Wie das Gedächtnis eines Menschen funktioniert, ist ziemlich kompliziert. Wie funktioniert das menschliche Gedächtnis?

Wissenschaftler versuchen, das menschliche Gedächtnis mit elektrischen Impulsen zu verbessern

Alle Informationen, die „im Kopf“ gespeichert werden, sind für uns selbstverständlich. Tatsächlich ist der Mechanismus des Gedächtnisses jedoch so komplex, dass Wissenschaftler ihn nicht vollständig verstehen. Trotzdem werden fast jedes Jahr neue Entdeckungen gemacht.

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Insgesamt 200 Elektroden wurden in das Gehirn von mehr als zwanzig Patienten mit Epilepsie (dies sind die am häufigsten beobachteten Gedächtnisstörungen) implantiert, Wissenschaftler der University of Pennsylvania implantierten insgesamt 200 Elektroden. Dann begannen sie, die für das Gedächtnis zuständigen Zentren mit elektrischen Impulsen zu stimulieren. Gleichzeitig arbeitete jede Elektrode auch im Aufzeichnungsmodus und registrierte bis zu tausend Indikatoren pro Sekunde. Dies half nicht nur, den Prozess zu verfolgen, sondern auch einen individuellen „Behandlungs“-Algorithmus für jeden Patienten zu entwickeln. Das Ergebnis – das Auswendiglernen verbesserte sich um 15 %. Während die Wissenschaftler ganz am Anfang des Weges stehen. Das ultimative Ziel ist es, ein Gerät zu entwickeln, das man bedingt als „Hirnschrittmacher“ bezeichnen kann. Warum nicht?

Jeder ist anders

Gedächtnis ist die Fähigkeit, Informationen zu speichern und auch zu reproduzieren. Es ist allen Kreaturen mit Nervensystem eigen, aber jede Art hat ihre eigenen Nuancen. Zum Beispiel haben Hohltiere – Quallen und Rippenquallen – nur einfache summierende (kurzfristige) Reflexe. Bei Arthropoden ist das Gedächtnis ein vorgefertigtes Programm von Reaktionen auf Umweltbedingungen. Kopffüßer, Vögel und Säugetiere haben bereits recht anständige Gedächtnisfähigkeiten. Aber Menschen sind mit dem perfektesten Gedächtnismechanismus ausgestattet. Außerdem ist sie an individuelle Merkmale „gebunden“. So lässt sich beispielsweise schon im Kindesalter sagen, ob das kindliche Bildgedächtnis, assoziatives oder abstraktes Gedächtnis überwiegt. In diesem Fall können oft die Mängel eines Gedächtnistyps durch andere kompensiert werden.

So nervös...

Das Gehirn enthält 86 Milliarden Nervenzellen, die Impulse über spezielle Kontakte senden - Synapsen. Japanische Wissenschaftler schleusten kleinste Lichtteilchen in das menschliche Gehirn ein und filmten den Vorgang auf Video. Je intensiver die Denkarbeit (zum Beispiel beim Lösen mathematischer Probleme) war, desto aktiver wurden die Neuronen. Sie bewegten sich in einem kontinuierlichen Strom immer schneller und erinnerten ein wenig an Amöben (eine Gattung mikroskopisch kleiner einzelliger Protozoen). Es stellt sich heraus, dass der bekannte Ausdruck „move your brains“ eine direkte Bedeutung hat.

Das Gedächtnis selbst kann in mehrere Typen unterteilt werden. Die erste erfolgt sofort und dauert einige Sekunden. Normalerweise geht man die Straße entlang, schaut sich um und vergisst sofort, was man gesehen hat, oder? Das Kurzzeitgedächtnis ermöglicht es uns, uns mehrere Stunden lang an etwas zu erinnern. Aber wenn die Information extrem nützlich ist, geht sie in eine Langzeitform des Gedächtnisses, wo sie von mehreren Tagen bis zu einem Leben lang gespeichert wird.

Dachte Riese

Das Langzeitgedächtnis wird ca. 5-8 Stunden nach Erhalt wichtiger Informationen gebildet. Dabei werden Proteine ​​mit einer speziellen molekularen Struktur gebildet und ein eigenes neuronales Netzwerk entsteht. Wenn es notwendig ist, sich an etwas zu erinnern, wird das an verschiedenen Stellen in der Kette „aufgezeichnete“ Material abgerufen und dann zu einer sinnvollen Handlung geformt.

Die Zahl der neuronalen Verbindungen nimmt im Laufe des Erwachsenwerdens zu. Ein kleines Kind hat also Neuronen, aber es gibt praktisch keine Verbindungen zwischen ihnen. Sie tauchen erst auf, wenn wir die Welt um uns herum kennen lernen. Wenn wir das menschliche Gehirn mit einem Computer vergleichen, könnte es bis zu 7 Millionen Megabyte speichern. Es gibt viele, aber es ist keine einzige Person in der Geschichte bekannt, die tatsächlich solche Höhen der Intelligenz erreichen würde (hier geht es darum, alle in der Nationalbibliothek verfügbaren Bücher auswendig zu lernen).

Mit zunehmendem Alter treten im Gehirn natürliche Veränderungen auf - die Anzahl der Nervenzellen nimmt ab, Verbindungen werden schwächer. Sie können diese Zeit hinauszögern. Alles beginnt mit dem richtigen Schlaf und der richtigen Ernährung. Zum Beispiel reduziert protein- und vitaminarme Nahrung die Gedächtnisleistung. Und die Aufnahme von Lebensmitteln, die reich an Magnesium, Kalzium und Glutaminsäure sind, verbessert sie im Gegenteil. Schlechte Wirkung auf das Gedächtnis und inaktiven Lebensstil. Und im Gegenteil, sie „mag“ eine Veränderung der Eindrücke, die Kommunikation mit Menschen, Outdoor-Aktivitäten und Sport. Es stellt sich also heraus, dass Laufen nicht nur vor einem Herzinfarkt, sondern auch vor Sklerose davonlaufen kann.

NEUGIERIG

Der Amerikaner Kim Peak, der Prototyp des Protagonisten des Films „Rain Man“, hatte ein phänomenales Gedächtnis. Er merkte sich 98 % aller Informationen, die er las, und konnte gleichzeitig mit dem rechten Auge die rechte Seite und mit dem linken Auge die linke Seite des Buches lesen. Aber Kim wurde mit einer Schädel-Hirn-Hernie, einer Schädigung des Kleinhirns und dem Fehlen des Corpus Callosum (der Abteilung, die die Gehirnhälften verbindet) geboren. Es ist klar, dass solche Dinge nicht zu Hochbegabung führen. Wie die Wissenschaftler herausfanden, ist der Fall von Kim Peak jedoch einzigartig – durch das Fehlen des Corpus Callosum schufen Neuronen neue Verbindungen, was gerade aufgrund pathologischer Strukturen zu einer mehrfachen Steigerung des Gedächtnisses führte.

