episodisches Gedächtnis

Das episodische oder autobiographische Gedächtnis speichert Ereignisse, die uns unmittelbar betroffen haben: der im Sandkasten wiedergefundene Teddybär, die wunderbar bunte Europakarte im Klassenzimmer, der Autounfall im Sommer 1982, die erste Liebesnacht mit x, die letzte mit y, Todesfälle, der gestrige Geruch nach gebackenem Fisch vor dem Nachbarhaus. Die persönlichen Erinnerungen an einzelne Ereignisse und Erlebnisse, d.h., der Film des Lebens wird in diesem Gedächtnis abgespeichert. Neben den peinlichen Missgeschicke werden auch die glücklichsten Momente, Familienfeiern, der Schulabschluss, der Hochzeitstag, die Geburt eines Kindes, die Scheidung und Beerdigungen und auch alles dazwischen wird mehr oder minder vollständig abgespeichert, wobei diese Erinnerungen einen räumlichen und zeitlichen Bezug zueinander haben und man sie mehr oder weniger genau in einer Art Zeitleiste einordnen kann.

Im episodischen Gedächtnis werden also die komplexen Alltagserinnerungen gespeichert, die etwa darüber aussagen, wo wir uns z.B. gerade befinden, was wir tun und wie wir uns dabei fühlen. Dieses Gedächtnis ist der für das Erleben der eigenen Persönlichkeit wichtigste System des Langzeitgedächtnisses.

Ein Merkmal des episodischen Gedächtnisses ist, dass man irrelevante Ereignisse ziemlich schnell vergisst, denn wer vor einem in der Schlange an der Supermarktkasse gestanden ist, weiß man in der Regel schon nach ein paar Minuten nicht mehr, außer sie oder er hat sich beim Bezahlen so lange Zeit gelassen, dass man sich geärgert hat.

Bei der Erinnerung an solche Erlebnisse sind ist das Gehirn gleichzeitig im Bereich des Stirn- und Schläfenlappens der rechten Gehirnhälfte, die für die Fakten des Erlebten zuständig ist, und Teile des limbischen Systems, in denen das Erlebte emotional bewertet wird, aktiv. Durch dieses komplexe Zusammenspiel verschiedener Regionen sind autobiografische Erinnerungen erst möglich, wobei dieses Gedächtnissystem sehr empfindlich für Störungen durch traumatische Ereignisse ist.

Erinnerung ist generell ein dynamischer und kreativer Prozess, denn was aus dem Gedächtnis abgerufen wird, kann sich oft deutlich von dem unterscheiden, was ursprünglich abgespeichert worden war. Dabei ist nach Untersuchungen (Zwissler et al., 2014) das episodische Gedächtnis besonders anfällig für Verzerrungen und Fehler, wobei vor allem Details betroffen sind. Das liegt vermutlich daran, dass das menschliche Gedächtnis eine Balance zwischen dem ökonomischen Umgang mit seiner Speicherkapazität und der benötigten Genauigkeit der Erinnerungen finden muss.

Wichtig bei der Formung der Erinnerungen spielt der Hippocampus, denn hier kommen die Informationen der sensorischen Systeme zusammen und der Hippocampus sorgt als eine Art Pufferspeicher dafür, dass sie nicht gleich wieder verloren gehen. Dabei kommt es zu internen Wiederholungen, wobei der Hippocampus die Informationen aufnimmt und eine Szene bildet mit der Reihenfolge der Ereignisse, den örtliche Gegebenheiten, welche Menschen daran beteiligt waren usw. Dieser memorierende Pufferspeicher sorgt dafür, dass die Inhalte eingespeichert und dann in kleinen Portionen dem Langzeitgedächtnis zugeführt werden, was übrigens bevorzugt in Ruhephasen geschieht.

