Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Erinnerungen mit Geotags versehen sind
Wissenschaftler der University of Pennsylvania und der Freiburg University sagen, dass ihre Arbeit zeigt, wie räumliche Informationen in Erinnerungen einfließen und warum das Erinnern an eine Erfahrung schnell an andere Ereignisse erinnern kann, die am selben Ort stattgefunden haben.
"Diese Ergebnisse liefern den ersten direkten neuronalen Beweis für die Idee, dass das menschliche Gedächtnissystem Erinnerungen mit Informationen darüber markiert, wo und wann sie gebildet wurden, und dass der Akt des Rückrufs die Wiedereinsetzung dieser Tags beinhaltet", sagte Michael Kahana, Ph.D. , Professor für Psychologie an der Penn's School of Arts and Sciences.
Kahana und seine Kollegen haben lange Zeit mit Epilepsiepatienten geforscht, denen im Rahmen ihrer Behandlung Elektroden in das Gehirn implantiert wurden. Die Elektroden erfassen die elektrische Aktivität im gesamten Gehirn, während die Patienten von ihren Krankenhausbetten aus an Experimenten teilnehmen.
Für diese Studie wurden die Patienten gebeten, ein Videospiel auf einem Computer am Bett zu spielen, bei dem Lieferungen an Geschäfte in einer virtuellen Stadt vorgenommen wurden.
Die Teilnehmer hatten zunächst Zeit, die Stadt frei zu erkunden und die Standorte der Geschäfte kennenzulernen. Zu Beginn des Spiels wurden die Teilnehmer nur angewiesen, wo sich ihr nächster Stopp befand, ohne dass ihnen mitgeteilt wurde, was sie lieferten. Nachdem sie ihr Ziel erreicht hatten, enthüllte das Spiel den gelieferten Gegenstand und gab dem Teilnehmer den nächsten Stopp.
Nach 13 Lieferungen wurde der Bildschirm leer und die Teilnehmer wurden gebeten, sich so viele Artikel wie möglich zu merken.
Den Forschern zufolge konnten sie so die neuronale Aktivierung korrelieren, die mit der Bildung räumlicher Erinnerungen - den Orten der Geschäfte - und dem Rückruf episodischer Erinnerungen - der gelieferten Gegenstände - verbunden war.
„Eine Herausforderung beim Studium des Gedächtnisses in naturalistischen Umgebungen besteht darin, dass wir keine realistische Erfahrung schaffen können, bei der der Experimentator die Kontrolle behält und jeden Aspekt dessen messen kann, was der Teilnehmer tut und sieht. Die virtuelle Realität löst dieses Problem “, sagte Kahana.
"Wenn diese Patienten unsere Spiele spielen, können wir jede Aktion aufzeichnen, die sie im Spiel ausführen, und die Reaktionen von Neuronen sowohl während der räumlichen Navigation als auch später während des verbalen Rückrufs messen."
Durch die Aufforderung an die Teilnehmer, die von ihnen gelieferten Artikel anstelle der von ihnen besuchten Geschäfte zurückzurufen, konnten die Forscher testen, ob ihre räumlichen Speichersysteme aktiviert wurden, selbst wenn auf episodische Erinnerungen zugegriffen wurde. Die kartenartige Natur der mit dem räumlichen Gedächtnis verbundenen Neuronen ermöglichte diesen Vergleich, erklärten die Forscher.
"Während der Navigation können Neuronen im Hippocampus und in benachbarten Regionen häufig den virtuellen Standort des Patienten in der Stadt darstellen, ähnlich wie ein Gehirn-GPS-Gerät", sagte Kahana. "Diese sogenannten" Ortszellen "sind vielleicht das auffälligste Beispiel für ein Neuron, das eine abstrakte kognitive Repräsentation codiert."
Mithilfe der Gehirnaufzeichnungen, die während der Navigation der Teilnehmer in der Stadt erstellt wurden, konnten die Forscher eine neuronale Karte entwickeln, die dem Layout der Stadt entsprach.
Während die Teilnehmer an einem bestimmten Geschäft vorbeikamen, korrelierten die Forscher ihr räumliches Gedächtnis dieses Ortes mit dem aufgezeichneten Muster der Ortszellaktivierung. Um zu vermeiden, dass die episodischen Erinnerungen der gelieferten Artikel mit dem räumlichen Gedächtnis des Geschäftsstandorts verwechselt werden, haben die Forscher Fahrten ausgeschlossen, die direkt zu oder von diesem Geschäft führten, als sie es auf der neuronalen Karte platzierten.
Mit Karten der Ortszellaktivierungen in der Hand konnten die Forscher die räumlichen Erinnerungen jedes Teilnehmers beim Zugriff auf ihre episodischen Erinnerungen an die gelieferten Gegenstände verweisen.
Sie fanden heraus, dass die Neuronen, die einer bestimmten Region der Karte zugeordnet sind, unmittelbar vor dem Namen eines Teilnehmers aktiviert wurden, der den Artikel benannt hat, der an ein Geschäft in dieser Region geliefert wurde.
"Dies bedeutet, dass wir, wenn wir nur die Ortszellaktivierungen eines Teilnehmers erhalten würden, den Gegenstand, an den er sich erinnert, besser als zufällig vorhersagen könnten", sagte Kahana.
"Und obwohl wir nicht unterscheiden können, ob diese räumlichen Erinnerungen den Teilnehmern tatsächlich helfen, auf ihre episodischen Erinnerungen zuzugreifen, oder nur für die Fahrt mitkommen, sehen wir, dass diese Ortzellaktivierung eine Rolle bei den Speicherabrufprozessen spielt."
Frühere Forschungen sowohl in der menschlichen als auch in der tierischen Kognition haben gezeigt, dass der Hippocampus zwei unterschiedliche Rollen hat: die Rolle des Kartographen, der Verfolgung von Standortinformationen für das räumliche Gedächtnis; und die Rolle des Schreibers, der Ereignisse für das episodische Gedächtnis aufzeichnet, stellen die Forscher fest.
Ihr Experiment liefert weitere Beweise dafür, dass diese Rollen miteinander verflochten sind, sagen sie.
"Unsere Feststellung, dass das spontane Abrufen eines Gedächtnisses seinen neuronalen Geotag aktiviert, legt nahe, dass räumliche und episodische Gedächtnisfunktionen des Hippocampus eng miteinander verbunden sind und möglicherweise eine gemeinsame funktionale Architektur widerspiegeln", sagte Kahana.
Die Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft.
Quelle: Universität von Pennsylvania