KOMPETENT

Vladimir Kulchitsky, Akademiker, stellvertretender Forschungsdirektor am Institut für Physiologie der Nationalen Akademie der Wissenschaften:

Wissenschaftliche Studien bestätigen, dass richtiger Schlaf für die normale Funktion des Gehirns und insbesondere der menschlichen Gedächtnismechanismen notwendig ist. Denn entgegen der landläufigen Meinung, Schlaf sei ein heiterer Frieden, ist dies nur einer der aktivsten Zustände unseres Gehirns. Es gibt viele Beispiele (insbesondere Dmitry Mendeleev mit seinem Periodensystem), als Wissenschaftler in einem Traum auf die Ideen wissenschaftlicher Entdeckungen kamen. Salvador Dali schlief im Sitzen ein und hielt einen schweren Schlüssel in der Hand. Sobald sich sein Griff beim Einschlafen löste, rutschte der Schlüssel heraus und weckte ihn mit einem Gebrüll. Der Künstler glaubte, dass dies ihm hilft, neue Gedanken und Ideen für Gemälde aus dem Grenzzustand zwischen Schlaf und Wachzustand zu schöpfen. Und wie viele Legenden über prophetische Träume gibt es!

Haben Sie sich jemals gefragt, warum kleine Kinder unter drei Jahren so viel schlafen? Tatsache ist, dass in den ersten Lebensjahren ein solcher Strom verschiedener Informationen und Eindrücke auf das Kind einfällt, dass das Gehirn Zeit braucht, um es zu verarbeiten. Damit aus dem Kurzzeitgedächtnis ein Langzeitgedächtnis wird, müssen neue interneuronale Kontakte geknüpft werden, und zwar am besten während der „schläfrigen Tätigkeit“ der Nervenzellen. Wenn wir den Prozess in einfachen Worten ausdrücken, dann gibt es eine Systematisierung (wie beim „Aussortieren in den Regalen“) von allem, was uns während der Wachphase widerfahren ist. „Leitet“ diesen Teil des Gehirns, der Hippocampus genannt wird. Er ist dafür verantwortlich, dass die Informationen nicht nur an eine bestimmte Adresse gesendet, sondern auch in den entsprechenden Abteilungen „archiviert“ werden. Bei Nichteinhaltung des optimalen Tagesablaufs (und normalerweise sollte die durchschnittliche Person mindestens sieben Stunden schlafen) werden diese Prozesse verletzt, es kommt zu Ausfällen. Und da Fehler dazu neigen, sich zu häufen, wirkt sich dies negativ auf die Gedächtnismechanismen im Allgemeinen und oft auf die menschliche Gesundheit aus.

Es gibt jedoch Beispiele von prominenten Persönlichkeiten, die angeblich sehr wenig Zeit zum Schlafen brauchten. Man glaubt zum Beispiel, dass Napoleon Bonaparte nicht länger als vier Stunden geschlafen hat. Allerdings scheint mir, dass diese Aussagen nur zum Teil wahr sind. Tatsächlich kann eine Person (aufgrund der Lebensumstände) für einige Zeit in einem extremen Rhythmus existieren. Aber es ist unmöglich, die ganze Zeit so zu leben - das Gehirn kann der Überlastung einfach nicht standhalten. Beobachtungen zeigen, dass solche Menschen (bei all ihrem Genie) viel weniger leben als andere. Und sie zeichnen sich in der Regel durch eine instabile Psyche aus. Übrigens sind wissenschaftliche Artikel über den Zusammenhang zwischen Schlafmangel und dem Auftreten von Alzheimer erschienen.

Und umgekehrt zeigen Beobachtungen von Hundertjährigen, dass sie sich alle richtig ernähren, den Tagesablauf beachten und einen aktiven Lebensstil führen.

menschliches Gedächtnisäußerst sparsam. Wenn es all die irritierenden Faktoren und alle Informationen, all die alltäglichen Kleinigkeiten behalten würde, dann würde höchstwahrscheinlich das Gehirn explodieren oder wir würden durch übermäßige Reizeinwirkung handlungsunfähig werden.

Das Gehirn differenziert und selektiert neue Informationen, um effizienter arbeiten zu können. Und diese Wahl trifft das Gehirn jeder Person individuell. Das Gedächtnis behält nur die Dinge, auf die wir besonderen Wert legen und die wir bewusst und emotional verarbeiten. Daher spielen Gefühle eine bedeutende Rolle bei der Speicherung von Informationen im Gedächtnis.. Zuständig dafür ist das sogenannte limbische System, das sich entsprechend der Struktur des Gehirns direkt unter der Großhirnrinde befindet. Zum limbischen System, dem Zentrum der Sinne und des Gehirns, gehört auch der „neue Detektor“ Hippocampus, der eingehende Informationen emotional auswertet. Keine neuen Informationen über Fakten oder biografische Erinnerungen gelangen in das Langzeitgedächtnis, ohne das limbische System zu durchlaufen, das als Filter dient, nur die notwendigen Informationen sucht, sie mit Gefühlen verknüpft und sie dann an die Großhirnrinde weiterleitet. Je öfter dieser Vorgang stattfindet, desto stärker ist er emotional gefärbt, desto schneller werden diese Informationen erlernt und desto länger bleiben sie im Gedächtnis gespeichert.

Die Neuheit, Bedeutung und Intensität der emotionalen Färbung sind entscheidende Faktoren für das, was wir in unserem Gedächtnis behalten. Starke emotionale Ereignisse werden anders verarbeitet als kleinere, irrelevante Tatsachen werden schlechter wahrgenommen als persönliche Erfahrungen. Neutrale Informationen, wie gewöhnlicher Schulstoff, müssen bewusst verarbeitet, wiederholt, transformiert, ergänzt und einfach auswendig gelernt werden. Es gilt das Prinzip Zuerst rein, zuletzt raus“, was bedeutet: Was eine Person zuerst gelernt hat, wird am besten erinnert. Frische Informationen können nur nach einer bewussten Erklärung lange im Gedächtnis gespeichert werden.

Der Ausdruck „Wissen vermitteln“ ist also falsch. Wissen kann nicht vollständig übertragen werden, sondern muss durch sein eigenes System von Nervenverbindungen in das Gedächtnis jedes Menschen eingebaut werden. Goethe hat einen wunderbaren Satz gesagt: „Man muss sich sein Wissen aneignen, um es zu besitzen!“.

Nur weil unser Gehirn sehr sparsam ist und viele Filter hat, heißt das noch lange nicht, dass unser großer Speicher, unser Langzeitgedächtnis, jemals voll sein kann. Die Großhirnrinde hat ein unfassbar großes Gedächtnis. Und je mehr wir es sättigen, desto schneller und besser kann unser Gehirn denken und sich an neue Informationen erinnern.