Bekanntlich werden bei der Erinnerung an Erlebtes die damit verbundenen Sinneseindrücke wie Geruch oder Geschmack im Gehirn wieder reaktiviert, wobei zum großen Teil dieselben Areale aktiv sind wie beim Abspeichern dieser Erlebnisse. Daher ist jede episodische Erinnerung einzigartig und an einen bestimmten Ort und Zeitpunkt gebunden. Neuere Untersuchungen haben nun gezeigt, dass das Gehirn Erinnerungen an Erlebtes weit schneller wieder parat hat als bisher angenommen, wobei die sensorischen Hirnbereiche schon binnen 100 bis 200 Millisekunden aktiv werden. Bisher ging man von etwa einer halben Sekunde aus, was ist in den Dimensionen der Gehirntätigkeit sehr langsam ist, denn man hatte angenommen, dass das Gehirn doch einige Zeit benötigt, um im Hippocampus danach zu suchen. Gerade diese frühen sensorischen Prozesse sind entscheidend für das erfolgreiche Erinnern an Erlebtes, denn hemmte man im Versuch die frühe Reaktivierung mit transkranieller Magnetstimulation, störte das den Abruf der Erinnerungen.

Die Leistungsfähigkeit des episodischen Gedächtnisses wird in der Psychologie durch das Lernen und anschliessende freie Abrufen zuvor gelernter Wortlisten, Geschichten, Figuren oder Bildern gemessen. Dabei werden verglichen mit jüngeren bei älteren ProbandInnen deutlich schlechtere Leistungen beobachtet, sodass eine Abnahme des episodischen Gedächtnisses zu den typischen kognitiven Veränderungen im Altersverlauf zählt. Allerdings verbessern sich die episodischen Gedächtnisleistungen von älteren Menschen, wenn beim Lernen und Erinnern zusätzlichen Kontextinformationen, eine klare Strukturierung des Lernmaterials oder erleichterten Abrufbedingungen durch Hinweisreize gegeben werden. Vor allem beim Wiedererkennen erbringen ältere Personen meist ähnlich gute wie jüngere Erwachsene, was darauf hindeutet, dass ältere Menschen zumindest in Experimenten neue Informationen weniger effizient enkodieren als jüngere bzw. auch mehr Probleme zeigen, die jüngst gelernten Informationen auch wieder abzurufen. Um übrigen reagieren Frauen auf emotionale Stimuli stärker als Männer, wodurch Frauen im Durchschnitt auch ein besseres episodisches Gedächtnis besitzen, d. h., sie können Erlebnisse und Erinnerungen aus ihrem persönlichen Leben besser speichern als Männer.

Untersuchungen haben übrigens gezeigt, dass schon geringfügige Suggestionen ausreichen können, um Erinnerungen aus dem episodischen Gedächtnis durcheinander zu bringen, wobei Menschen mit einem ausgeprägt starken episodischen Gedächtnis genauso anfällig für Erinnerungsverfälschungen sind wie Menschen mit einem normalen Gedächtnis. Die Schwachstelle liegt vermutlich in den Rekonstruktionsmechanismen, denn das menschliche Gedächtnis setzt Erinnerungen aus Informationsbruchstücken und Indizien zusammen, wobei es durch fremde Einflüsse und eigene Idealvorstellungen zur Neuinterpretation von Erlebtem kommen kann. Diese Verzerrungen betreffen auch die Erinnerungen von Menschen mit dem hyperthymestischen Syndrom (Patihis et al., 2013).

Entwicklungspsychologische Perspektive

Das episodische Gedächtnis beginnt erst, wenn ein Kind vier oder fünf Jahre alt ist. Ein Kind muss erst lernen, was die konstanten Merkmale in der Welt sind, wie Bezugspersonen, Tagesroutinen, Regeln und konzeptuelles Wissen. Erst mit dem Hintergrund dieser schematischen und abstrakten Wissensstrukturen kann man sich auch einzelne Erlebnisse, also Episoden, merken. Diese Struktur muss das Gehirn erst einmal aufbauen. Das episodische Gedächtnis hat viel mit Sprache und Kommunikationsfähigkeiten zu tun. In den ersten Lebensjahren wird alles visuell oder taktil kodiert, und erst wenn ein Kind, zwei, drei, vier Jahre alt ist, wird das Erleben zunehmend sprachlich abgebildet. Erinnerung bedarf einer verbalen Struktur, denn man fragt man jemanden auch mit Worten nach seinen Erlebnissen. Um sich an Erlebnisse zu erinnern, braucht man schließlich ein Selbstkonzept, d. h., eine Vorstellung vom Ich. Das Selbstkonzept entwickelt sich im Alter von etwa zwei Jahren und lässt sich mit dem Spiegeltest nachweisen, bei dem einem Kind unbemerkt ein Punkt auf die Stirn gemalt und dann soll es in einen Spiegel schauen. Tippt das Kind auf den Spiegel oder fasst es sich an die Stirn? Zu dieser Zeit entsteht auch die Theory of Mind, d. h., man erkennt, dass andere Menschen etwas anderes fühlen, wissen und denken können als man selbst. Nur mit dieser Vorstellung kann man seine Erlebnisse mit sich als Bezugspunkt abspeichern. Dieser Entwicklungsabschnitt ist auch der Ursprung des autobiografischen Gedächtnisses. Zusätzlich muss natürlich das Gehirn erst reifen. Daher erinnert sich niemand so wirklich an seine ersten zwei Lebensjahre, wobei bei den meisten die Erinnerung erst ab dem 4. oder 5. Lebensjahr einsetzt.

