Ku Yixuan丨Möchten Sie mit nur 5 Minuten Erinnerung „im Hier und Jetzt leben“?

„Stellen Sie sich vor, wir hätten keinen Hippocampus. Wir könnten zwar keine neuen Langzeiterinnerungen bilden, hätten aber immer noch Kurzzeiterinnerungen, die es uns ermöglichen würden, im gegenwärtigen Moment zu leben.“

Ku Yi Xuan

Professor für Psychologie, Sun Yat-sen-Universität

Hallo zusammen, ich bin Ku Yixuan von der Sun Yat-sen-Universität. Heute möchte ich etwas über Erinnerungen und Emotionen mit Ihnen teilen.

Zunächst möchte ich Ihnen eine Frage stellen. Wissen Sie noch, was Sie letzten Sonntag zu Mittag gegessen haben? Diese Frage scheint schwierig.

Lassen Sie mich die Frage ändern. Was ist das Unvergesslichste in Ihrem Leben? Sie erinnern sich vielleicht schnell an die sogenannten vier großen Freuden des Lebens und an die traurigen Ereignisse, die wir gemeinsam erlebt haben. Warum hinterlassen diese Momente großer Trauer und Freude so tiefe Erinnerungen in unseren Köpfen? Darüber möchten wir heute mit Ihnen sprechen.

Möchten Sie mit nur 5 Minuten Erinnerung „im Hier und Jetzt leben“?

So wie die Wunde nach einer Verletzung heilt, aber danach wieder juckt und man immer wieder kratzen möchte; das gleiche gilt für schmerzhafte Erinnerungen. Spät in der Nacht tauchen die schmerzhaften Erinnerungen auf und wir können möglicherweise nicht einschlafen. In schweren Fällen kann es sogar zu einer posttraumatischen Belastungsstörung und psychischen Problemen kommen. Diese schmerzhaften Erinnerungen sind so unvergesslich. Gibt es also eine Möglichkeit, sie auszulöschen?

Männer in Schwarz

Ich weiß nicht, ob Sie „Men in Black“ gesehen haben. In diesem Film wenden die Agenten die Methode der Gedächtnislöschung an. Mit einem Lichtblitz und einem „Klick“ verschwinden die Erinnerungen der Menschen um sie herum für eine gewisse Zeit und sie werden sich nicht mehr daran erinnern, was gerade passiert ist.

Andererseits stellen wir fest, dass es sehr schwierig ist, Erinnerungen zu bewahren. Stellen Sie sich vor, wir werden im Unterricht viel Neues lernen. Wenn Sie jedoch nicht wiederholen, werden Sie sich zum Zeitpunkt der Abschlussprüfung kaum noch an das Gelernte erinnern.

Erinnerungen sind flüchtig und wir müssen sie ständig überprüfen, um sie zu festigen. Natürlich können wir den Zeitraum für jede Überprüfung schrittweise verlängern, indem wir mit einem Tag beginnen, dann nach einem Monat erneut überprüfen und nach einem Jahr noch einmal überprüfen. Danach bilden die Fragmente, die uns für kurze Zeit im Gedächtnis bleiben, das Langzeitgedächtnis und werden nicht mehr so ​​leicht vergessen.

Die Gedächtniskonsolidierung hängt vom Hippocampus ab

Warum können Sie sich im Alter noch an das Wissen erinnern, das Sie als Kind erworben haben? Tatsächlich ist dies die Arbeit einer magischen Struktur im Gehirn – des Hippocampus, der den Konsolidierungsprozess des Kurzzeitgedächtnisses zum Langzeitgedächtnis bestimmt.

Stellen Sie sich vor, wie es wäre, wenn die Menschen keinen Hippocampus hätten? Dann wäre es zwar nicht mehr möglich, neue Langzeiterinnerungen zu bilden, wir hätten aber immer noch Kurzzeiterinnerungen und würden zu Menschen, die in der Gegenwart leben. Heutzutage ist jeder sehr modebewusst und strebt nach dem Gefühl, „im gegenwärtigen Moment zu leben“. Aber in der Geschichte gab es tatsächlich einen solchen Menschen, der in der „Gegenwart“ lebte.

Henry Molaison (1926–2008)

In den 1950er Jahren gab es einen Patienten namens Henry Molaison, der vor seinem Tod den Codenamen „HM“ trug. HM leidet seit seiner Kindheit an Epilepsie. Bei einem Anfall entsteht Schaum vor dem Mund und seine Hände zucken, was lebensgefährlich ist. Die Ärzte fanden also den Teil seines Gehirns, der die Anfälle verursachte, und entfernten ihn: den Hippocampus.

