(Jolygon/iStock/Getty Images) Der „Geheimcode“, den das Gehirn verwendet, um eine Schlüsselart des Gedächtnisses zu erzeugen, wurde endlich geknackt.
Diese Art von Gedächtnis, Arbeitsgedächtnis genannt, ermöglicht es Menschen, Informationen für kurze Zeiträume vorübergehend festzuhalten und zu manipulieren.
Sie nutzen das Arbeitsgedächtnis beispielsweise, wenn Sie eine Telefonnummer nachschlagen und sich dann kurz die Ziffernfolge zum Wählen merken, oder wenn Sie einen Freund nach dem Weg zu einem Restaurant fragen und dann auf der Fahrt dorthin die Abbiegungen im Auge behalten .
Die neue Arbeit stellt einen „grundlegenden Fortschritt“ in der Erforschung des Arbeitsgedächtnisses dar, sagte Derek Nee, Assistenzprofessor für Psychologie und Neurowissenschaften an der Florida State University, in einer E-Mail gegenüber WordsSideKick.com.
Ein kritischer Prozess
Seit Jahrzehnten fragen sich Wissenschaftler, wie und wo die Gehirn kodiert vorübergehende Erinnerungen.
Eine Theorie besagt, dass das Arbeitsgedächtnis auf speziellen „Speichern“ im Gehirn beruht, die von der Stelle getrennt sind, an der das Gehirn eingehende sensorische Informationen verarbeitet Augen oder Nase zum Beispiel, oder wo langfristige Erinnerungen – wie Erinnerungen daran, mit wem man zum Abschlussball gegangen ist, oder grundlegendes Wissen, das man in der Schule gelernt hat – gespeichert sind, sagte Nee, der nicht an der neuen Studie beteiligt war.
Eine andere, gegensätzliche Theorie besagt, dass es „keine solchen speziellen Lagerhäuser gibt“, sagte Nee gegenüber WordsSideKick.com.
In dieser alternativen Theorie ist das Arbeitsgedächtnis im Wesentlichen ein aufkommendes Phänomen – eines, das sich zeigt, „wenn sensorische und motorische Repräsentationen erhalten bleiben, während wir die Vergangenheit mit der Zukunft verbinden“, sagte Nee.
Nach dieser Theorie leuchten dieselben Gehirnzellen auf, wenn Sie eine Telefonnummer zum ersten Mal durchlesen, wie auch, wenn Sie diese Nummer im Arbeitsgedächtnis immer wieder durchgehen.
Verwandt: Ihr Gehirn übertreibt Erinnerungen, um sich besser an sie zu erinnern
Die neue Studie wurde am 7. April in der Zeitschrift veröffentlicht Neuron stellt beide Theorien in Frage.
Anstatt zu reflektieren, was während der Wahrnehmung geschieht, oder sich auf spezielle Gedächtnisspeicher zu verlassen, scheint das Arbeitsgedächtnis eine Stufe höher als die Erfassung sensorischer Informationen zu funktionieren; Es extrahiert nur die relevantesten sensorischen Informationen aus der Umgebung und fasst diese Informationen dann in einem relativ einfachen Code zusammen.
„Seit Jahrzehnten gibt es Hinweise darauf, dass das, was wir im [Arbeitsgedächtnis] speichern, sich von dem unterscheiden könnte, was wir wahrnehmen“, sagte der leitende Autor der Studie, Clayton Curtis, Professor für Psychologie und Neurowissenschaften an der New York University (NYU), gegenüber WordsSideKick.com eine E-Mail.
Um die Rätsel des Arbeitsgedächtnisses zu lösen, verwendeten Curtis und Co-Autorin Yuna Kwak, eine Doktorandin an der NYU, eine Gehirnscantechnik namens „Funktional“. Magnetresonanztomographie (fMRT), das Veränderungen im Blutfluss zu verschiedenen Teilen des Gehirns misst. Aktive Gehirnzellen benötigen mehr Energie und Sauerstoff, daher liefert die fMRT ein indirektes Maß für die Aktivität der Gehirnzellen.
Das Team nutzte diese Technik, um die Gehirne von neun Freiwilligen zu scannen, während sie eine Aufgabe ausführten, die ihr Arbeitsgedächtnis beanspruchte; Auch die beiden Studienautoren erledigten die Aufgabe und steuerten Gehirnscans zur Studie bei.
In einem der Versuche betrachteten die Teilnehmer etwa vier Sekunden lang einen Kreis aus Gittern oder Schrägstrichen auf einem Bildschirm; Die Grafik verschwand dann und 12 Sekunden später wurden die Teilnehmer gebeten, sich an den Winkel der Schrägstriche zu erinnern.
