Gedächtnisforschung

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Gedächtnisforschung

Gehirnforschung – Gedächtnisforschung

News/Forschungsartikel, die sich mit dem Abruf von Gedächtnisinhalten und den Erinnerungen im Allgemeinen beschäftigen. Das Gedächtnis hat die Aufgabe Informationen aufzunehmen, zu speichern und abzurufen.

Theta-Wellen verbessern das Erinnern

Gedächtnis abhängig vom Level der Gehirnwellen? Die Fähigkeit, sich an Dinge zu erinnern, kann variieren, abhängig von den Niveaus von bestimmten Gehirnwellen, sagt eine neue Studie.

“Es wird angenommen, dass der Prozess, eine Erinnerung aufzurufen durch externe Anreize gegeben wird, aber wir stellten fest, dass die Niveaus der Gehirntätigkeit, bevor Erinnerungen hochkamen mit dem Gedächtnis in Beziehung gesetzt wurden”, sagte Charan Ranganath, Professor des Center for Neuroscience und des Psychologie Fachbereichs der University of California, Davis in einer Universitätspressemitteilung.

Theta-Wellen

Theta-Wellen verbessern Gedächtnisleistung

Die Forscher maßen die Niveaus von, Theta Oszillationen genannten, Gehirnwellen in den Gehirnen von Freiwilligen, während eines Tests in welchem sie eine Serie von Wörtern mit einem verwandten Kontext auswendig lernen mussten. Theta Wellen können gemessen werden, wenn das Gehirn grade etwas überwacht.

Die Freiwilligen verbesserten ihre Leistung beim Erinnern, wenn sie hohe Niveaus von Theta Wellen hatten unmittelbar bevor sie sich an ein Wort erinnern sollten.

Gehirn wartet nicht auf Reize von außen

Die Befunde, herausgegeben am 13. Juni in Proceedings of the National Academy of Sciences, scheinen die Annahme zu widerlegen, dass das Gehirn darauf wartet, auf die Außenwelt zu reagieren, laut Ranganath.

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Das Forscherteam untersucht jetzt, ob es Menschen möglich ist, ihr Gehirn absichtlich in einen besseren Zustand für Erinnerungen zu versetzen – diese Forschung könnte zu neuen Behandlungen bei Amnesie / Gedächtnisverlusten führen, sagen sie.

Gedächtnis verbessern durch an Gehirnwellen angepaßte Töne

Eine neue Forschungsstudie bestätigt, dass langsame Oszillationen in der Gehirnaktivität, die während des sogenannten Slow-Wave-Sleep oder Tiefschlafs auftreten, für das Gedächtnis entscheidend sind.

Synchronisierte Klänge

Gehirnwellen des Tiefschlafs

Die Forscher entdeckten auch, dass das Spielen von Klängen, Tönen, die auf den Rhythmus dieser langsamen Gehirnoszillationen bei schlafenden Menschen abgestimmt sind, die Oszillationen und das Gedächtnis verbessern.

Die Experten glauben, dass diese Befunde eine leichte und noninvasive Möglichkeit aufzeigen könnten, die menschliche Gehirnaktivität zu beeinflussen, so dass Schlaf und Gedächtnis auf diese Weise verbessert werden könnten.

“Die Schönheit liegt in der Einfachheit, um akustische Stimulation durch niedrige Intensität zu erreichen – ein Ansatz, der sowohl praktisch als auch ethisch ist, wenn zum Beispiel mit elektrischer Stimulation verglichen”, sagt Mitautor Dr. Jan Born.

Verbesserung des Gedächtnisses

Dr. Born und seine Kollegen führten ihre Tests mit 11 Personen in verschiedenen Nächten durch, während deren sie Stimulation durch die synchronisierten Klänge oder vorgetäuschte Stimulation erfuhren.

Wenn den Freiwilligen die anregenden (mit den Gehirnwellen des Tiefschlafs synchronisierten) Klänge vorgespielt wurden, waren sie besser in der Lage, sich an Wortassoziationen zu erinnern, die sie am Vorabend gelernt hatten.

Nichtsynchronisierte Stimulation zeigte sich hinsichtlich der Kapazität des Gedächtnisses als unwirksam.

Besseres Gedächtnis durch das Ballen der Faust?

Eine neue Forschungsstudie behauptet, dass wenn man die Hand zur Faust ballt, dies nicht unbedingt ein Zeichen von Verzweiflung, sondern eher ein Verfahren ist um Erinnerungen abzurufen.

Welche Faust ballen ?

Ruth Propper und Kollegen von der Montclair State University wollen auch entdeckt haben, dass es einen Unterschied macht, welche Faust geballt wird: die rechte Faust zu ballen helfe, eine stärkere Erinnerung an ein Ereignis oder eine Tat hervorzurufen, und die linke Faust ballen, solle helfen sich später die Erinnerung zurückzurufen.