Auf den Bildern oben können Sie erkennen, dass das Gehirn einer normalen Person auf dem rechten Bild vollständig ist, während auf dem linken Bild beide Seiten des Hippocampus im Gehirn einer normalen Person abgeschnitten sind und ein Hohlraum zurückbleibt. Was passiert, nachdem der Hippocampus entfernt wurde?

Nach dem Verlust des Hippocampus können Menschen keine Langzeiterinnerungen mehr bilden, ihr IQ ist jedoch normal

Der Arzt stellte fest, dass seine Intelligenz normal und sogar höher als der durchschnittliche IQ gewöhnlicher Menschen sei. Der Arzt bat ihn, sich an Dinge aus seiner Kindheit zu erinnern, beispielsweise wer in einem bestimmten Jahr Präsident der Vereinigten Staaten war, und er konnte sich deutlich daran erinnern. Aber HM war nicht in der Lage, neue Erinnerungen zu bilden. Er konnte die Ärzte und Krankenschwestern, die ihn operierten, nicht erkennen. Natürlich könnte er sie wieder kennenlernen, aber er würde sie nach fünf Minuten wieder vergessen.

Diese Geschichten wurden in die Handlung der Filme eingearbeitet. Beispielsweise gibt es in „Memento“ und „50 erste Dates“ solche Handlungsstränge, in denen der Protagonist immer wieder Freunde und Verwandte kennenlernen muss. Sie können darüber nachdenken, möchten Sie dieses Gefühl, „im Hier und Jetzt zu leben“?

Die nächste Frage lautet: Was bedeuten Emotionen für uns?

Amygdala

In den 1990er Jahren gab es eine weitere sehr berühmte Patientin namens SM, die aufgrund einer Phospholipidproteinose einen Teil ihres Gehirns verloren hatte. Die fehlende Gehirnregion wird Amygdala genannt, ein kleiner, mandelförmiger Bereich vor dem Hippocampus.

Normale Kontrolle (links) und SM (rechts)

Wie Sie auf den MRT-Bildern sehen können, fehlt SMs Amygdala. Nach dem Verlust dieses Gehirnbereichs wurde sie im Vergleich zu normalen Menschen furchtlos. Viele Menschen schauen sich gerne Horrorfilme an, um sich selbst herauszufordern. Bei SM ist das jedoch anders. Sie ist beim Anschauen von Horrorfilmen interessant, neugierig und aufgeregt, empfindet jedoch nicht die Angst, die die meisten Menschen empfinden.

SM verlor ihre Angst, aber die anderen Emotionen waren immer noch da. Wir Chinesen haben ein altes Sprichwort mit dem Titel „Sieben Gefühle und sechs Wünsche“, zu dem Freude, Wut, Trauer, Angst, Liebe, Hass und Verlangen gehören. Der Arzt führte einen Test durch und bat sie, grundlegende Emotionen wie Glück, Wut, Traurigkeit, Ekel und Überraschung zu zeichnen. Sie hatte kein Problem damit, die einzige Emotion zu zeichnen, die sie nicht zeichnen konnte. Wenn sie Angst zeichnen müsste, könnte sie nur ein Bild wie das in der unteren linken Ecke zeichnen, ein krabbelndes Kind mit zu Berge stehenden Haaren. Das ist es, was sie unter Angst versteht.

Ihre Verlustangst hat ihr einige unerwartete Eigenschaften verliehen, beispielsweise Freundlichkeit. Die meisten Menschen wahren bei geselligen Anlässen zwischenmenschliche Distanz, außer gegenüber den engsten Vertrauten. Wir wahren im Gespräch mit anderen Menschen immer eine relative Distanz. Wir haben ein altes Sprichwort, das heißt „sich gegenseitig verwundert ansehen“, aber SM wird dieses Problem nicht haben. Selbst wenn sie anderen aus nächster Nähe gegenübersteht, wird sie sich nicht verlegen fühlen.

Auch die fehlende Furcht bereitete ihr große Probleme, denn sie hatte überhaupt keine Angst. Als sie mehrmals mit Messern und Pistolen bewaffneten Gangstern konfrontiert wurde, blieb sie furchtlos und wäre deswegen beinahe gestorben.

Wir können feststellen, dass es in der Klassifizierung der Grundemotionen weitaus mehr negative als positive Emotionen gibt. Natürlich haben verschiedene Emotionen ihre Antriebskräfte, die die Modi darstellen, auf die wir zum Überleben angewiesen sind. Positive Emotionen motivieren uns, Dinge zu tun, aber diese negativen Emotionen sind auch sehr wichtige Fähigkeiten, die wir entwickelt haben.

