt. Um erfolgreich zu sein, muss man sich bewusst auf die richtigen Informationen konzentrieren, so dass man beim nächsten Mal, wenn man dieses Gesicht sieht, einen Anhaltspunkt hat, um sich an den Namen dieser Person zu erinnern. Wenn du zum Beispiel auf einer Party jemanden triffst, der Rio heißt, kannst du diesen Namen mit der brasilianischen Großstadt in Verbindung bringen. Der Sinn dieser Strategien besteht darin, bewusst bedeutungsvolle Verbindungen herzustellen, die es uns ermöglichen, zu den Erinnerungen zurückzukehren, an denen wir festhalten wollen.
Ein anderes Beispiel: Als Videokameras kleiner und tragbarer wurden, haben wir sie genutzt, um besondere Momente festzuhalten. Leider hatten diese Momente hinter der Kamera ihren Preis. Das Problem liegt aber nicht so sehr in der Technik, sondern darin, dass wir unsere Erlebnisse durch das Objektiv einer Kamera filtern. Wenn wir ein Foto oder ein Video aufnehmen, neigen wir dazu, uns auf die Aspekte einer Erfahrung zu konzentrieren, die unsere Erinnerung an visuelle Details verbessern, auf Kosten derer, die uns in das Ereignis eintauchen lassen, wie Geräusche, Gerüche, Gedanken und Gefühle. Das unreflektierte Dokumentieren von Ereignissen kann dazu führen, dass wir uns von den Anhaltspunkten trennen, die wir brauchen, um die Art von unverwechselbaren Erinnerungen zu schaffen, die uns helfen, uns über Störungen zu erheben.
Glücklicherweise wirkt sich das Fotografieren oder Filmen nicht immer negativ auf das Erinnerungsvermögen aus. Der optimale Ansatz besteht darin, die Bedürfnisse des erlebenden Selbst und des erinnernden Selbst in Einklang zu bringen. Mit ein wenig Achtsamkeit können Kameras zu unserem Vorteil eingesetzt werden, um Erinnerungen zu formen oder sogar zu kuratieren, die wir später wieder aufleben lassen können. Wenn ich auf Reisen bin, verbringe ich meine Zeit nicht gerne damit, inszenierte Porträts zu machen oder Landschaften und Sehenswürdigkeiten zu fotografieren, weil diese Aktivitäten mich von meiner Erfahrung ablenken. Stattdessen fotografiere ich gerne lachende, überraschte oder in Gedanken versunkene Menschen oder ungewöhnliche Highlights wie ein unfreiwillig komisches Schild oder eine farbenfrohe Statue. Indem ich einige ausgewählte, unverwechselbare „Momente“ dokumentiere, kann ich mich ganz auf die Reise einlassen und auf das achten, was um mich herum geschieht. Wenn ich mir diese besonderen Fotos ansehe, erinnere ich mich an die Teile der Reise, die ich noch einmal erleben möchte, und umgekehrt bleiben viele der weniger angenehmen Aspekte der Reise wie Menschenmassen, Warteschlangen und Staus verschwommen.
Das Leben ist kurz. Die Flüchtigkeit der Erinnerung kann das Leben noch kürzer erscheinen lassen. Wir neigen dazu, das Gedächtnis als etwas zu betrachten, das es uns ermöglicht, an der Vergangenheit festzuhalten, aber in Wirklichkeit ist das menschliche Gehirn für mehr als nur ein Archiv unserer Erfahrungen konzipiert. Vergessen ist kein Versagen des Gedächtnisses, sondern eine Folge von Prozessen, die es unserem Gehirn ermöglichen, Informationen zu priorisieren, die uns helfen, uns in der Welt zurechtzufinden und sie zu verstehen. Wir können eine aktive Rolle im Umgang mit dem Vergessen spielen, indem wir in der Gegenwart bewusste Entscheidungen treffen, um eine Fülle von Erinnerungen zu sammeln, die wir in die Zukunft mitnehmen können.