Meine Tochter ging in die erste Klasse und wurde damit konfrontiert, dass die Regeln auswendig gelernt werden mussten. Anfangs war es sehr schwierig für sie. Selbst wenn sie den gesamten Text in der ersten Stunde nach dem Auswendiglernen wiederholen konnte, gingen später einige Informationen verloren. Und diese Regeln habe ich mir aus der Schule auswendig gemerkt.

Dann stellte mein kleines Genie eine völlig logische und weise Frage: „Warum kann ich mich nicht an die Regel erinnern, die ich heute gelernt habe, und du kennst sie noch?“. Ich hatte es nicht eilig zu antworten - ich beschloss, die Theorie zu studieren und sie mit der Lebenserfahrung zu vergleichen.

Ich begann meine Forschung von den Grundlagen. Was ist Gedächtnis? Wo wird das menschliche Gedächtnis gespeichert? Was ist die Struktur des Gedächtnisses?

Per Definition ist es ein Denkprozess, der aus folgenden Komponenten besteht: Auswendiglernen, Speichern, Reproduzieren und Vergessen.

Wie funktioniert das Gedächtnis? Es wird das ganze Leben lang gebildet und speichert unsere Lebenserfahrung. Physikalisch lässt sich der Prozess durch das Entstehen neuer Verbindungen zwischen einer großen Anzahl von Gehirnneuronen beschreiben.

Die Prozesse im Gehirn sind nicht vollständig verstanden, und Wissenschaftler forschen in diesem Bereich des menschlichen Körpers weiter.

Der Ort des menschlichen Gedächtnisses wird immer noch diskutiert. Bisher wurde nachgewiesen, dass folgende Hirnareale für diesen Teil des Bewusstseins verantwortlich sind: der subkortikale Hippocampus, Hypothalamus, Thalamus und Großhirnrinde.

Die Hauptspeicherorte sind der Hippocampus und der Kortex. Der Hippocampus befindet sich im Schläfenlappen auf beiden Seiten des Gehirns. Auf die Frage, welche Hemisphäre für das Gedächtnis verantwortlich ist, können wir mit Sicherheit beantworten, dass sowohl nur der rechte Lappen Sach- und Sprachdaten „kontrolliert“, als auch der linke Lappen die Chronologie der Lebensereignisse steuert.

Das Auftreten neuraler Verbindungen ist auf die Arbeit der Rezeptoren der Sinnesorgane zurückzuführen: Sehen, Schmecken, Riechen, Berühren und Hören. Das Gehirn erfasst alle elektrischen Impulse von ihnen, und die hellsten Momente, die starke Emotionen hervorrufen (z. B. die erste Liebe), werden besser in Erinnerung behalten.

Daher beeinflussen menschliche Emotionen das Gedächtnis.

Bei jedem Menschen ist das Vorherrschen einer Erinnerungseigenschaft durch jedes Sinnesorgan möglich.

Manche lernen den Text zum Beispiel beim Lesen gut aus dem Lehrbuch, andere hören den Text besser von einer anderen Person, wieder andere haben ein hervorragendes Geruchsgedächtnis und so weiter.

Verschiedene externe und interne Faktoren beeinflussen die „Qualität“ unseres Gedächtnisses. Es gibt viele Gründe, die zu Verstößen gegen diesen Prozess führen.

Interne Ursachen sind der falsche Umgang mit Informationen in den folgenden Bereichen:

• auswendiglernen - damit die Informationen nicht vergessen werden, müssen Sie damit arbeiten;
• Interferenz - eine große Menge neuer Informationen führt dazu, dass wichtige zuvor erworbene Informationen vergessen werden;
• Verdrängung - negative Erinnerungen werden schneller vergessen;
• Verzerrung - das Speichern und Wiedergeben von Informationen erfolgt vor dem Hintergrund unserer Gefühle und Emotionen, daher macht eine solche Verarbeitung die Daten subjektiv;
• Speicher- und Reproduktionsfehler - Wenn die Daten mit Fehlern oder Ungenauigkeiten oder nicht vollständig gespeichert werden, ist ihre Reproduktion falsch.

Es reichen auch äußere Gründe:

1. Genetische Störungen (z. B. Autismus).
2. Hormonstörungen (einschließlich Diabetes mellitus, Schilddrüsenpathologie).
3. Depressive oder belastende Zustände und Krankheiten (Neurose, Schizophrenie).
4. Erschöpfung des Körpers durch Überarbeitung, Schlaflosigkeit, Krankheit, schlechte Ernährung, Alkoholismus, Rauchen, Einnahme bestimmter Medikamente (z. B. Benzodiazepine).
5. Altersbedingte Veränderungen (Alzheimer-Krankheit).

Neben Krankheiten und Verletzungen wirkt sich Alkoholabhängigkeit besonders nachteilig auf das Gedächtnis aus. Es ist bekannt, dass bereits ein einmaliger Alkoholkonsum zu Störungen führt, und bei Alkoholismus kommt es zu einer Zerstörung neuronaler Verbindungen im Hippocampus, einer Verletzung der Hirndurchblutung und dem Auftreten von Beriberi.

All dies führt zu einem Verlust der Fähigkeit, neue Informationen aufzunehmen.

Akute Zustände wie Schlaganfall und Herzinfarkt können auch die Zerstörung neuronaler Verbindungen verursachen, und die Folgen können enorm sein, und die Genesung erfordert viel Zeit, Mühe und Geduld. Manchmal sind alle Versuche erfolglos.

Der Hippocampus enthält eine Substanz – Acetylcholin –, die für die Übertragung von Impulsen von einem Neuron zum anderen verantwortlich ist. Sein Mangel führt zu Gedächtnisstörungen. Dieses Phänomen wird besonders im Alter beobachtet und verursacht die Alzheimer-Krankheit.

Struktur

Eine lange Studie darüber, wie das menschliche Gedächtnis funktioniert, führte zur Erstellung einer detaillierten Klassifikation. Eines der Kriterien ist die Dauer der Informationsspeicherung. Demnach lassen sich folgende Gedächtnisarten unterscheiden:

• sofort (berühren);
• kurzfristig;
• betriebsbereit;
• langfristig.

Instantaneous zeichnet sich dadurch aus, dass Informationen von den Rezeptoren der Sinnesorgane fixiert, aber nicht verarbeitet werden können. Es wiederum wird in ikonische (visuelle Wahrnehmung) und echoische (auditive Wahrnehmung) unterteilt.

