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Das Gedächtnis

I. Aufgaben und Funktionen

Übersicht
1.0 Das Problemfeld
      1.1 Selbstkritische Vorbemerkung
      1.2 Wozu ein Gedächtnis
      1.3 Definition des Gedächtnisses
      1.4 Der Begriff »Gedächtnis«
2.0 Aufgaben, Funktionen
und Komponenten
      2.1 Aufgabe des Gehirns
      2.2 Lokalisierung des Gedächtnisses
      2.3 Gedächtnis als zeitabhängiger Prozess
      2.4 Inhalte des Gedächtnisses
3.0 Literaturgrundlage
4.0 Anhang

1.0 Das Problemfeld

1.1 Selbstkritische Vorbemerkung

Umfang und Komplexität des Themas lassen es als verwegen erscheinen, auf dem begrenzten Raum dieser und der folgenden Webseite dessen sachangemessene Darstellung zu versuchen. Der Verfasser wagt es dennoch. Er verweist auf die „Beschreibung des Vorhabens" – in den „Bausteinen“ lediglich eine Grund- und Erstinformation zu leisten, die eine eigene gründliche Auseinandersetzung mit dem jeweiligen Gegenstand weder ersetzen will noch kann.

Der Zufall fügt es, dass Hans-Joachim Markowitsch, einer der führenden Hirnforscher, und sein Mitarbeiter Matthias Brand in der Zeitschrift »Praxis der Naturwissenschaften – Biologie in der Schule«, 53 (2004), H. 7, S. 1 - 7, in diesen Tagen einen leicht zugänglichen Aufsatz veröffentlicht haben. Dort finden Sie kompakte und kompetente Informationen, die Ihnen die nötigen Ergänzungen, Vertiefungen und ggf. Korrekturen des hier Dargestellten bieten.

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1.2 Wozu ein Gedächtnis?

Ein Mensch ohne Gedächtnis wäre kein Mensch. Er könnte nicht sprechen, weil er sich den Zusammenhang zwischen Worten und Dingen nicht merken könnte. Er könnte nicht gehen, weil sein Hirn die richtigen Bewegungsabläufe nicht auslösen könnte. Er besäße keine Persönlichkeit, weil er keine individuellen Reaktionsmuster abgespeichert hätte. Er würde nicht aus Erfahrung klug, weil er nichts behielte. So plastisch beschreibt Annette BOLZ (2003, S. 21) die Leistungen des Gedächtnisses. Markowitsch (2002, S. 46) faßt zusammen:

„Gedächtnis ermöglicht uns, in der Welt selbständig zu bestehen."

»Gedächtnis« beginnt also keineswegs mit dem Menschen, sondern hat eine Vorgeschichte, die in die Tiefe des Lebendigen reicht. 
Hubert Markl
hat das eindrucksvoll dargelegt. Seine Überlegungen werden auf der Webseite „Erkennen – Lernen – Erkenntnis" dokumentiert.

Daraus folgt auch entwicklungsgeschichtlich, daß für das Gedächtnis wichtige Gehirnteile bei Lebewesen schon ausgebildet waren, lange bevor sich mit dem Homo sapiens sapiens das Gehirn des modernen Menschen entwickelte. Unserem Selbstverständnis mag es widerstreben – dennoch nehmen in unserem Kopf diese älteren Gehirnteile nach wie vor wichtige, wenn nicht gar zentrale Funktionen wahr. Vitalität, Emotionalität und Geistigkeit des Menschen geraten dadurch immer wieder in konflikthafte Interaktionen. Arthur Koestler hat das im Anschluß an den Hirnforscher Paul MacLean mehrfach plastisch vorgetragen (1968, S. 291 ff., insbesondere S. 302; 1978, S. 18; hier die wesentliche Passage).

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1.3 Definition des Gedächtnisses

»Gedächtnis« jedoch wissenschaftlich korrekt zu definieren, ohne tautologisch zu formulieren, ist nicht einfach. Rainer SINZ (1979, S. 19) formuliert:

    „Unter Gedächtnis verstehen wir

  • die lernabhängige Speicherung ontogenetisch erworbener Information,

  • die sich phylogenetischen neuronalen Strukturen selektiv artgemäß einfügt

  • und zu beliebigen Zeitpunkten abgerufen, d.h. für ein situationsangepaßtes Verhalten verfügbar gemacht werden kann.

Allgemein formuliert,

  • handelt es sich um konditionierte Veränderungen der Übertragungseigenschaften im neuronalen „Netzwerk",

  • wobei unter bestimmten Bedingungen den Systemmodifikationen (Engrammen) entsprechende neuromotorische Signale und Verhaltensweisen vollständig oder teilweise reproduziert werden können."

Wesentlich schlichter sind Definitionen, wie sie sich - zusammengefasst - aus der Literatur ergeben. 

    Gedächtnis ist die Fähigkeit eines Organismus, Informationen

  • aufzunehmen (Einprägen, Lernen),

  • eine gewissen Zeit zu speichern (Behalten)

  • und auf spezifische Schlüsselreize wiederzugeben (Reproduzieren).

