Kurzzeitgedächtnis abhängig von der Gehirnsynchronisation
Die Forscher sind sich einig, dass das Kurzzeitgedächtnis ein komplexer kognitiver Akt ist, an dem mehrere Gehirnregionen beteiligt sind. Ob und wie verschiedene Gehirnregionen während des Gedächtnisses zusammenarbeiten, ist jedoch noch nicht bekannt.
Deutsche Forscher sind der Beantwortung dieser Frage nun näher gekommen. Sie entdeckten, dass Oszillationen zwischen verschiedenen Gehirnregionen entscheidend sind, um sich über einen kurzen Zeitraum visuell an Dinge zu erinnern.
Wissenschaftler wissen, dass Hirnregionen im vorderen Teil des Gehirns am Kurzzeitgedächtnis beteiligt sind, während die Verarbeitung visueller Informationen hauptsächlich im hinteren Teil des Gehirns erfolgt.
Der unbekannte Faktor ist, wie die getrennten Regionen Informationen koordinieren und integrieren, damit wir uns über einen kurzen Zeitraum erfolgreich an Informationen erinnern können.
In einem neuartigen Experiment zeichneten die Forscher die elektrische Aktivität sowohl im visuellen Bereich als auch im vorderen Teil des Gehirns bei Affen auf.
Die Wissenschaftler zeigten den Tieren dann in kurzen Abständen identische oder unterschiedliche Bilder, während sie ihre Gehirnaktivität aufzeichneten. Danach mussten die Tiere angeben, ob das zweite Bild mit dem ersten identisch war.
Die Wissenschaftler beobachteten, dass in jeder der beiden Hirnregionen die Gehirnaktivität starke Schwingungen in einem bestimmten Satz von Frequenzen zeigte, der als Theta-Band bezeichnet wird.
Wichtig ist, dass diese Schwingungen nicht unabhängig voneinander auftraten, sondern ihre Aktivität vorübergehend synchronisierten.
„Es ist, als ob Sie in jedem der beiden Bereiche zwei Drehtüren haben. Während des Arbeitsgedächtnisses werden sie synchronisiert, sodass Informationen viel effizienter durch sie geleitet werden können, als wenn sie nicht synchron wären “, erklärt Stefanie Liebe, die Erstautorin der Studie.
Je synchroner die Aktivität war, desto besser konnten sich die Tiere an das ursprüngliche Bild erinnern. So konnten die Autoren eine direkte Beziehung zwischen dem, was sie im Gehirn beobachteten, und der Leistung des Tieres herstellen.
Forscher glauben, dass das Experiment zeigt, dass synchronisierte Gehirnschwingungen für die Kommunikation und Interaktion verschiedener Gehirnregionen wichtig sind.
Die Forscher sagen, dass fast alle facettenreichen kognitiven Handlungen wie die visuelle Erkennung aus einem komplexen Zusammenspiel spezialisierter und verteilter neuronaler Netze resultieren. Die Forschung ist im Gange, um zu verstehen, wie das Gehirn sowohl interne als auch externe Informationen kommuniziert.
Quelle: Max-Planck-Gesellschaft
