Das Gehirn erstellt drei Kopien für eine einzige Erinnerung
Die Fähigkeit, Erfahrungen in Erinnerungen zu verwandeln, ermöglicht es uns, aus der Vergangenheit zu lernen und das Gelernte als Modell zu nutzen, um auf neue Situationen angemessen zu reagieren. Da sich die Welt um uns herum verändert, kann dieses Gedächtnismodell nicht einfach ein festes Archiv der guten alten Zeit sein. Es muss vielmehr dynamisch sein, sich im Laufe der Zeit verändern und an neue Umstände anpassen, um uns zu helfen, die Zukunft besser vorherzusagen und die beste Vorgehensweise zu wählen. Wie das Gehirn die Dynamik eines Gedächtnisses regulieren kann, war ein Rätsel - bis man mehrere Gedächtniskopien entdeckte.
Frühgeborene Neuronen (magenta) im Hippocampus erstellen eine lang anhaltende Kopie einer Erinnerung.
Biozentrum, University of Basel
Die Forschungsgruppe von Professor Flavio Donato am Biozentrum der Universität Basel untersucht anhand von Mausmodellen, wie Erinnerungen im Gehirn gespeichert werden und wie sie sich im Laufe des Lebens verändern. Sein Team hat nun herausgefunden, dass im Hippocampus, einer Hirnregion, die für das Lernen aus Erfahrungen verantwortlich ist, ein einzelnes Ereignis in parallelen Gedächtniskopien in mindestens drei verschiedenen Gruppen von Neuronen gespeichert wird, die in unterschiedlichen Stadien der Embryonalentwicklung entstehen.
Gedächtniskopien kommen und gehen und verändern sich mit der Zeit
Die Neuronen, die während der Entwicklung als erste auftauchen, sind für die langfristige Persistenz eines Gedächtnisses verantwortlich. Auch wenn ihre Gedächtniskopie zunächst zu schwach ist, um vom Gehirn abgerufen zu werden, wird sie mit der Zeit immer stärker. Auch beim Menschen kann das Gehirn auf ein solches Gedächtnis erst einige Zeit nach seiner Kodierung zugreifen.
Im Gegensatz dazu ist die Gedächtniskopie desselben Ereignisses, die von den spät geborenen Neuronen erstellt wird, anfangs sehr stark, lässt aber mit der Zeit nach, so dass das Gehirn auf eine solche Kopie nicht mehr zugreifen kann, wenn man lange genug wartet. In der Mitte, bei den Neuronen, die im Laufe der Entwicklung zwischen den beiden Extremen entstehen, konnte eine stabilere Kopie beobachtet werden.
Überraschenderweise könnte die Frage, welche Kopie verwendet wird, auch damit zusammenhängen, wie leicht es ist, ein Gedächtnis zu verändern - oder es zu nutzen, um ein neues zu schaffen. Die Erinnerungen, die von den spätgeborenen Neuronen für kurze Zeit nach dem Erwerb gespeichert werden, können verändert und neu geschrieben werden. Das bedeutet, dass die Erinnerung an eine Situation kurz nach ihrem Eintreten die spätgeborenen Neuronen dazu anregt, aktiv zu werden und aktuelle Informationen in das ursprüngliche Gedächtnis zu integrieren. Erinnert man sich dagegen nach längerer Zeit an dasselbe Ereignis, werden die frühgeborenen Neuronen wieder aktiviert, um ihre Kopie abzurufen, aber das zugehörige Gedächtnis kann nicht mehr so leicht verändert werden. "Wie dynamisch Erinnerungen im Gehirn gespeichert werden, ist ein Beweis für die Plastizität des Gehirns, die seine enorme Gedächtniskapazität untermauert", sagt Erstautor Vilde Kveim.
Flexible Erinnerungen ermöglichen angemessenes Verhalten
Das Forschungsteam von Flavio Donato hat damit gezeigt, dass die Aktivierung bestimmter Gedächtniskopien und deren zeitliche Abstimmung erhebliche Auswirkungen darauf haben könnte, wie wir uns erinnern, unsere Erinnerungen verändern und nutzen. "Die Herausforderung, der sich das Gehirn beim Erinnern gegenübersieht, ist ziemlich beeindruckend. Einerseits muss es sich daran erinnern, was in der Vergangenheit geschehen ist, damit wir uns in der Welt, in der wir leben, zurechtfinden können. Andererseits muss es sich an die Veränderungen um uns herum anpassen, und das muss auch unser Gedächtnis, damit wir die richtigen Entscheidungen für unsere Zukunft treffen können", sagt Flavio Donato.
Persistenz durch Dynamik ist ein heikler Balanceakt, den wir jetzt vielleicht vollständig verstehen können. Die Forscher hoffen, dass das Verständnis dessen, was die Kodierung und Veränderung von Erinnerungen im Gehirn antreibt, eines Tages dazu beitragen könnte, jene Erinnerungen zu mildern, die unser tägliches Leben auf krankhafte Weise beeinträchtigen, oder solche, die wir für immer verloren glaubten, zurückzubringen.
Die Fähigkeit, Erfahrungen in Erinnerungen zu verwandeln, ermöglicht es uns, aus der Vergangenheit zu lernen und das Gelernte als Modell zu nutzen, um auf neue Situationen angemessen zu reagieren. Da sich die Welt um uns herum verändert, kann dieses Erinnerungsmodell nicht einfach ein festes Archiv der guten alten Zeit sein. Es muss vielmehr dynamisch sein, sich im Laufe der Zeit verändern und an neue Umstände anpassen, um uns zu helfen, die Zukunft besser vorherzusagen und die beste Vorgehensweise zu wählen. Wie das Gehirn die Dynamik eines Gedächtnisses regulieren kann, war ein Rätsel - bis man mehrere Gedächtniskopien entdeckte.
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