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1.4 Der Begriff »Gedächtnis«

Diese Definition ist bis heute kaum übertroffen worden. Dennoch bedarf sie einer umgangsprachlichen Aufbereitung.

Der Begriff »Gedächtnis« erweckt den Eindruck, als handle es sich um ein ganzheitlich funktionierendes System. Doch ein »Gedächtnis als solches« gibt es nicht (Serge Laroche 2003, S. 19, Annette BOLZ 2003, S. 46). In Wirklichkeit gibt es zahlreiche Aufgaben, zu deren Erfüllung „Gedächtnis“ erforderlich ist. Deshalb sind Unterscheidungen erforderlich.

Die Komponenten, Aufgaben und Funktionen des Gedächtnisses lassen sich unter drei Aspekten betrachten.

  • Lokalisierung des Gedächtnisses

  • Gedächtnis als zeitabhängiger Prozeß

  • Inhalte des Gedächtnisses

Geistesgeschichtlich interessant und gedanklich bemerkenswert ist der umfangreiche Abschnitt, den der Kirchenvater AUGUSTINUS in den »Confessiones«, seinen »Bekenntnissen« widmet (1987, X 8,12 - 27,36; Erläuterungen dazu S. 893, Anm. 21 ff.).

2.0 Aufgaben, Funktionen und Komponenten

2.1 Aufgabe des Gehirns

Die Aufgabe des Gehirns besteht nach Markowitsch (2002, S. 103) darin, 

    Informationen

  • aufzunehmen,

  • einzuspeichern (Enkodierung),

  • abzuspeichern,

  • zu festigen, (Konsolidierung)

  • abzurufen.

Der Neuropsychologe Alexander R. LURIJA beschreibt das Gehirn als ein funktionelles System mit drei grundlegenden Einheiten. Diese Darstellung ist unter didaktischem Blickwinkel interessant und wird nach Gerhard FRIEDRICH - Gerhard PREISZ referiert (2003, S. 188 f).

  • Die erste Einheit
    beginnt im Hirnstamm und erstreckt sich bis zur Großhirnrinde. Sie steuert den Tonus, die Wachheit und die psychischen Zustände. Sie aktiviert das Gehirn, wofür es drei Ursachen gibt: 
    o Aufrechterhaltung des inneren Gleichgewichts
    o Reize aus der Umwelt,
    o eigene Absichten und Pläne.

  • Die zweite Einheit 
    wird von den mittleren und hinteren Bereichen des Großhirns gebildet. Sie dient zur Aufnahme, Verarbeitung und Speicherung von Informationen, die der Mensch über die Sinnesorgane empfängt. Insgesamt integriert sie die verschiedenen Sinnesmodalitäten und ermöglicht es, die Welt ganzheitlich wahrzunehmen.

  • Die dritte Einheit
    befindet sich in den vorderen Bereichen des Großhirns. Ihre Aufgabe ist die Programmierung, Steuerung und Kontrolle von Tätigkeiten. Sie organisiert somit bewusste Tätigkeit. Die dazu notwendigen Informationen bezieht sie aus der zweiten Einheit. Mit der ersten Einheit ist sie über ein enges Netz auf- und absteigender Bahnen verbunden, mittels dessen sie, hemmend oder erregend, einen modulierenden Einfluss ausübt.

Jede bewusste Tätigkeit erfordert die Zusammenarbeit aller drei Einheiten des Gehirns.

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2.2 Lokalisierung des Gedächtnisses

Seit langem beschäftigt sich die Hirnforschung damit, einzelne Funktionen des Gehirns bestimmten Gehirnbereichen bzw. -strukturen zuzuordnen. Insbesondere wurden dazu Erkrankungen ausgewertet, die zu Gedächtnisausfällen führten Dabei wurden Hirnareale gefunden, die für bestimmte Funktionen zuständig sind und inzwischen genau beschrieben werden (vgl. dazu die Übersicht bei MARKOWITSCH 2002, S. 24 ff.).

Nach neueren Erkenntnissen der Hirnforschung lassen sich die Funktionen des Gedächtnisses dennoch nicht eindeutig lokalisieren. Vielmehr werden im Anschluss an E. Roy John Modellvorstellungen bevorzugt, die eine netzwerkartige Struktur annehmen (Markowitsch 2002, S. 75, S. 107). Danach bildet ein komplexes Netz von Nervenzellen, das über das gesamte Gehirn verteilt ist, das Gedächtnis. Es dürfte sich dabei um Module handeln, die teilweise hierarchisch, teilweise parallel miteinander verschaltet sind. Neuronale Netzwerke sind Informationen verarbeitende Systeme, die aus einer großen Zahl einfacher Schalteinheiten zusammengesetzt sind. In ihnen wird Information durch Aktivierung und/oder Hemmung von Neuronen verarbeitet (Manfred Spitzer 2002, S. 49).

Ernst P. FISCHER (2004, S. 390 f.) fasst wie folgt zusammen: "Natürlich hat die kognitive Leistung, die wir Gedächtnis nennen, eine materielle Basis [...]. Das Organ des Denkens hat ... einen Ort im Gedächtnis, woraus folgt, dass das Gedächtnis keinen Ort im Gehirn haben kann. [...] Alle Erfahrung kann gleichzeitig überall sein. Das ganze Gehirn ist das Gedächtnis."