Beispielsweise kann Angst Sie vor Gefahren bewahren, Ekel Sie von giftigen Nahrungsmitteln fernhalten, Wut kann gleichberechtigte Beziehungen zwischen Menschen herstellen und Traurigkeit kann Menschen einander näher bringen. Obwohl uns negative Emotionen Unbehagen bereiten, sind sie für den Evolutionsprozess sehr wichtig und wir dürfen keine von ihnen verlieren.

Wie beeinflussen Emotionen unser Gedächtnis? Einfach ausgedrückt handelt es sich um die Interaktion zwischen den beiden Bereichen, über die wir gerade gesprochen haben – dem Hippocampus und der Amygdala.

Die meisten Menschen sind beispielsweise eher von Horrorfilmen beeindruckt, von Dokumentationen hingegen weniger. Warum? Die Forscher führten ein Experiment durch, bei dem sie die Probanden ein neues Video ansehen ließen und dann testeten, wie viel sie sich merken konnten. Das Balkendiagramm rechts unten zeigt das Testergebnis.

Wir können sehen, dass die rote Box den Testvorgang zeigt, bei dem zuerst ein Horrorfilm und dann eine Dokumentation abgespielt wird. Dabei unterscheidet sich die Speichergenauigkeit der beiden Filme kaum und ist vergleichsweise höher als bei den anderen. Die blaue Box zeigt den Testablauf, bei dem zuerst ein Dokumentarfilm und dann ein Horrorfilm abgespielt wird. Die Erinnerungsgenauigkeit des Horrorfilms ist höher als die der Dokumentation. Der dunkelblaue Kasten zeigt den Testablauf beim Abspielen zweier Dokumentationen. Die Erinnerungsgenauigkeit beider Filme ist relativ gering.

Die Ergebnisse zeigten, dass bei der Wiedergabe desselben Dokumentarfilms zunächst ein Horrorfilm gezeigt wurde, die Emotionen der Versuchspersonen geweckt wurden und sich ihr relatives Erinnerungsvermögen verbesserte.

Warum führt eine solche emotionale Erregung zu einer Verbesserung des Gedächtnisses? Die Studie ergab, dass in Situationen mit roten und blauen Rahmen die Verbindung zwischen dem menschlichen Hippocampus und der Amygdala relativ stärker ist. Die von den Probanden erzeugten negativen Emotionen verstärkten die Wirkung der Amygdala auf den Hippocampus und vertieften so unser Gedächtnis.

Wir wissen heute, dass Emotionen den Konsolidierungsprozess des Kurzzeitgedächtnisses zum Langzeitgedächtnis beeinflussen, was auf eine Auswirkung der Amygdala auf den Hippocampus zurückzuführen ist. Um also die vorherige Frage zu beantworten: Haben Emotionen einen Einfluss auf die Gedächtnisbildung, wenn das Kurzzeitgedächtnis noch nicht gefestigt ist? Darauf konzentriert sich unser Labor.

Der erste Schritt besteht darin, Werkzeuge zur Messung des Kurzzeitgedächtnisses zu entwickeln. Was denken Sie über die Kapazität Ihres Kurzzeitgedächtnisses? Versuchen wir es und sehen wir, wie viele Zahlen Sie sich in zehn Sekunden merken können.

Tatsächlich ist diese Zahlenfolge Pi – 3,1415926535897932384. Wenn es um das Auswendiglernen von Zahlen geht, können sich die meisten Menschen durchschnittlich 7 Zahlen merken, manche können sich bis zu 9 merken und manche können sich vielleicht nur 5 merken. Dies ist also die Obergrenze der Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses.

Da die durchschnittliche Kapazität 7 beträgt, führen wir einen Leitungstest durch. Insgesamt gibt es hier 6 Zeilen. Bitte beachten Sie deren Anweisungen.

Als nächstes wollen wir feststellen, ob sich dieses Bild geändert hat. Ich habe das Gefühl, dass sich etwas ändert. Welche Zeile hat sich geändert?

Den meisten Leuten ist die Änderung vielleicht nicht aufgefallen, aber tatsächlich hat sich die Richtung der Linie in der unteren linken Ecke geändert. Wir können daraus schließen, dass unsere Kodierungsstrategie eingeschränkt ist und es schwieriger wird, sich das Bildgedächtnis zu merken, wenn es sich um ein Bildgedächtnis handelt. Derzeit beträgt unsere Kurzzeitgedächtniskapazität tatsächlich nur 4±1 und wir können uns nur etwa 4 Linienrichtungen merken.

