Lauschangriff auf die Erinnerung

12.03.2010

Nächster Schritt beim maschinellen Gedankenlesen

Zwar wissen wir inzwischen sehr genau, wie eine Nervenzelle aussieht und wie viele davon jeden Winkel des Gehirns bei Mensch oder Maus bevölkern, doch die exakte Funktionsweise des Gedächtnisses ist nach wie vor ein Rätsel. Einig ist man sich immerhin darin, dass sich Erinnerungen nicht auf einzelne Neuronen beschränken. Vielmehr handelt es sich um spezifische, aber gleichzeitig auch individuelle Muster, in denen Zellgemeinschaften der Großhirnrinde Aktivität zeigen.

Der Weg ist hier das Ziel - doch das reicht noch nicht zur Erklärung des Gedächtnisses. Um diese Erinnerungen abrufen zu können, muss es im Gehirn eine steuernde Instanz geben, einen Index ähnlich dem Master-Boot-Record einer Festplatte. Mit den Informationen daraus lässt sich eine komplexe Erinnerung erst zusammensetzen. Als Kandidaten dafür hat man den Hippocampus im Blick - sowohl seine Lage spricht dafür als auch seine erwiesenermaßen wichtige Rolle für den Lernprozess. Auch im Hippocampus muss sich etwas abspielen, wenn er seine Funktion wahrnimmt.

Diese Aktivität lässt sich mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRI) nachweisen - und weltweit sind Forscher denn auch dem Geheimnis des Denkens auf diese Weise auf der Spur. So konnten sie schon vor einiger Zeit (siehe Gehirnscans bieten Einblick in bewusste Wahrnehmung) nachweisen, dass fMRI-Scans etwas über die bewusste Wahrnehmung verraten. Die Wissenschaftler konnten zum Beispiel vorhersagen, welches Bild ein Auge gerade betrachtet. Andere Forscher konnten mit einem Blick auf die fMRI-Daten der Versuchspersonen ermitteln, welchem akustischen Eindruck die Probanden gerade ausgesetzt waren.

Später gelang es sogar, die Absichten von Versuchspersonen zu ermitteln (siehe Verräterische Muster im Gehirn). Erneut mit Hilfe von fMRI ließ sich herausfinden, ob die Testteilnehmer gerade addieren oder subtrahieren wollten - noch bevor diese Entscheidung nach außen gedrungen war. Ohne Trainings-Messreihen funktioniert das allerdings nicht - keine guten Karten also für einen Terroristenscanner, der am Flughafen Menschen mit bösen Absichten abfangen könnte.

Das episodische Gedächtnis

Dem Sitz der Erinnerung näher kamen Forscher, die im vergangenen Jahr ihre Erkenntnisse zur Funktionsweise des visuellen Kortex veröffentlichten (siehe Ich weiß, woran du eben gedacht hast). Sie fanden heraus, dass dieses Areal nicht nur der Signalverarbeitung dient, sondern zumindest kurzfristig auch Gedankenspuren speichert. Die damit verbundene Aktivität verriet den Forschern nämlich, welche Richtungsinformationen sich die Probanden gemerkt hatten. Ein anderes Team lokalisierte den Sitz von Ortsinformationen im Gehirn - die eigene Position eines Probanden in einem virtuellen Raum wird offenbar im Hippocampus abgelegt. Überdies wurde der Code für neuronale Repräsentation von Wörtern entschlüsselt.

Die bisher am wenigsten verstandene Form des Gedächtnisses ist jedoch das episodische Gedächtnis. Manche Forscher vermuten gar, dass dieses eine spezifische Eigenschaft des Menschen ist. Es ist jedenfalls auch theoretisch schwer zu fassen, bestehen doch all seine Einträge aus im semantischen Gedächtnis (dem Wissens-Speicher) abgelegten Items. Hinzu kommt jedoch der Kontext, in dem diese Dinge standen - also zum Beispiel Zeit, Ort, beteiligte Personen.

Zur Lage der Details

Durch diese Verknüpfung existieren mehrere Ebenen, auf denen man das episodische Gedächtnis abrufen kann - etwa nur als allgemeine Erinnerung ("Wie war es?") oder auch mit konkretem Text ("Was genau hat Oma gesagt?"). Je konkreter die Information, desto schwerer ist sie abzurufen - viele werden sich noch allgemein an die Situation vor dem Standesbeamten erinnern, aber weniger daran, welche konkreten Fragen gestellt oder Antworten gegeben wurden (deshalb sind im Standesamt wohl auch Frage und Antwort standardisiert).

Ein Forscherteam des University College London hat sich nun dieser Untergruppe des Langzeitgedächtnisses angenommen. Dazu wurden den zehn Studienteilnehmern drei sehr unterschiedliche Filme vorgeführt, die Alltagssituationen zeigten. Unter dem fMRI sollten sich die Probanden dann möglichst detailgetreu an eines der Filmchen erinnern. Das Ergebnis, das sich nun im Fachmagazin Current Biology findet: Zum einen gelang es den Forschern, die von den Studienteilnehmern abgerufenen Erinnerungen eindeutig je einer der drei Szenen zuzuordnen.

Einer der drei den Probanden vorgeführten Filme zeigte eine Frau, die einen Brief in den Postkasten wirft

Das funktionierte am besten, wenn die Wissenschaftler den Hippocampus untersuchten. Aber auch im entorhinalen Kortex (der als Prä-Prozessor für den Hippocampus gilt) und im parahippocampalen Gyrus (der unter anderem Navigationspunkte speichert) fanden sich eindeutige Spuren der Erinnerung. Zum Zweiten fanden die Forscher jedoch auch Gemeinsamkeiten aller zehn Personen - die Aktivität konzentrierte sich bei allen auf bestimmte Areale des Hippocampus. Die hier gefundenen Spuren blieben auch über viele Aktivierungen erstaunlich stabil, so die Forscher, die nun auf weitere Erkenntnisse rund um das episodische Gedächtnis hoffen.

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