Während der Studie wurden die Teilnehmer in Gruppen aufgeteilt und darum gebeten, 72 Wörter auswendig zu lernen und später wieder abzurufen.

Es gab vier Gruppen, die ihre Hände ballten.

Eine Gruppe ballte die rechte Hand für etwa 90 Sekunden sofort vor dem Auswendiglernen der Liste und tat dies auch unmittelbar vor dem Abrufen der Wörter.
Eine andere Gruppe ballte die linke Hand sowohl vor dem Auswendiglernen als auch vor dem Sicherinnern.
Zwei weitere Gruppen ballten eine Hand vor dem Auswendiglernen (entweder die linke oder rechte Hand) und die entgegengesetzte Hand vor dem Sicherinnern.
Eine Kontrollgruppe ballte die Fäuste überhaupt nicht.

Faustballer vs. Handoffenhalter

Die Gruppe, die die rechte Faust ballte, während sie die Liste auswendig lernte, und dann die linke Seite beim Abrufen der Wörter ballte, schnitt am besten von allen Hand-Ball-Gruppen ab. Diese Gruppe schnitt auch besser ab, als die Gruppe, deren Mitglieder ihre Fäuste überhaupt nicht ballten – statistisch war der Unterschied jedoch nicht signifikant.

Die Forscher sagen, dass einfache Körperbewegungen das Gedächtnis verbessern können, indem sie vorübergehend die Arbeitsweise des Gehirns ändern.

Besseres Gedächtnis bei idealer Temperatur

Das menschliche Arbeitsgedächtnis funktioniert besser, wenn die Temperatur der Umgebung so eingestellt ist, dass man sich besonders wohl fühlt.

Dies ist das in Psychological Research veröffentlichte Untersuchungsergebnis der Psychologen Lorenza Colzato und Roberta Sellaro von der Universität Leiden.

Durch Umgebungstemperatur beeinflusstes Denken

Jeder weiß aus eigener Erfahrung, dass Klima und Temperatur beeinflussen, wie man sich fühlt. Aber, wie ist das mit unserer Denkfähigkeit? Wird sie ebenfalls durch die Umgebungstemperatur beeinflusst?

Um diesen Einfluss zu untersuchen, führten die Forscher Tests mit zwei Teilnehmergruppen aus. Die Probanden der einen Gruppe bevorzugte eine eher kühle Umgebung, die andere Gruppe eine wärmere. Die Teilnehmer sollten das Arbeitsgedächtnis fordernde Denkaufgaben in drei unterschiedlichen Umgebungen ausführen.

In der ersten war die Temperatur auf 25 Grad Celsius eingestellt,
in der zweiten auf 15 Grad und
in der dritten wurde das Thermostat auf 20° gedreht.

Es zeigte sich, dass die Teilnehmer am besten in einem Zimmer ihrer bevorzugten Temperatur abschnitten.

Ego-Depletion

Die Forscher vermuten, dass das Arbeiten in der bevorzugten Temperatur der ‘Ego-Depletion’ (mentale Selbsterschöpfung oder auch Ego-Erschöpfung genannt) entgegenwirkt: Das für die mentalen Aufgaben benötigte Energiereservoir wird weniger schnell verbraucht.

“Die Ergebnisse bestätigen die Annahme, dass die Temperatur die kognitiven Fähigkeiten beeinflussen. In ‘seiner’ idealen Temperatur zu arbeiten, kann die Effizienz und Produktivität fördern”, sagen Colzato und Sellaro.

Gedächtnisabruf unter Stress bei zu wenig Schlaf schlechter

Es ist bekannt, dass Schlaf die Bildung von Langzeiterinnerungen erleichtert. In einer neuen Studie konnten Forscher von der Uppsala Universität aber zeigen, dass Schlaf den Abruf dieser Erinnerungen unter Stress verbessert.

‘Einmal’ zu wenig Schlaf war unter ‘normalem’ Abruf nicht schädlich

Nach dem Lernen von bestimmten Kartenpaaren (genauer: der Orte der Paare auf einem Computerbildschirm) am Abend, schliefen die Teilnehmer der Studie in der einen Nacht 4 Stunden und in der anderen 8 Stunden. Am nächsten Morgen sollten sie sich an so viele Kartenpaare erinnern wie möglich.

Bild: Gerd Altmann

Es zeigte sich, dass eine halbe Nacht (4 Stunden) ebenso ausreichend für die Bildung von Langzeiterinnerungen war wie der ‘volle’ Schlaf (8 Stunden).

Bei Stress braucht man mehr Schlaf

Wurden die Teilnehmer aber vor dem Abrufen der Informationen unter Stress gesetzt, behinderte dies die Fähigkeiten der Teilnehmer, sich an die Positionen zu erinnern, wenn sie nur 4 Stunden geschlafen hatten.