Warum verfügt das Gehirn über so viele Neuronen, kann sich aber in kurzer Zeit nur so wenige Informationen merken? Dies ist eine offene Frage und es gibt noch keine Antwort. Studien haben ergeben, dass die an der Speicherung des Kurzzeitgedächtnisses beteiligten Gehirnbereiche viele Bereiche der Großhirnrinde sind, darunter der präfrontale Kortex, der parietale Kortex, der okzipitale Kortex usw.

Frontallappen (links), Parietallappen (Mitte) und sensorischer Kortex (rechts)

Die Bereiche, in denen Sie diese roten hellen Punkte sehen, sind die Bereiche, die aktiviert werden, wenn unser Kurzzeitgedächtnis aktiv ist. Nachdem das Gehirn die Informationen des Kurzzeitgedächtnisses aufgenommen hat, werden diese über den Hippocampus wieder in unserer Großhirnrinde konsolidiert, um das Langzeitgedächtnis zu bilden. Dies ist der Konsolidierungsprozess vom Kurzzeitgedächtnis zum Langzeitgedächtnis.

Wann also erreicht die Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses ihre Grenzen? Wie Sie sehen, zeigt das Liniendiagramm rechts die Veränderungen der Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses. Wenn wir uns an einen Gegenstand erinnern, wird die Aktivität unseres Parietallappens durch die blaue Linie dargestellt. Wenn wir uns zwei Objekte merken, wird die Aktivitätslinie des parietalen Kortex größer und wird zu einer grünen Linie. Wenn wir uns drei Objekte merken, wird die Aktivierung weiter zunehmen und zu einer roten Linie werden. Bei mehr als vier Objekten wird es jedoch schwierig, die Aktivitätslinie des parietalen Kortex weiter zu steigern. Zu diesem Zeitpunkt hat die Kapazität unseres Kurzzeitgedächtnisses ihre Obergrenze erreicht und wir können uns nicht mehr an weitere Objekte erinnern.

Dies könnte ein Schlüsselfaktor für die Einschränkung der Gedächtnisleistung sein, aber besteht ein kausaler Zusammenhang zwischen Gehirnaktivität und Verhalten? Wir hören jeden Tag Hähne krähen und sehen die Sonne aufgehen, aber können wir sagen, dass das Krähen des Hahns den Sonnenaufgang verursacht? Nur wenn die Sonne nicht aufgeht und kein Hahn da ist, können wir Kausalität beweisen.

Wir haben ein Experiment durchgeführt, bei dem wir den parietalen Kortex stimuliert haben, um zu sehen, ob wir die Gedächtniskapazität verändern können. Unsere neuesten Forschungsergebnisse zeigen, dass die elektrische Stimulation des parietalen Kortex die Kurzzeitgedächtnisleistung verbessern kann. Es scheint, dass die Aktivität des parietalen Kortex die Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses begrenzt.

Parietaler Kortex bestimmt die Leistungsfähigkeit des Kurzzeitgedächtnisses

Jeder weiß, dass Multiple-Choice-Fragen einfach sind, während Lückentext-Fragen und Fragen mit Kurzantworten schwieriger sind. Wenn ich Sie auffordere, sich an ein Wissen zu erinnern, wäre es für Sie dann schwieriger, es aufzuschreiben? Dann können wir einen Schritt weitergehen und fragen: Wovon hängt die Genauigkeit des Gedächtnisses ab? Wie messen wir die Speicherpräzision? Es handelt sich immer noch um dieselbe Prüfungsfrage, aber dieses Mal müssen Sie die fehlende Zeile im Kreis in der oberen rechten Ecke ausfüllen.

Die Genauigkeit des Gedächtnisses ist bei jedem Menschen unterschiedlich. Wenn sie sich erinnern, bildet sich eine Gauß-Verteilung um den richtigen Wert (von-Mises-Verteilung auf dem Umfang). Wenn sie es vergessen, treffen sie zufällige Entscheidungen, die zu einer gleichmäßigen Verteilung führen. Anhand dieses Verhaltensmusters können wir dann die Genauigkeit des Gedächtnisses messen. Wo ist die Gehirnrepräsentation dieses Genauigkeitsmaßes? Zur Durchführung des Tests ließen wir die Probanden in einem funktionellen Magnetresonanztomographie-System liegen, während ihre Gehirnaktivität aufgezeichnet wurde.