Ein Beispiel für eine ikonische Ansicht - Sie sehen ein Banner mit einer Werbung und einer Telefonnummer auf der Straße, in einer Sekunde werden Sie sich nicht an diese Nummer erinnern. Der Echo-Blick ist auch auf Werbung zu sehen, allerdings hat man die Telefonnummer nicht gesehen, sondern im Radio gehört. Instant Memory ermöglicht es Ihnen, Informationen bis zu 5 Sekunden zu speichern.

Kurzfristig ist die Folge einer einmaligen Wahrnehmung und unmittelbaren Reproduktion. Nehmen wir ein Beispiel mit der Regel für die erste Klasse, wenn die Tochter sie Silbe für Silbe einmal ohne Wiederholung vorliest. Sie kann die Regel für einen Zeitraum von 5 Sekunden bis zu einer Minute im Gedächtnis behalten.

Der Hippocampus ist für das Kurzzeitgedächtnis zuständig. Der Beweis ist die Tatsache, dass eine Person bei einer Beschädigung des Hippocampus (z. B. während einer Operation) das Ereignis, das ihr gerade passiert ist, sofort vergisst, sich aber an die vor der Beschädigung gesammelten Informationen erinnert.

Das Arbeitsgedächtnis ist dasselbe wie das Kurzzeitgedächtnis, aber Informationen werden nur innerhalb der Zeit ihrer Verwendung gespeichert. Zum Beispiel las die Tochter die Regel und benutzte sie, um die Übung aus den Hausaufgaben zu vervollständigen, und vergaß es dann.

Dieser Typ ermöglicht es einer Person, ein Problem hier und jetzt schnell zu lösen und später unnötige Informationen zu vergessen.

Langzeitspeicherung in der Großhirnrinde. Es entwickelt sich gleichzeitig mit dem Kurzfristigen und ist dessen Folge. Nach wiederholtem Auswendiglernen und Anwenden von Informationen, die sich im Kurzzeitgedächtnis befinden, werden sie für lange Zeit oder sogar lebenslang im Gehirn, nämlich in der Großhirnrinde, fixiert.

Dies ist ein Beispiel, bei dem eine Regel, die in der ersten Klasse gelernt und während der 11-jährigen Schulzeit angewendet wurde, für immer in Erinnerung bleibt. Das Langzeitgedächtnis erfordert die Beteiligung aller Ressourcen des Bewusstseins: mental, sinnlich und intellektuell.

Nur bewusste und vollständig bedeutungsvolle Informationen können einen Platz im Langzeitgedächtnis einer Person einnehmen.

Die Struktur des Gedächtnisses wird wie folgt vereinfacht: Auswendiglernen - Speichern - Reproduzieren. Beim Auswendiglernen werden neue neuronale Verbindungen aufgebaut.

Dank dieser Verbindungen erinnern (reproduzieren) wir Informationen. Erinnerungen können selbstständig oder unter dem Einfluss von Reizen auf bestimmte Teile des Gehirns (z. B. Hypnose) aus dem Langzeitgedächtnis abgerufen werden.

Die Dauer der Informationsspeicherung wird durch die Aufmerksamkeit einer Person auf letztere beeinflusst. Je mehr Aufmerksamkeit darauf gerichtet ist, desto länger werden die Informationen gespeichert.

Vergessen ist auch ein wesentlicher Bestandteil des Gedächtnisses. Dieser Prozess ist notwendig, um das zentrale Nervensystem von unnötigen Erinnerungen zu entlasten.

Fazit

Jetzt kann ich die Frage meiner Tochter beantworten:

1. Das Gedächtnis ist ein Prozess aus mehreren separaten Komponenten. Um Informationen auswendig zu lernen, müssen Sie sie verstehen, viele Male wiederholen und regelmäßig in der Praxis anwenden. Dies liegt an bestimmten Eigenschaften des Gehirns und dementsprechend an der Existenz mehrerer Arten von Gedächtnis.
2. Es ist wichtig zu wissen, wo der Speicher gespeichert ist, um zu verstehen, wovon das Auswendiglernen der Regel abhängt. Es kommt im Gehirn mit einer großen Anzahl von Neuronen vor. Um Informationen in der Großhirnrinde zu fixieren, müssen starke neuronale Verbindungen hergestellt werden.
3. Zu wissen, wie das Gedächtnis funktioniert, wird helfen, es zu entwickeln, und diesen Prozess genießen.

Dieser Teil des Bewusstseins ist mit den Sinnen verbunden, sodass Sie beobachten können, wie der Text besser erinnert wird: beim Lesen oder nach Gehör.

Der Prozess des Auswendiglernens ist auch mit dem Intellekt verbunden: Je mehr und besser wir lernen, desto leichter fällt uns später das Auswendiglernen.

Erfolgreiches Auswendiglernen ist mit dem mentalen Zustand einer Person verbunden: Eine depressive Stimmung kann den Prozess stören; Je mehr positive Emotionen, Interesse eine Person an Informationen zeigt, desto sorgfältiger studiert sie sie und desto besser erinnert sie sich daran.

Es ist also wichtig, eine positive Einstellung zu haben. Für Kinder können Sie Bedingungen schaffen, damit das Spiel Aufmerksamkeit erregt.

Die Notwendigkeit der Entwicklung

Das Gerät des menschlichen Gedächtnisses deutet auf eine Beziehung zur Intelligenz hin. Indem wir es entwickeln, entwickeln wir den Intellekt.

Eine Person, die viel Zeit dem Auswendiglernen und Verstehen widmet, wird aufmerksamer und organisierter, er entwickelt alle Arten von Denken, Vorstellungskraft und Kreativität. Darüber hinaus beugt ein solches Gehirntraining altersbedingten Erkrankungen vor, die mit Gedächtnisstörungen einhergehen.

Je nach Ziel des Gedächtnistrainings gibt es drei Einsatzbereiche:

1. Haushaltsführung - notwendig, um Vergesslichkeit auf Haushaltsebene zu beseitigen (z. B. regelmäßiges Vergessen des Telefons zu Hause).
2. Natürlich - wenn Gedächtnistraining mit einem gesunden Lebensstil kombiniert wird und die Ergebnisse in jedem Bereich menschlicher Aktivität verwendet werden können.
3. Künstlich ist die Verwendung von Mnemotechniken, deren Entwicklung es Ihnen ermöglicht, sich an kolossale Mengen verschiedener Informationen zu erinnern.

Es spielt keine Rolle, für welche Methode Sie sich entscheiden, aber wenn mindestens eine davon studiert wird, ist dies bereits ein Schritt zur Selbstverbesserung und die Möglichkeit, weiter zu gehen. Diese unschätzbaren Fähigkeiten werden sich zweifellos in jedem Lebensbereich als nützlich erweisen und Sie erfolgreich und glücklich machen.

