Manchmal bleibt das Gesicht eines Fremden in der U-Bahn im Gedächtnis haften, eine Katze von einem Foto oder das Kleingeld von einem ganz gewöhnlichen Dienstag. Warum landen ausgerechnet diese Kleinigkeiten im persönlichen Archiv, während Hunderte andere spurlos verschwinden? Eine neue Arbeit des Teams von Xiao und seinen Kollegen von Cedars-Sinai schlägt einen unerwarteten Beteiligten an diesem Prozess vor – die Amygdala, den Mandelkern. Die meisten kennen sie vor allem als Zentrum der Angst, doch es zeigt sich, dass sie auch daran beteiligt ist, was genau es sich zu merken lohnt.
Die Amygdala wird seit Langem mit der Verarbeitung emotional bedeutsamer Ereignisse in Verbindung gebracht. Ihre Rolle beim Erinnern erklärt man daher gewöhnlich mit der Stärke der Erlebnisse: Angst, Freude oder Aufregung machen den Moment lebendiger, und das Gehirn speichert ihn bereitwilliger. Eine in der Zeitschrift Nature Neuroscience veröffentlichte Studie zeigt, dass das Bild umfassender ist. Die Aktivität einzelner Neuronen der Amygdala sagt voraus, welche Bilder ein Mensch später wiedererkennt, und dieser Zusammenhang verschwindet nicht, selbst wenn man berücksichtigt, wie stark das Bild emotional berührt hat.
Die Autoren arbeiteten mit direkten Aufzeichnungen. Sie verfolgten die Aktivität einzelner Nervenzellen bei Menschen mit Epilepsie, die auf Medikamente nicht anspricht: Solchen Patienten werden Elektroden tief ins Gehirn implantiert, um den Anfallsherd zu finden. Die Teilnehmer sahen Bilder an und durchliefen anschließend einen Wiedererkennungstest. So ließen sich zwei Momente miteinander vergleichen: wie ein bestimmtes Neuron beim ersten Mal auf das Bild reagierte und ob sich der Mensch später daran erinnerte. Die Daten stammen aus zwei unabhängigen Stichproben – 42 und 95 Patienten mit unterschiedlichen Gedächtnisaufgaben. Das zentrale Ergebnis bestätigte sich auch in der zweiten Stichprobe.
Am interessantesten ist die Selektivität der Neuronen. Viele Zellen der Amygdala reagieren nicht auf alles gleichermaßen: Jede von ihnen antwortet stärker auf eine bestimmte Kategorie von Bildern. In der Studie waren das Gesichter, Tiere, Essen, Autos und Landschaften. Das Wort „Präferenz“ ist hier ein Fachbegriff, der die Form der Antwort einer Zelle beschreibt und nicht die persönlichen Vorlieben des Menschen.
Genau hier wird die Selektivität für das Gedächtnis wichtig. Je stärker eine solche Zelle bei der ersten Darbietung auf ein Bild aus ihrer „eigenen“ Kategorie reagierte, desto höher war die Wahrscheinlichkeit, dass der Mensch es später wiedererkannte. Der Unterschied in der Aktivität trat etwa 350 Millisekunden nach dem Erscheinen des Bildes auf, also nahezu augenblicklich, lange bevor der Mensch bewusst entscheidet, ob er sich an etwas erinnert hat. Am häufigsten ist der Effekt in der rechten Hemisphäre deutlicher ausgeprägt: Dort erwies sich der Zusammenhang zwischen den Neuronen der Amygdala und dem Erinnern als stärker.
Besonders wichtig ist, dass die emotionale Bewertung der Bilder diesen Effekt nicht aufhob. Die gewohnte Erklärung über die Intensität der Erlebnisse erwies sich nur als ein Teil des Bildes. Die Amygdala reagiert allem Anschein nach auch auf den Inhalt des Gesehenen selbst und hilft zu entscheiden, welche Fragmente der Erfahrung es sich zu bewahren lohnt.
Es gibt noch ein weiteres Detail. Wenn ein Bild erinnert wurde, stimmte die Aktivität der Amygdala und des Hippocampus – einer Hirnregion, die seit Langem mit der Bildung von Erinnerungen an Ereignisse verbunden wird – zeitlich enger überein. Die Neuronen des Hippocampus, die auf die „bevorzugte“ Kategorie reagierten, stimmten im Rhythmus stärker mit den Aktivitätsschwankungen in der Amygdala überein. Man kann sich zwei Musiker vorstellen, die den gemeinsamen Takt genauer treffen. Im Gehirn hilft ein solcher „Takt“ womöglich den beiden Strukturen, ein Ereignis gemeinsam aufzuzeichnen, doch das ist vorerst eine Hypothese.
Die Schlussfolgerungen haben jedoch Grenzen, und die Autoren benennen sie selbst. Die Beobachtungen zeigen einen Zusammenhang zwischen neuronaler Aktivität und Erinnern, beweisen aber nicht die Ursache. Ob die Stimulation solcher Neuronen das Gedächtnis verbessern kann, muss gesondert geprüft werden. Die Studie wurde an Menschen mit Epilepsie durchgeführt, und deren Gehirn kann sich von dem gesunder Menschen unterscheiden, daher sind die Ergebnisse nur vorsichtig auf alle zu übertragen. Außerdem misst der Wiedererkennungstest von Bildern nur eine Art des Gedächtnisses und erlaubt keine Aussage über Erinnerungen, die Jahrzehnte überdauern. Dafür braucht es andere Untersuchungen.
Das praktische Interesse ist verständlich. Die Autoren bringen die Befunde mit der Alzheimer-Krankheit und der Temporallappenepilepsie in Verbindung, bei denen das Gedächtnis leidet, und halten es für möglich, dass die Amygdala zum Ziel künftiger Behandlungsmethoden werden könnte, etwa der Neuromodulation. Doch vorerst ist das eine Hypothese und kein Werkzeug: Das Experiment prüfte keine Therapie und maß das Gedächtnis nicht über Jahre hinweg.
Die Stärke der Arbeit liegt in den direkten Messungen einzelner Neuronen beim Menschen und in der Wiederholung des zentralen Ergebnisses an einer zweiten Stichprobe. Das hilft, genauer zu sehen, wie verschiedene Hirnregionen daran beteiligt sind, die gegenwärtige Erfahrung in das zu verwandeln, woran wir uns später erinnern können.
Für den gewöhnlichen Menschen lautet die Schlussfolgerung so: Das Erinnern beginnt im Moment der Begegnung mit der Welt. Die emotionale Reaktion, der Inhalt des Gesehenen und das abgestimmte Zusammenspiel neuronaler Netzwerke entscheiden gemeinsam darüber, ob ein flüchtiges Bild Teil der persönlichen Geschichte wird. Die Amygdala ist an diesem Prozess in größerem Umfang beteiligt, als das gewohnte Bild vom Zentrum der Angst vermuten lässt.
Wie genau ein einzelnes Bild einen Vorsprung vor anderen erhält, bleibt vorerst eine offene Frage. Die Antwort könnte helfen zu verstehen, wie aus dem Strom flüchtiger Eindrücke unsere persönliche Geschichte entsteht.