Je jünger ein Kind ist, desto weniger behält es demnach Episoden von Ereignissen im Kopf, denn bevor ein Kind sein Erleben in Sprache fassen kann, gibt es nur sehr wenige konkrete Erinnerungen. Das Gehirn eines Kindes ist noch zu sehr damit beschäftigt, die Ressourcen bereitzustellen, die es braucht, um Erinnerungen überhaupt verlässlich festhalten zu können. Man geht heute davon aus, dass es vor dem dritten Lebensjahr keine sicheren eigenen autobiografischen Erinnerungen gibt, denn dazu muss das Netzwerk von Nervenzellen im Gehirn so weit ausgebildet sein, dass Ereignisse in vielen Gehirnarealen gleichzeitig verarbeitet werden können. Auch muss die Fähigkeit sprachlich zu denken vorhanden sein verbunden mit einem Minimum an Selbstbewusstsein, denn nur wenn man weiß, wer man ist, kann man Erinnerungen als sich zugehörig wahrnehmen und abspeichern (autobiografisches Gedächtnis).

Das autobiografische Gedächtnis funktioniert auch später, wenn ein Kind bereits sicher seine Muttersprache spricht, etwas anders als bei einem Erwachsenen, denn Kinder erinnern sich weniger an konkrete Situationen, sondern eher an wiederkehrende Episoden oder Routinen in ihrem Alltag. Allerdings werden Ereignisse, die als sehr emotional erlebt wurden und manche Erfahrungen, die das Kind zum allerersten Mal macht, wie auch bei Erwachsenen oft ein Leben lang intensiv und detailreich in Erinnerung, was daran liegt, dass das Gehirn versucht, mögliche zukünftige Gefahren oder Bedrohungen zu vermeiden. Aus diesem Grund sind frühe Erinnerungen meist eher Erinnerungen unerfreulicher Art.

Übrigens sorgt das gemeinsame Erinnern von Erlebnissen und Erfahrungen von Eltern mit ihren Kindern oft dafür, dass sich auch die Erinnerungen selbst verändern, was auch daran liegt, dass Gedächtnisinhalte bei jedem Abruf verändert werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass gemeinsame Erinnerungen die Entwicklung eines Kindes fördern, wobei Kinder, die sich regelmäßig mit ihren Eltern an gemeinsam Erlebtes erinnern, emotional sicherer an gebunden und emotional ausgeglichener und zufriedener sind. Offensichtlich hilft das Kindern, ihre Erfahrungen zu strukturieren und vor allem unangenehme Gefühle, die sie weiterhin beschäftigen, im Nachhinein zu regulieren.

Episodisches Gedächtnis bei Tieren

Bis vor kurzem waren Verhaltensforscher und Psychologen noch überzeugt, dass die Fähigkeit zu einer Vorstellung von Zukunft und Vergangenheit Menschen vorbehalten ist und dass Tiere ausschließlich in der Gegenwart leben – angebunden am Pflock des Augenblicks. Echtes Planen für die Zukunft erfordert hingegen, dass ein Tier weiß, welche Bedürfnisse es einmal haben wird. Im Gehirn des Menschen gibt es einen Zusammenhang zwischen der Fähigkeit, Zukunftspläne zu schmieden, und der Erinnerung an vergangene Erlebnisse. Voraussetzung für beides ist das episodische Gedächtnis, in dem persönliche Erfahrungen gespeichert werden, etwa wann ein Mensch irgendwo etwas erlebt hat. Josep Call und Nicholas Mulcahy zeigten nun in komplexen Experimenten, dass auch Bonobos und Orang-Utans ebenfalls dazu in der Lage sind, Zukunftspläne zu schmieden. Man vermutet deshalb, dass diese Tiere, die in gewissem Ausmaß für die Zukunft planen können, auch eine Art episodisches Gedächtnis besitzen müssen.