Das Geheimnis des menschlichen Gedächtnisses ist eines der wichtigsten wissenschaftlichen Probleme des 21. Jahrhunderts und muss durch die gemeinsamen Bemühungen von Chemikern, Physikern, Biologen, Physiologen, Mathematikern und Vertretern anderer wissenschaftlicher Disziplinen gelöst werden. Und obwohl wir noch lange nicht vollständig verstanden haben, was mit uns passiert, wenn wir „erinnern“, „vergessen“ und „erneut erinnern“, weisen wichtige Entdeckungen der letzten Jahre den richtigen Weg.

Eines der Hauptprobleme der Neurophysiologie ist die Unfähigkeit, Experimente am Menschen durchzuführen. Aber selbst bei primitiven Tieren ähneln die grundlegenden Mechanismen des Gedächtnisses unseren.

Paul Balaban

Selbst die Antwort auf die grundlegende Frage – was ist Gedächtnis in Zeit und Raum – kann heute hauptsächlich aus Hypothesen und Annahmen bestehen. Wenn wir über den Weltraum sprechen, ist noch nicht ganz klar, wie das Gedächtnis organisiert ist und wo genau es im Gehirn lokalisiert ist. Diese Wissenschaften legen nahe, dass seine Elemente überall vorhanden sind, in jedem der Bereiche unserer "grauen Substanz". Darüber hinaus können scheinbar dieselben Informationen an verschiedenen Orten im Speicher aufgezeichnet werden.

Beispielsweise wurde festgestellt, dass das räumliche Gedächtnis (wenn wir uns zum ersten Mal an eine bestimmte Umgebung erinnern – ein Raum, eine Straße, eine Landschaft) mit einer Gehirnregion verbunden ist, die Hippocampus genannt wird. Wenn wir versuchen, diese Situation aus der Erinnerung zu bekommen, sagen wir zehn Jahre später, wird diese Erinnerung bereits aus einem ganz anderen Bereich extrahiert. Ja, das Gedächtnis kann sich im Gehirn bewegen, und diese These lässt sich am besten durch ein Experiment veranschaulichen, das einmal mit Hühnern durchgeführt wurde. Im Leben frisch geschlüpfter Küken spielt die Prägung eine große Rolle – sofortiges Lernen (und das Einprägen ins Gedächtnis ist Lernen). Zum Beispiel sieht ein Huhn ein großes sich bewegendes Objekt und „prägt“ sich sofort im Gehirn ein: Dies ist eine Hühnermutter, Sie müssen ihr folgen. Aber wenn nach fünf Tagen der für die Prägung verantwortliche Teil des Gehirns aus dem Huhn entfernt wird, stellt sich heraus, dass ... die auswendig gelernte Fähigkeit nicht verschwunden ist. Er zog in einen anderen Bereich, und dies beweist, dass es einen Speicher für sofortige Lernergebnisse und einen anderen für die langfristige Speicherung gibt.

Wir erinnern uns gerne

Aber es ist noch überraschender, dass es im Gehirn keine so klare Sequenz gibt, wie das Gedächtnis von betriebsbereit zu permanent verschoben wird, wie es in einem Computer geschieht. Das Arbeitsgedächtnis, das unmittelbare Empfindungen fixiert, löst gleichzeitig andere Gedächtnismechanismen aus - mittelfristig und langfristig. Aber das Gehirn ist ein energieintensives System und versucht daher, den Verbrauch seiner Ressourcen, einschließlich des Gedächtnisses, zu optimieren. Deshalb hat die Natur ein mehrstufiges System geschaffen. Das Arbeitsgedächtnis wird schnell gebildet und ebenso schnell zerstört – dafür gibt es einen speziellen Mechanismus. Aber wirklich wichtige Ereignisse werden für die Langzeitspeicherung aufgezeichnet, während ihre Bedeutung durch Emotionen und Einstellung zu Informationen betont wird. Auf der Ebene der Physiologie ist Emotion die Aktivierung der stärksten biochemischen Modulationssysteme. Diese Systeme setzen Hormonmediatoren frei, die die Biochemie des Gedächtnisses in die richtige Richtung verändern. Darunter sind zum Beispiel verschiedene Lusthormone, deren Namen weniger an die Neurophysiologie als vielmehr an die Kriminalchronik erinnern: Das sind Morphine, Opioide, Cannabinoide – also narkotische Substanzen, die unser Körper produziert. Insbesondere Endocannabinoide werden direkt an Synapsen, den Verbindungsstellen von Nervenzellen, gebildet. Sie beeinträchtigen die Effektivität dieser Kontakte und „ermuntern“ so dazu, diese oder jene Information im Gedächtnis zu speichern. Andere Substanzen aus der Reihe der Mediatorhormone können hingegen den Prozess der Übertragung von Daten aus dem Arbeitsgedächtnis in das Langzeitgedächtnis unterdrücken.

Die Mechanismen der emotionalen, dh biochemischen Verstärkung des Gedächtnisses werden derzeit aktiv untersucht. Das einzige Problem ist, dass Laboruntersuchungen dieser Art nur an Tieren durchgeführt werden können, aber wie viel kann uns eine Laborratte über ihre Emotionen sagen?

Wenn wir etwas im Gedächtnis gespeichert haben, dann kommt manchmal die Zeit, sich an diese Information zu erinnern, das heißt, sie aus dem Gedächtnis zu extrahieren. Aber ist das Wort „Extrakt“ richtig? Anscheinend nicht viel. Es scheint, dass Gedächtnismechanismen Informationen nicht extrahieren, sondern neu generieren. In diesen Mechanismen gibt es keine Informationen, genauso wie es in der Hardware eines Funkempfängers keine Sprache oder Musik gibt. Aber mit dem Empfänger ist alles klar - er verarbeitet und wandelt das von der Antenne empfangene elektromagnetische Signal um. Welche Art von „Signal“ verarbeitet wird, wenn der Speicher abgerufen wird, wo und wie diese Daten gespeichert werden, ist noch sehr schwer zu sagen. Es ist jedoch bereits bekannt, dass beim Erinnern die Erinnerung umgeschrieben, modifiziert wird oder zumindest bei einigen Arten von Erinnerungen passiert.

Nicht Strom, sondern Chemie

Auf der Suche nach einer Antwort auf die Frage, wie das Gedächtnis verändert oder sogar gelöscht werden kann, wurden in den letzten Jahren wichtige Entdeckungen gemacht und eine Reihe von Arbeiten erschienen, die sich dem „Gedächtnismolekül“ widmen.

