Wie das menschliche Gedächtnis funktioniert und warum das Gehirn vergisst

Von der Wahrnehmung zur Langzeitspeicherung

Das Gedächtnis ist kein einzelner Prozess, sondern mehrere unterschiedliche Stadien — Kodierung, Speicherung und Abruf — wie die Cleveland Clinic erklärt. Das Sinnesgedächtnis hält Roheingaben von Augen, Ohren, Haut, Nase und Zunge nur für ein paar Sekunden, bevor es verblasst oder in das Kurzzeitgedächtnis übergeht, erklärt die Klinik.

Das Kurzzeitgedächtnis, das den präfrontalen Kortex einbezieht, hat eine begrenzte Kapazität und Dauer — es hält von einigen Sekunden bis zu Minuten an, es sei denn, Informationen werden wiederholt oder in Chunks zusammengefasst, wie die Cleveland Clinic angibt. Spezifischere Schätzungen stammen aus der klassischen psychologischen Forschung, die von Simply Psychology zusammengefasst wurde: George Miller schlug 1956 vor, dass sie etwa sieben Elemente, plus oder minus zwei, speichert, und Experimente mit der Brown-Peterson-Aufgabe stellten fest, dass nicht wiederholte Informationen innerhalb von etwa 15 bis 30 Sekunden verblassen. Informationen, die als wichtig erachtet werden, können dann in das Langzeitgedächtnis übergehen, das von der Cleveland Clinic als ein Speicher ohne bekannte Grenzen beschrieben wird, der Fakten, Ereignisse, Fähigkeiten und Gewohnheiten für Jahre speichern kann, die grob in deklaratives Gedächtnis (Fakten und Episoden) und prozedurales Gedächtnis (Fähigkeiten und Gewohnheiten) aufgeteilt sind.

Wie ein Gedächtnis physisch aufgebaut wird

Nach dem Queensland Brain Institute der University of Queensland ist eine Erinnerung die Reaktivierung einer spezifischen Gruppe von Neuronen, die durch anhaltende Veränderungen der Stärke der Verbindungen zwischen ihnen hervorgerufen werden. Wenn ein Neuron ein anderes wiederholt auslöst, verstärkt sich ihre Verbindung durch einen Prozess namens Langzeitpotenzierung, während selten verwendete Verbindungen schwächer werden oder verschwinden, erklärt das Institut.

Der Hippocampus in den Schläfenlappen des Gehirns ist der wichtigste Hub für die Bildung von episodischen und deklarativen Erinnerungen, wie sowohl die Cleveland Clinic als auch das Queensland Brain Institute festhalten. QBI fügt hinzu, dass der Hippocampus die Neurogenese — die Entstehung neuer Neuronen — unterstützt, die Studien bei Mäusen mit besserer Gedächtnisleistung verbinden, und dass bei Menschen die Bewegung, die mit einem größeren Hippocampus-Volumen verbunden ist, mit stärkerer Leistung bei Gedächtnisaufgaben verbunden ist. Der Schlaf spielt auch eine direkte Rolle: Während des Tiefschlafes, erklärt QBI, spielen Hippocampus-Neuronen die Erfahrungen des Tages in komprimierten Sequenzen in einem Dialog mit dem Neokortex ab, der hilft zu entscheiden, welche Details langfristig gespeichert werden, und unzureichender Schlaf unterbricht diesen Prozess.

Warum das Gehirn vergisst

Eine der ältesten Erklärungen, die Spurenzerfallstheorie, besagt, dass eine Gedächtnisspur automatisch mit der Zeit verblasst, wenn sie ungenutzt bleibt — eine Idee, die auf frühen Experimenten von Brown im Jahr 1958 und von Peterson und Peterson im Jahr 1959 zurückgeht, wie Simply Psychology berichtet. Kritiker der Theorie weisen darauf hin, dass sie Schwierigkeiten hat zu erklären, warum Menschen sich lebhaft an entfernte Ereignisse erinnern können, an die sie jahrelang nicht gedacht haben.

Eine zweite Begrenzung ist einfache Kapazität. Der Psychologe George Miller schlug 1956 vor, dass das Kurzzeitgedächtnis etwa sieben Elemente, plus oder minus zwei, speichert; sobald diese Kapazität gefüllt ist, können neue Informationen das bereits Vorhandene verdrängen, wie Simply Psychology anmerkt und sich dabei auf die Experimente von Waugh und Norman von 1965 bezieht, die zeigten, dass der Rückruf verschlechterte, wenn mehr Ziffern zwischen Lernen und Testen intervenierten. Im Langzeitgedächtnis besagt die Interferenztheorie, dass ähnliche Erinnerungen miteinander konkurrieren: Proaktive Interferenz tritt auf, wenn altes Lernen neues Lernen stört, und retroaktive Interferenz tritt auf, wenn neues Lernen den Rückruf früherer Materialien stört — ein Muster, das Underwood und Postman 1960 demonstrierten, indem sie zeigten, dass das Lernen einer zweiten Wortliste den Rückruf einer früheren beeinträchtigte.

Eine dritte Erklärung ist Abruffehler, auch Hinweisabhängiges Vergessen genannt: Informationen bleiben gespeichert, können aber ohne den richtigen Hinweis nicht zugegriffen werden. Tulving und Pearlstone zeigten 1966, dass die Bereitstellung von Kategorienamen den Rückruf von Wörtern, die als vergessen erschienen, stark verbesserte. Kontext spielt auch eine Rolle — Baddeleys Studie von 1975 an Tauchern stellte fest, dass sie sich etwa 40% mehr Wörter merkten, wenn sie in derselben Umgebung getestet wurden, an Land oder unter Wasser, wo sie sie zunächst gelernt hatten, und Goodwin und Kollegen berichteten 1969, dass der Rückruf auch vom physiologischen Zustand abhängen kann, wie Alkoholvergiftung zum Zeitpunkt des Lernens im Vergleich zum Testen.

Eine vierte Ursache ist ein Zusammenbruch der Konsolidierung selbst. Simply Psychology zitiert den Fall des Patienten H.M., der nach einer 1953-Operation, die seinen Hippocampus beschädigte, ein normales Kurzzeitgedächtnis behielt, aber die Fähigkeit verlor, neue Langzeiterinnerungen zu bilden — ein Beweis, dass der Hippocampus erforderlich ist, um Kurzzeitgedächtnis in dauerhafte Erinnerungen umzuwandeln.

Messung des Vergessens: Die Ebbinghaus-Kurve

1885 veröffentlichte der deutsche Psychologe Hermann Ebbinghaus die erste systematische Studie zum Vergessen und testete sich selbst an Tausenden von Listen mit bedeutungslosen dreigliedrigen Silben, um einen Einfluss des vorherigen Wissens auszuschließen. Er maß das Vergessen als "Ersparnis" — wie viel schneller er eine Liste erneut erlernen konnte, verglichen mit dem ersten Mal — in Intervallen von 20 Minuten bis 31 Tagen.

Diese Zahlen stammen aus einer 2015er Replikation, die in PLOS One von Jaap Murre und Joeri Dros von der Universität Amsterdam veröffentlicht wurde, die Ebbinghaus' Methode mit einem einzelnen Versuchsteilnehmer wiederholten, der 70 Listen mit Silben über 75 Tage hinweg erlernte. Die Autoren berichteten von einer "bemerkenswerten Ähnlichkeit" mit dem Original von 1885, obwohl mit niedrigerem Rückruf bei der 31-Tage-Marke, einen Unterschied, den sie teilweise auf längere Lernzeiten zurückführten, die während des modernen Experiments verwendet wurden.