Forscher überprüften das Zeitgefühl von Ratten und stellten fest, dass auch diese eine Form von episodischem Gedächtnis besitzen. Die Tiere wurden täglich mehrere Male in ein Labyrinth gesetzt, das nicht nur mit den üblichen Getreide-Pellets, sondern in einem Gang auch mit einem Käsestück ausgestattet war, wobei es nicht in jedem Versuchsdurchlauf Käse gab, sondern manchmal an dieser Stelle nur ein normales Futter-Pellet. In einer Gruppe wurde der Käse immer zu einer bestimmten Tageszeit angeboten, in einer zweiten nach einer bestimmten Zeitspanne im Anschluss an den letzten Durchgang, und in einer dritten wurden beide Methoden miteinander kombiniert. Nach mehreren Versuchsläufen liefen nur jene Tiere zielstrebig in den Käse-Gang, die man nach der Zeitspanne abgerichtet hatte. Ratten können sich offenbar nicht unmittelbar daran erinnern, dass ein Ereignis zu einem bestimmten Zeitpunkt stattgefunden hat, dennoch behielten sie das Ereignis im Kopf und zeigten ein Gefühl dafür, ob es vor fünf Stunden oder fünf Tagen geschehen war.

Claudia Fugazza von der Universität Budapest am Lehrstuhl für Verhaltensforschung hat eine Methode entwickelt, um in einem Experiment zu überprüfen, ob Hunde über episodisches Gedächtnis verfügen. Sie trainierte Hunde zuerst darauf, auf den Satz „Do it!“ hin nachzuahmen, was ihr Trainer tut, also etwa auf einen Sessel zu klettern, wenn dieser auf einen Sessel geklettert ist. In einem zweiten lernten die Hunde, sich auf den Befehl „Lie down!“ niederzulegen, nachdem ihr Trainer eine Handlung vollführt hatte, egal welche. Wenn sie auch das beherrschten, wurden sie mit dem geläufigen Befehl der ersten Trainingsphas „Do it!“, also der Aufforderung zur Imitation aufgefordert. Sie befolgten diese tatsächlich, obwohl sie die Aufforderung „Do it!“ nicht erwartet hatten, sich vielmehr spontan, offensichtlich das „Lie down!“ erwartend, niederlegten. Und zwar imitierten sie die Handlung des Trainers eine Minute, nachdem dieser sie vorgeführt hatte, und auch, wenn auch weniger zuverlässig, eine Stunde danach. Daraus folgert man, dass sich die Hunde die Handlungen des Trainers von sich aus episodisch einprägen und nicht nur für eine Belohnung nachahmen. Offensichtlich ist das episodisches Gedächtnis nicht einzigartig und hat sich nicht nur bei Primaten entwickelt.
Claudia Fugazza hat die Ergebnisse dieser Studie in ein Trainingsprogramm umgesetzt, mit dem HundehalterInnen ihrem Hund beibringen können, Verhalten nachzumachen. In vier Schritten wird dem Hund beigebracht, Verhalten zu imitieren, so dass neue Verhaltensweisen sehr schnell erlernt werden können. Dazu ist es zuerst einmal nötig, dass Hunde mindestens sechs Verhalten auf ein Wortsignal hin beherrschen. Dem Hund wird dann die Imitationsregel beigebracht, die es zu generalisieren gilt. Hat der Hund das verstanden, wird ihm neues Verhalten vorgemacht. Er imitiert dieses Verhalten und im Anschluss wird für dieses Verhalten ein Signal eingeführt, d. h., ein Hund erwirbt neue Verhaltensweisen nicht über operante Konditionierung sondern über Imitation. Nach einigen Wiederholungen kann der Hund dann das Verhalten eigenständig auf das Signal hin ausführen.
Kurioses: In der Zeitschrift DIE WELT wird dieses Forschungsergebnis übrigens unter dem Titel „Dein Hund weiß, was du letzten Sommer getan hast“ kolportiert 😉 Und im TagesAnzeiger unter dem Titel „Ich weiss mehr, als du denkst“ 😉

Episodisches Gedächtnis bei Robotern?