Tatsächlich versuchen sie seit zweihundert Jahren, ein solches Molekül oder zumindest einen materiellen Träger von Gedanken und Erinnerungen zu isolieren, aber ohne großen Erfolg. Am Ende kamen Neurophysiologen zu dem Schluss, dass es im Gehirn nichts Spezifisches für das Gedächtnis gibt: Es gibt 100 Milliarden Neuronen, es gibt 10 Billiarden von Verbindungen zwischen ihnen, und irgendwo in dieser kosmischen Größenordnung befinden sich Gedächtnis, Gedanken und Verhalten einheitlich kodiert. Es wurde versucht, bestimmte Chemikalien im Gehirn zu blockieren, was zu einer Veränderung des Gedächtnisses, aber auch zu einer Veränderung der gesamten Körperfunktion führte. Erst 2006 erschienen die ersten Arbeiten zum biochemischen System, das sehr spezifisch für das Gedächtnis zu sein scheint. Ihre Blockade bewirkte weder Verhaltens- noch Lernfähigkeitsänderungen – nur den Verlust eines Teils des Gedächtnisses. Zum Beispiel Erinnerung an die Situation, wenn der Blocker in den Hippocampus eingeführt wurde. Oder über emotionalen Schock, wenn der Blocker in die Amygdala gespritzt wurde. Das entdeckte biochemische System ist ein Protein, ein Enzym namens Proteinkinase M-zeta, das andere Proteine ​​kontrolliert.

Eines der Hauptprobleme der Neurophysiologie ist die Unfähigkeit, Experimente am Menschen durchzuführen. Aber selbst bei primitiven Tieren ähneln die grundlegenden Mechanismen des Gedächtnisses unseren.

Das Molekül wirkt am Ort des synaptischen Kontakts – dem Kontakt zwischen Gehirnneuronen. Hier ist es notwendig, einen wichtigen Exkurs zu machen und die Besonderheiten dieser Kontakte zu erläutern. Das Gehirn wird oft mit einem Computer verglichen, und deshalb denken viele Menschen, dass die Verbindungen zwischen Neuronen, die alles schaffen, was wir Denken und Gedächtnis nennen, rein elektrischer Natur sind. Aber das ist nicht so. Die Sprache der Synapsen ist Chemie, hier interagieren einige freigesetzte Moleküle wie ein Schlüssel mit einem Schloss mit anderen Molekülen (Rezeptoren), und erst dann beginnen elektrische Prozesse. Wie viele spezifische Rezeptoren durch die Nervenzelle an die Kontaktstelle geliefert werden, hängt von der Effizienz, dem größeren Durchsatz der Synapse ab.

Eiweiß mit besonderen Eigenschaften

Die Proteinkinase M-zeta steuert lediglich die Abgabe von Rezeptoren durch die Synapse und erhöht so deren Wirksamkeit. Wenn diese Moleküle gleichzeitig in Zehntausenden von Synapsen aktiviert werden, werden Signale umgeleitet und die allgemeinen Eigenschaften eines bestimmten Netzwerks von Neuronen ändern sich. All dies sagt wenig darüber aus, wie Gedächtnisänderungen in dieser Umleitung kodiert werden, aber eines ist sicher bekannt: Wenn die Proteinkinase M-zeta blockiert wird, wird das Gedächtnis gelöscht, weil die chemischen Bindungen, die es liefern, nicht funktionieren. Das neu entdeckte „Molekül“ des Gedächtnisses hat eine Reihe interessanter Eigenschaften.

Erstens ist es in der Lage, sich selbst zu reproduzieren. Wenn durch das Lernen (also das Erhalten neuer Informationen) eine bestimmte Menge Proteinkinase M-zeta in der Synapse gebildet wurde, dann kann diese Menge dort sehr lange verbleiben, obwohl dieses Proteinmolekül vorhanden ist zersetzt sich in drei bis vier Tagen. In gewisser Weise mobilisiert das Molekül die Ressourcen der Zelle und stellt die Synthese und Lieferung neuer Moleküle an den Ort des synaptischen Kontakts sicher, um die verbleibenden zu ersetzen.

Zweitens ist eines der interessantesten Merkmale der M-zeta-Proteinkinase ihre Blockierung. Als die Forscher eine Substanz für Experimente zum Blockieren des „Moleküls“ des Gedächtnisses benötigten, „lasen“ sie einfach den Abschnitt ihres Gens, in dem ihr eigener Peptidblocker codiert ist, und synthetisierten ihn. Dieser Blocker wird jedoch nie von der Zelle selbst produziert, und zu welchem ​​Zweck die Evolution seinen Code im Erbgut hinterlassen hat, ist unklar.

Das dritte wichtige Merkmal des Moleküls ist, dass sowohl es als auch sein Blocker für alle Lebewesen mit einem Nervensystem ein nahezu identisches Aussehen haben. Dies weist darauf hin, dass es sich bei der Proteinkinase M-zeta um den ältesten Anpassungsmechanismus handelt, auf dem auch das menschliche Gedächtnis aufbaut.

Natürlich ist die Proteinkinase M-zeta kein "Gedächtnismolekül" in dem Sinne, wie die Wissenschaftler es früher zu finden hofften. Es ist kein materieller Träger gespeicherter Informationen, aber es fungiert offensichtlich als Schlüsselregulator für die Wirksamkeit von Verbindungen innerhalb des Gehirns, es initiiert die Entstehung neuer Konfigurationen als Ergebnis des Lernens.

Nehmen Sie Kontakt auf

Nun sind Experimente mit dem Proteinkinase-Blocker M-zeta gewissermaßen „in die Luft geschossen“. Die Substanz wird mit einer sehr dünnen Nadel in bestimmte Hirnareale von Versuchstieren injiziert und schaltet so das Gedächtnis sofort in großen Funktionsblöcken ab. Die Grenzen des Eindringens des Blockers sind nicht immer klar, ebenso wie seine Konzentration im Bereich der als Ziel gewählten Website. Folglich bringen nicht alle Experimente in diesem Bereich eindeutige Ergebnisse.

Ein wirkliches Verständnis der im Gedächtnis ablaufenden Prozesse kann durch Arbeiten auf der Ebene einzelner Synapsen gewonnen werden, aber dies erfordert eine gezielte Abgabe des Blockers an den Kontakt zwischen Neuronen. Heute ist es unmöglich, aber da die Wissenschaft vor einer solchen Aufgabe steht, werden früher oder später die Werkzeuge zu ihrer Lösung erscheinen. Besondere Hoffnungen werden auf die Optogenetik gesetzt. Es wurde festgestellt, dass eine Zelle, in der durch gentechnische Methoden die Möglichkeit zur Synthese eines lichtempfindlichen Proteins eingebaut ist, mit einem Laserstrahl gesteuert werden kann. Und wenn solche Manipulationen auf der Ebene lebender Organismen noch nicht durchgeführt werden, wird Ähnliches bereits auf der Grundlage von gewachsenen Zellkulturen durchgeführt, und die Ergebnisse sind sehr beeindruckend.