In anderen Versuchen betrachteten die Teilnehmer eine Wolke aus sich bewegenden Punkten, die sich alle in die gleiche Richtung bewegten, und wurden gebeten, sich an den genauen Winkel der Bewegung der Punktwolke zu erinnern.
„Wir gingen davon aus, dass die Teilnehmer den komplexen Reiz“ – das abgewinkelte Gitter oder die sich bewegenden Punkte – „in etwas Einfacheres und Relevanteres für die jeweilige Aufgabe umkodieren würden“, sagte Curtis gegenüber WordsSideKick.com.
Die Teilnehmer wurden nur gebeten, auf die Ausrichtung der Schrägstriche oder den Bewegungswinkel der Punktwolke zu achten, sodass die Forscher die Theorie aufstellten, dass ihre Gehirnaktivität nur diese spezifischen Attribute der Grafiken widerspiegeln würde.
Und als das Team die Daten des Gehirnscans analysierte, kam es genau zu dem Ergebnis.
Verwandt: Der berühmte Gedächtnistrick von Sherlock Holmes funktioniert wirklich
Die Forscher verwendeten Computermodelle, um die komplexe Gehirnaktivität zu visualisieren und eine Art topografische Karte zu erstellen, die Spitzen und Täler der Aktivität in verschiedenen Gruppen von Gehirnzellen darstellt.
Gehirnzellen, die visuelle Daten verarbeiten, verfügen über ein spezifisches „Empfangsfeld“, das heißt, sie werden als Reaktion auf Reize aktiviert, die in einer bestimmten Zone des Gesichtsfelds einer Person erscheinen.
Das Team berücksichtigte diese rezeptiven Felder in seinen Modellen, was ihnen half zu verstehen, wie die Gehirnaktivität der Teilnehmer mit dem zusammenhängt, was sie während der Gedächtnisaufgabe auf dem Bildschirm beobachtet hatten.
Diese Analyse ergab, dass das Gehirn nicht alle feinen Details jeder Grafik kodierte, sondern nur die relevanten Informationen speicherte, die für die jeweilige Aufgabe erforderlich waren.
Auf den topografischen Karten sah die zur Kodierung dieser Informationen verwendete Gehirnaktivität wie eine einfache, gerade Linie aus.
Der Winkel der Linie entsprach der Ausrichtung der Gitter oder dem Winkel der Bewegung der Punktwolke, je nachdem, welche Grafik den Teilnehmern gezeigt wurde.
Diese linienartigen Gehirnaktivitätsmuster traten im visuellen Kortex auf, wo das Gehirn visuelle Informationen empfängt und verarbeitet, und im parietalen Kortex, einer Schlüsselregion für die Gedächtnisverarbeitung und -speicherung.
Entscheidend ist nicht, dass sich das Gehirn darauf festgelegt hat, die Bilder durch Linien darzustellen.
„Es ist die Tatsache, dass die Darstellung von Gittern [oder] Bewegung auf etwas anderes abstrahiert wurde“, sagte Nee.
Eine Einschränkung der Studie besteht darin, dass das Team sehr vereinfachte Grafiken verwendet hat, die nicht unbedingt die visuelle Komplexität der realen Welt widerspiegeln, bemerkte Nee.
Diese Einschränkung erstreckt sich auf viele Studien zum Arbeitsgedächtnis, und Nee sagte, er verwende in seiner eigenen Forschung ähnlich einfache Grafiken.
„Das Feld muss sich in Richtung reichhaltigerer Reize bewegen, die besser zu unseren natürlichen visuellen Erfahrungen passen, um uns vom Labor zum praktischen Nutzen zu bringen“, sagte er.
Aber vor diesem Hintergrund liefert die neue Studie immer noch „einen neuen Einblick in die Frage, was es bedeutet, etwas Online für die Zukunft im Auge zu behalten“, sagte er.
Das Arbeitsgedächtnis fungiert im Wesentlichen als Brücke zwischen Wahrnehmung (wenn wir eine Telefonnummer lesen) und Aktion (wenn wir diese Nummer wählen).
„Indem diese Studie ein Darstellungsformat identifiziert, das weder dem ähnelt, was wahrgenommen wurde, noch dem, was getan wird, sondern sich klar aus visuellen Signalen ablesen lässt, bietet sie einen beispiellosen Einblick in diese mysteriöse Zwischenzone zwischen Wahrnehmung und Aktion“, sagte Nee.
Verwandter Inhalt:
Einzigartiges Gehirnsignal gerade entdeckt. Und es könnte uns zu „Menschen“ machen
Endlich wissen wir, warum das Gehirn so viel Energie verbraucht
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Live-Wissenschaft . Lies das Originalartikel hier .