Die LOC-Aktivität bestimmt die Speichergenauigkeit

Wir können feststellen, dass die Genauigkeit des verhaltensgemessenen Gedächtnisses umso höher ist, je stärker die Aktivität im lateralen Okzipitalkomplex (LOC) im Hinterkopfbereich des Gehirns ist. Indem wir Methoden des maschinellen Lernens und Messungen der funktionellen Magnetresonanztomographie kombinieren, können wir noch einen Schritt weiter gehen und die Repräsentationskurve des Gedächtnisses entschlüsseln.

Warum das tun? Wenn wir die Spuren der Erinnerung und die Form der Erinnerungsrepräsentation ermittelt haben, können wir diese weiter verändern. In Tierstudien konnten Forscher die genauen Standorte von Gedächtniszellen und deren Aktivierungsmuster lokalisieren. Wissenschaftler versuchen außerdem, Erinnerungen mithilfe optogenetischer und molekularbiochemischer Methoden umzuschreiben. Vielleicht wird das Licht, das bestimmte Erinnerungen löschen kann, in Zukunft auch beim Menschen auftreten.

Wie wirken sich Emotionen auf das Kurzzeitgedächtnis aus? Mit der oben beschriebenen Methode können wir es messen. Wir baten die Probanden zunächst, sich eine Reihe von Fotos anzusehen, von denen einige positiv und andere negativ und erschreckend waren, und baten sie dann, die Linientestaufgabe zu erledigen.

Negative Emotionen beeinträchtigen die Genauigkeit des Kurzzeitgedächtnisses

Dann stellten wir fest, dass wir uns sehr gut an zwei oder vier Dinge erinnern können und Emotionen dabei keine Rolle spielen. Wie in Load2 und Load4 im Balkendiagramm oben gezeigt, sind die drei Spalten mit neutralen, negativen und positiven Emotionen ähnlich. Was aber, wenn die Anzahl der Dinge, an die wir uns erinnern müssen, die Grenze unserer Gedächtniskapazität überschreitet, wenn wir uns beispielsweise 6 Dinge merken müssen? Dabei stellten wir fest, dass negative Emotionen die Gedächtnisgenauigkeit der Probanden tatsächlich verbessern können.

Sowohl positive als auch negative Emotionen erhöhen die Amygdala-Aktivität

Warum passiert das? Magnetresonanztomographie-Studien haben ergeben, dass sowohl positive als auch negative Emotionen die Aktivierung der Amygdala erhöhen können.

Nur negative Emotionen verbessern die Repräsentation im Kurzzeitgedächtnis

Wenn wir jedoch anhand experimenteller Daten im Nahinfrarotbereich mithilfe maschineller Lernmethoden die Änderungen in der Gedächtnisdarstellung während des gesamten Prozesses untersuchen, können nur negative Emotionen Gedächtnisspuren verstärken.

Die interaktive Beziehung zwischen Emotionen und Kurzzeitgedächtnis

In unserer Studie stellten wir außerdem fest, dass das emotionale Netzwerk (Bereiche wie die Amygdala und die Inselrinde) einen erheblichen Einfluss auf die Aktivität des Gedächtnisnetzwerks im Gehirn (Bereiche wie der Frontallappen, der Parietallappen und der gesamte Lappen) hat und dadurch unser Verhalten verändert.

Abschließend möchte ich die Beispiele und Gedichte von Du Fu mit Ihnen teilen. Du Fus Leben war sehr tragisch. Er wurde entwurzelt und erlebte viele negative Emotionen, aber die Gedichte, die er schrieb, sind so schön und seine Beobachtungen so akribisch. In seinen „Frühlingsgedanken“ schrieb er: „Die Blumen vergießen Tränen, wenn sie traurig sind, und die Vögel lassen mein Herz erzittern, wenn ich Trennung fühle.“

Emotionen verleihen der Erinnerung eines Menschen Tiefe und Lebendigkeit. Jeder von uns sollte lernen, Herr seiner Gefühle zu sein und diese scheinbar negativen Emotionen zu akzeptieren. Vielleicht bringen sie eine positive Veränderung für Sie und machen Sie in mancher Hinsicht stärker und besser. Lassen Sie jeden von uns zum Kolorierer der Emotionen werden und unsere Erinnerungen lebendiger und schöner malen.

Vielen Dank an alle!

Die Artikel und Reden geben lediglich die Ansichten des Autors wieder und stellen nicht die Position des Gezhi Lundao Forums dar.