Neurowissenschaftler aus Kanada und den USA haben herausgefunden, dass nicht alle Nervenzellen, die die dafür notwendigen Informationen erhalten, am Auswendiglernen einfacher Fähigkeiten beteiligt sind, sondern nur etwa ein Viertel von ihnen. Welche Nervenzellen an der Bildung des Langzeitgedächtnisses beteiligt sind, hängt von der Konzentration des regulatorischen Proteins CREB im Zellkern ab. Wenn Sie die CREB-Konzentration in einigen Neuronen künstlich erhöhen, werden sie sich daran erinnern. Wenn Sie CREB in einigen Neuronen blockieren, übernehmen andere Nervenzellen die Rolle von Gedächtniszellen.

Eine der brillantesten Errungenschaften der Neurowissenschaften im 20. Jahrhundert war die Entschlüsselung der molekularen Mechanismen des Gedächtnisses. Nobelpreisträger Eric Kandel und seine Kollegen konnten zeigen, dass für die Bildung eines echten Gedächtnisses – sowohl kurz- als auch langfristig – bereits drei auf bestimmte Weise verbundene Neuronen ausreichen.

Das Gedächtnis wurde am Beispiel der Ausbildung eines bedingten Reflexes bei einem Riesenweichtier, dem Seehasen Aplysia, untersucht. Die Molluske wurde vorsichtig mit dem Siphon berührt, und unmittelbar danach wurde der Schwanz kräftig geschlagen. Nach einer solchen Prozedur reagiert das Weichtier auf eine leichte Berührung des Siphons einige Zeit mit einer heftigen Abwehrreaktion, vergisst aber bald alles (Kurzzeitgedächtnis). Wird das „Training“ mehrmals wiederholt, bildet sich ein stabiler konditionierter Reflex (Langzeitgedächtnis) aus.

Es stellte sich heraus, dass der Prozess des Lernens und Auswendiglernens nichts mit irgendwelchen höheren, ideellen oder spirituellen Dingen zu tun hat, sondern vollständig durch ziemlich einfache und völlig automatische Ereignisse auf der Ebene einzelner Neuronen erklärt wird. Auf dem einfachsten System aus drei isolierten Nervenzellen lässt sich der gesamte Vorgang vollständig nachbilden. Ein Neuron (sensorisch) empfängt ein Signal vom Siphon (in diesem Fall spürt es eine leichte Berührung). Das sensorische Neuron sendet einen Impuls an das Motoneuron, das wiederum die an der Abwehrreaktion beteiligten Muskeln zur Kontraktion veranlasst (Aplysia zieht die Kieme zurück und wirft eine Portion rote Tinte ins Wasser). Die Information über den Schlag auf den Schwanz kommt vom dritten Neuron, das in diesem Fall die Rolle eines Modulators spielt. Durch die Ausschüttung von Signalstoffen (Neurotransmittern) wird ein Nervenimpuls von einem Neuron zum anderen übertragen. Als Synapsen werden die Stellen der intereuronalen Kontakte bezeichnet, an denen der Neurotransmitter freigesetzt wird.

Eric Kandel erhielt für dieses Bild den Nobelpreis. Dies zeigt, wie Kurzzeit- und Langzeitgedächtnis im einfachsten System aus drei Neuronen gebildet werden.

Die Abbildung zeigt zwei Synapsen. Die erste dient dazu, einen Impuls von einem sensorischen Neuron zu einem motorischen zu übertragen. Die zweite Synapse überträgt einen Impuls vom modulierenden Neuron zum Ende des sensorischen. Wenn im Moment der Berührung des Siphons das modulierende Neuron „schweigt“ (der Schwanz wird nicht geschlagen), wird in Synapse 1 wenig Neurotransmitter freigesetzt und das Motoneuron wird nicht erregt.

Das Schlagen des Schwanzes führt jedoch zur Freisetzung eines Neurotransmitters an Synapse 2, der wichtige Änderungen im Verhalten von Synapse 1 bewirkt. Der Signalstoff cAMP (cyclisches Adenosinmonophosphat) wird am Ende des sensorischen Neurons produziert. Diese Substanz aktiviert das regulatorische Protein - Proteinkinase A. Proteinkinase A wiederum aktiviert andere Proteine, was letztendlich dazu führt, dass Synapse 1 bei Erregung des sensorischen Neurons (dh als Reaktion auf das Berühren des Siphons) beginnt, mehr Neurotransmitter freizusetzen, und das Motoneuron feuert. Das ist es Kurzzeitgedächtnis: Solange am Ende des sensorischen Neurons viel aktive Proteinkinase A ist, ist die Signalübertragung vom Siphon zu den Kiemen- und Tintensackmuskeln effizienter.

Wenn das Berühren des Siphons viele Male hintereinander von einem Schlag auf den Schwanz begleitet wurde, wird die Proteinkinase A so reichlich vorhanden, dass sie in den Kern des sensorischen Neurons eindringt. Dies führt zur Aktivierung eines weiteren regulatorischen Proteins, des Transkriptionsfaktors CREB. Das CREB-Protein „schaltet“ eine Reihe von Genen an, die letztendlich das Wachstum der Synapse 1 (wie gezeigt) oder das Wachstum zusätzlicher Prozesse am Ende des sensorischen Neurons bewirken, die neue synaptische Kontakte mit dem Motoneuron bilden. Der Effekt ist in beiden Fällen derselbe: Schon eine leichte Erregung des sensorischen Neurons reicht aus, um das Motoneuron zu erregen. Das ist es Langzeitgedächtnis. Es bleibt hinzuzufügen, dass, wie weitere Studien gezeigt haben, bei höheren Tieren und bei dir und mir das Gedächtnis auf denselben Prinzipien beruht wie bei Aplysia.

Nach dieser notwendigen Einführung können Sie mit der Geschichte fortfahren, was kanadische und amerikanische Neurowissenschaftler tatsächlich entdeckt haben. Sie untersuchten die Bildung konditionierter Reflexe im Zusammenhang mit Angst bei Labormäusen. Die einfachsten Reflexe dieser Art werden in der lateralen Amygdala (LA) gebildet – einem sehr kleinen Teil des Gehirns, der für die Reaktionen des Körpers auf alle möglichen erschreckenden Reize verantwortlich ist. Mäusen wurde beigebracht, dass sie geschockt sind, nachdem ein bestimmtes Geräusch gehört wurde. Als Reaktion auf einen Stromschlag friert die Maus ein: Dies ist eine Standardreaktion auf Schrecken. Mäuse sind schlaue Tiere, man kann ihnen viel beibringen und ihre konditionierten Reflexe bilden sich schnell aus. Trainierte Mäuse erstarren, sobald sie ein Geräusch hören, das auf Gefahr hinweist.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass das Signal von den Neuronen, die den Ton wahrnehmen, etwa 70 % der Neuronen in der lateralen Amygdala erreicht. Veränderungen im Zusammenhang mit der Bildung des Langzeitgedächtnisses (Wachstum neuer Nervenenden usw.) treten bei trainierten Mäusen jedoch nur in einem Viertel dieser Neuronen auf (ungefähr 18 % der LA-Neuronen).