In Experimenten mit lernenden Robotern versucht man, Roboter wie Babys lernen und allmählich ein episodisches Gedächtnis entwickeln zu lassen, d. h., diese führen zunächst rein zufällige Bewegungen aus. Wenn man dann ein bestimmtes Kommando auf den Arm gibt, lernt der Roboter, an welcher Stelle er anschließend seine Hand sieht. Will de Roboter dann seine Hand an eine bestimmte Stelle bewegen, weiß er schon ungefähr, welche Bewegung dafür nötig ist. Mit diesem erlernten Wissen kann der Roboter dann auch Handlungen mental simulieren, denn so kann er etwa prüfen, welchen Arm er bewegen sollte, um einen Gegenstand zu ergreifen, oder ob er dazu ein Werkzeug benützen muss. Darüber hinaus sollen Roboter so wie Kinder einfach aus Interesse neue Dinge ausprobieren und ihre konkreten Handlungen aus einem Wertesystem ableiten. Roboter sollen dann allmählich lernen, ihre eigenen Ziele zu verfolgen. So besitzt ein Roboter an die 200 Sensoren für Kraft, Bewegung, Geschwindigkeit, Spannungen, Ströme, Klänge, aber auch die Kamera liefert jede Menge Informationen Gespeichert wird dabei aber nur das, worauf der Roboter seine Aufmerksamkeit gelenkt hat, also vor allem neue Sinneseindrücke, Dinge und Personen, die der Roboter bisher noch nicht gesehen hat.

Episodisches Gedächtnis in der Literatur

Ein berühmtes Beispiel für die Detailgetreuheit einer episodischen Erinnerung schildert Swann, der Erzähler in Marcel Prousts „Auf der Suche nach der verlorenen Zeit“: „In der Sekunde nun, als dieser mit dem Kuchengeschmack gemischte Schluck Tee meinen Gaumen berührte, zuckte ich zusammen und war wie gebannt durch etwas Ungewöhnliches, das sich in mir vollzog. Ein unerhörtes Glücksgefühl, das ganz für sich allein bestand und dessen Grund mir unbekannt blieb, hatte mich durchströmt.“ Der Erzähler entdeckt in diesem berühmten Beispiel, dass er den Geschmack aus seiner Kindheit kennt und mit ihm die Fähigkeit, dort erlebte Zeiten innerlich zum Leben zu erwecken, mit allen Bildern, Klängen, Geschmäckern und Gerüchen.

Quellen & Literatur

http://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/GEDAECHTNIS/ModelleInhalt.shtml (09-05-02)
http://www.welt.de/print/wams/lifestyle/article13915291/Die-Stunde-des-Schweins.html (12-03-11)
http://www.welt.de/gesundheit/psychologie/article115127769/Gemeinsames-Erinnern-macht-Kinder-stark.html (13-04-10)
http://www.heise.de/tr/artikel/Das-Kind-im-Roboter-2583147.html (15-03-27)
https://www.welt.de/kmpkt/article159752988/Dein-Hund-weiss-was-du-letzten-Sommer-getan-hast.html (16-11-29)
Patihis, L., Frenda, S. J., LePort, A. K. R., Petersen, N., Nichols, R. M., Stark, C. E. L., McGaugh, J. L., & Loftus, E. F. (2013). False memories in highly superior autobiographical memory individuals. Proceedings of the National Academy of Sciences.
Pohl, R. (2007). Das autobiographische Gedächtnis. Die Psychologie unserer Lebensgeschichte. Stuttgart.
Waldhauser, G. T., Johansson, M. & Hanslmayr, S. (2012). Alpha/beta oscillations indicate inhibition of interfering visual memories. Journal of Neuroscience, 32, 1953–1961.
Zwissler, Bastian,  Sperber, Christoph,  Aigeldinger, Sina,  Schindler, Sebastian,  Kissler, Johanna &  Plewnia, Christian (2014). Shaping Memory Accuracy by Left Prefrontal Transcranial Direct Current Stimulation. The Journal of Neuroscience, 34, 4022-4026.
Die Presse vom 24. November 2016




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