Hatten sie aber 8 Stunden geschlafen, konnten keine stressinduzierten Beeinträchtigungen beobachtet werden.

Schlussfolgerungen

Aufgrund der Studienbefunde haben die Forscher zwei wichtige Nachrichten:

Die Gedächtnisfunktionen werden unter normalen Bedingungen nicht gestört, wenn man nur 4 Stunden schläft. Aber Stress kann den Abruf beeinträchtigen, was sich unter realen Bedingungen mit mehreren Stressfaktoren addieren und zu gravierenden Beeinträchtigungen auswachsen kann.
Interventionen wie ein späterer Schulanfang und größere Flexibilität bei den Arbeitszeiten können bei denen, die gewohnheitsmäßig weniger schlafen, akademische und berufliche Performance steigern, indem sie den optimalen Abruf des Gelernten unter stressenden Bedingungen gewährleisten, sagte Studienautor Jonathan Cedernaes in der Zeitschrift Sleep.

“Ein wichtiger nächster Schritt für die Forschung könnte sein, herauszufinden, wie chronischer Schlafmangel und / oder mehr chronischer Stress miteinander wechselwirken, und die Fähigkeit zum Gedächtnisabruf beeinträchtigen”, sagte er.

Gehirn festigt Gedächtnis mit dreistufiger Gehirnwelle

23.09.2015 Unser Langzeitgedächtnis wird im Schlaf konsolidiert. Kurzfristige Gedächtnisspuren im Hippocampus – ein Bereich tief im Gehirn – werden dann in äußere Teile des Gehirns verlegt. Ein internationales Forscherteam hat nun zeigen können, wie eine dreistufige Gehirnoszillation eine wichtige Rolle bei diesem Prozess spielt.

Wellen der Gehirnaktivität

Mathilde Bonnefond und Til Ole Bergmann von der Radboud Universität sind spezialisiert auf die Erforschung von Oszillationen: Wellen der Gehirnaktivität.

Non-Rapid-Eye-Movement (NREM: nicht schnelle Augenbewegungen) Schlaf ist verantwortlich für die Gedächtniskonsolidierung während des Schlafs, erklärt Bonnefond. NREM ist bekannt für seine sehr langsamen Oszillationen (SO: slow Oscillation). Andere Arten von Oszillationen sind in diesen SOs verborgen. “Wir entdeckten drei ineinander verschachtelte Arten von Schwingungen im Hippocampus, die eine gemeinsame Funktion haben”, sagte er.

Bild: Bonnefond, Universität Radboud

Langsame Wellen, Spindeln und Ripples

Langsame Oszillationen treten nur etwa einmal pro Sekunde (~ 0,75 Hz) auf.
In einem bestimmten Zeitrahmen innerhalb dieser SOs fanden die Forscher Cluster (Anhäufungen) von Schwingungen mittlerer Geschwindigkeit: die sogenannten Spindeln, die etwa 15 Mal pro Sekunde (12 – 16 Hz) auftreten.

Und innerhalb dieser Spindeln fanden sie Cluster superschneller Oszillationen – Ripples (kleine Wellen) genannt, die etwa 90 Mal pro Sekunde (80 – 100 Hz) schwingen, und die die lokale Reaktivierung der Gedächtnisspur repräsentieren auf dem Weg zum Kortex.

Zusammengefasst: SOs enthalten Spindeln, die in ihren Wendungen Ripples enthalten. “Frühere Studien verbanden diese Oszillationstypen nur zu Paaren”, schreibt Bonnefond in Nature Neuroscience. “Aber wir sehen nun, dass langsame Oszillationen, Spindeln und Ripples im Hippocampus funktionell gekoppelt sind. Und wir nehmen an, dass sie fein abgestimmte zeitweilige Rahmen für die Übertragung von Gedächtnisspuren zum Neokortex liefern.”

Epilepsie

Die Forschergruppe untersuchte den Prozess bei menschlichen Epilepsiepatienten während des natürlichen Schlafs. Die Ärzte suchten nach den für die Epilepsie verantwortlichen Gehirnbereiche, und die gegenwärtige Forschungsarbeit wurde währenddessen mit speziellen Elektroden durchgeführt, mit denen die Forscher die Oszillationen im Inneren des Gehirns aufzeichneten.

Bonnefond: “Dies war eine Gelegenheit, um den Hippocampus zu untersuchen, da es schwierig ist, tiefe Gehirnregionen mit klassischen elektrophysiologischen Techniken zu messen.”

Die Patienten mussten sich nicht an bestimmte Informationen erinnern. “Man konsolidiert jede Nacht seine Erinnerungen; wir untersuchten den Prozess also im Allgemeinen. Der nächste Schritt wäre, diese gebündelten Oszillationen mit spezifischen Erinnerungen zu verbinden.”