Wissenschaftler schlugen vor, dass es eine Art Wettbewerb zwischen LA-Neuronen gibt, die möglicherweise in der Lage sind, an der Bildung des Langzeitgedächtnisses teilzunehmen, um das Recht, neue Synapsen zu züchten, und die Wahrscheinlichkeit des „Erfolgs“ des einen oder anderen Neurons davon abhängt Konzentration des CREB-Proteins in seinem Zellkern. Um diese Annahme zu testen, wurden Mäusen künstliche Viren mikroinjiziert, die nicht reproduktionsfähig sind, aber in der Lage sind, ein vollständiges CREB-Protein oder sein nicht funktionsfähiges Analogon CREB S133A zu produzieren. Die Gene für diese beiden Proteine, die in das Genom des Virus eingefügt wurden, wurden mit dem Gen für das grün fluoreszierende Protein der Qualle „vernäht“. Infolgedessen begannen die Kerne der LA-Neuronen, in die das Virus eingedrungen war, grün zu leuchten.

Es stellte sich heraus, dass das Virus durch die Mikroinjektion in etwa die gleiche Anzahl von LA-Neuronen eindringt, wie an der Bildung des bedingten Reflexes beteiligt ist. Dieser Zufall erwies sich als recht praktisch.

Neben normalen Mäusen wurden in den Experimenten mutierte Mäuse verwendet, bei denen das CREB-Gen nicht funktioniert. Solche Mäuse sind völlig lernfähig, sie können sich an nichts erinnern. Es stellte sich heraus, dass die Einführung eines CREB-produzierenden Virus in den LA solcher Mäuse die Fähigkeit zur Bildung eines konditionierten Reflexes vollständig wiederherstellt. Aber vielleicht verstärkt die Erhöhung der CREB-Konzentration in einigen LA-Neuronen einfach die „Einfrier“-Reaktion?

Um dies zu testen, wurden Experimente mit komplexerem Lernen angelegt, bei denen die Maus den Zusammenhang zwischen dem Geräusch und dem Stromschlag nicht direkt, sondern indirekt „erkennen“ musste, und sich dazu den konkreten Kontext merken musste das Lernen fand statt. Dafür reicht die Arbeit der LA allein nicht aus, sondern es bedarf auch der Beteiligung des Hippocampus. In einer solchen Situation konnten die mutierten Mäuse nichts lernen, weil ihnen keine Viren in ihren Hippocampus injiziert wurden. Daher beeinflusst die Konzentration von CREB das Gedächtnis und nicht die Neigung zum Einfrieren.

Mit Hilfe einer Reihe weiterer Experimente konnte nachgewiesen werden, dass bei mutierten Mäusen genau jene LA-Neurone am Gedächtnis beteiligt sind, die mit dem Virus infiziert waren. Die Einschleppung des Virus in die LA gesunder Mäuse beeinträchtigte deren Lernfähigkeit nicht. Wie bei mutierten Mäusen waren es jedoch genau die LA-Neuronen, in die das Virus eingedrungen war, die an der Speicherung beteiligt waren.

Ein anderes Virus, das CREB S133A produziert, nimmt infizierten Neuronen die Fähigkeit, sich zu erinnern, dh neue Enden zu bilden. Die Wissenschaftler schlugen vor, dass die Einführung dieses Virus in den LA gesunder Mäuse ihre Lernfähigkeit jedoch nicht beeinträchtigen sollte, da das Virus nur etwa 20% der LA-Neuronen infiziert und andere, nicht infizierte Neuronen die Rolle des „Erinnerns“ übernehmen werden ". Und so stellte sich heraus. Mäuse trainierten normal, aber unter den Neuronen, die am Auswendiglernen teilnahmen, gab es praktisch keine Infizierten (dh leuchtendes grünes Licht).

Die Wissenschaftler führten eine Reihe komplexerer Experimente durch, die es ermöglichten, alle anderen Erklärungen außer einer auszuschließen - derjenigen, die ihrer ursprünglichen Annahme entsprach.

Somit nehmen nicht alle Neuronen, die die dafür notwendigen Informationen erhalten (in diesem Fall „sensorische“ Informationen über Geräusche und „modulierende“ Informationen über Stromschläge), am Auswendiglernen teil. Nur ein bestimmter Teil dieser Neuronen, nämlich diejenigen mit mehr CREB-Protein in ihren Kernen, übernehmen die ehrenvolle Rolle von Gedächtniszellen. Dies ist im Allgemeinen logisch, da die hohe Konzentration von CREB im Zellkern solche Neuronen zu den „veranlagtesten“ für das schnelle Wachstum neuer Enden macht.

Unklar bleibt, durch welchen Mechanismus andere Neuronen erfahren, dass die Arbeit bereits erledigt ist, die Gewinner feststehen und sie selbst nichts mehr anbauen müssen.

Dieser Mechanismus kann recht einfach sein. Ein völlig ähnliches Regulationssystem ist bei filamentösen Cyanobakterien bekannt, deren Filamente aus zwei Arten von Zellen bestehen: gewöhnliche, an der Photosynthese beteiligte und spezialisierte "Heterozysten", die an der atmosphärischen Stickstofffixierung beteiligt sind. Das System funktioniert sehr einfach: Wenn der Gemeinschaft Stickstoff fehlt, beginnen sich photosynthetische Zellen in Heterozysten zu verwandeln. Der Vorgang ist bis zu einem gewissen Punkt reversibel. Zellen, die auf diesem Weg weit genug gegangen sind, beginnen, einen Signalstoff auszuschütten, der verhindert, dass benachbarte Zellen zu Heterozysten werden. Das Ergebnis ist ein Faden mit einem bestimmten wohldefinierten Verhältnis von gewöhnlichen Zellen und Heterozysten (z. B. 1:20), und die Heterozysten sind ungefähr gleich weit voneinander entfernt.

Solche Regulierungsmechanismen „Wettbewerb“ zu nennen, wie es die Autoren des Artikels tun, ist meines Erachtens nicht ganz richtig, die Betonung sollte hier anders sein. Das Neuron hat keinen persönlichen Nutzen davon, dass er es ist, der am Auswendiglernen teilnimmt. Meiner Meinung nach ist es angemessener, hier nicht von Konkurrenz zu sprechen, sondern von echter Zusammenarbeit an sich.

Nach Materialien: Jin-Hee Han, Steven A. Kushner, Adelaide P. Yiu, Christy J. Cole, Anna Matynia, Robert A. Brown, Rachael L. Neve, John F. Guzowski, Alcino J. Silva, Sheena A. Josselyn. Neuronaler Wettbewerb und Auswahl während der Gedächtnisbildung 2007. V. 316. S. 457–460.