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2.3 Gedächtnis als zeitabhängiger Prozess

Gedächtnis bezieht sich auf die Zeit. Drei „Gedächtnisse“ lassen sich unterscheiden. Dabei ist zu beachten, dass es sich lediglich um analytische Begriffe handelt, die der Verständigung dienen, nicht aber – z.B. als eine Art von Sortierkästen – wörtlich verstanden werden dürfen (ders., a.a.O. S. 6)

  • Ultra-Kurzzeit-Gedächtnis (UZG) 

Der Begriff ist wörtlich zu verstehen. Seine Dauer bewegt sich im Bereich von Sekundenbruchteilen. Festgehalten werden sinnesspezifische Eindrücke, ohne dass uns das bewußt wird.

  • Kurzzeit-Gedächtnis (KZG) 

Hier sind das unmittelbare und das mittelfristige Gedächtnis zu unterscheiden.

Die Dauer unmittelbaren Gedächtnisses bewegt sich im Bereich von Sekunden bis allenfalls wenigen Minuten. Das KZG vermag bis zu 7 Informationseinheiten (Bits) aufzunehmen, hat also eine „Merkspanne“ von bis zu 7 Ziffern für eine Dauer von bis zu dreißig Sekunden.

Die hier gespeicherten Informationen gehen nach kurzer Zeit wieder verloren, wenn sie nicht unter dem Einfluss von Faktoren, die in irgendeiner Form situativ von Bedeutung sind, in das Langzeit-Gedächtnis überführt werden.

Der Inhalt des unmittelbaren Gedächtnisses muss nicht unbedingt etwas mit der aktuellen, bewußten Gedankenarbeit zu tun haben. Sie findet im Arbeitsgedächtnis statt. Dieses nutzt den Input der anderen Kurzspeicher bzw. Archive und holt die nötigen Informationen in einen Arbeitsspeicher.

Das mittelfristige Gedächtnis kann Fakten und Ereignisse viele Minuten oder auch eine Stunde bereithalten, ohne dass sie ins Langzeit-Gedächtnis übergehen.

Die Begriffe „Neugedächtnis“ und „Altgedächtnis“ beziehen sich auf einen bestimmten Zeitpunkt, z.B. den eines Hirnschadens.

  • Langzeit-Gedächtnis

Alles, was über den Minutenbereich hinausgeht, wird dem Langzeitgedächtnis zugeordnet.

Weitere Informationen zu den drei Gedächtniskomponenten finden Sie auf der Webseite „Das Gedächtnis – II. Lernen und Vergessen". Dort werden auch deren Filterfunktion sowie die zugrundeliegenden physiologischen Voraussetzungen dargestellt.

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2.4 Inhalte des Gedächtnisses

Das Langzeitgedächtnis setzt sich aus mehreren Systemen zusammen und speichert eine Vielzahl unterschiedlicher Inhalte. Deshalb unterscheidet man (so erstmals 1977 Karl R. Popper in Eccles-Popper 1982, S. 579 ff.) zwei Hauptfunktionen:

  • prozedurales oder implizites Gedächtnis     
    Funktion: „wissen, wie"

Hier sind motorische Fertigkeiten und Gewohnheiten sowie unbewusste Lernvorgänge und deren Anbahnungen („Priming“) gespeichert. Seine Inhalte stehen leicht und ohne Überlegung zur Verfügung. Außerdem enthält es einen Großteil dessen, das unsere Persönlichkeit ausmacht, darunter unsere Vorlieben, Neigungen, Ängste, unsere typischen Reaktionsmuster.

  • deklaratives oder explizites Gedächtnis,
    Funktion: „wissen, dass"

Die Inhalte dieses Gedächtnisses können wir bewußt abrufen und ausdrücklich darlegen, erklären – daher die Bezeichnung explizites bzw. deklaratives Gedächtnis. 
Das sind

o Fakten oder Tatsachen, insbesondere sämtliche Wissensgegenstände:
   semantisches Gedächtnis
o Ereignisse und individuelle Erlebnisse:
   episodisches Gedächtnis

Die Inhalte dieses Gedächtnisses lassen sich nicht immer zuverlässig abrufen.

Manfred Spitzer (2002, S. 59 f., 77) bringt die Leistungen der beiden Systeme auf den Punkt:

„Wir können viel und wissen wenig."

Joaquin Fuster (2003, S. 14) schlägt für die beiden Systeme Bezeichnungen vor, die deren zentrale Funktionen noch deutlicher beschreiben:

  • motorisches Gedächtnis:
    zuständig für alle Arten von Bewegungen

  • perzeptives Gedächtnis:
    zuständig für alle Arten von Wahrnehmungen

Beide Systeme arbeiten eng zusammen, denn ein einzelnes Ereignis hat sowohl semantischen als episodischen Inhalt. Ein und dieselbe Information wird sowohl explizit als implizit repräsentiert (Laroche 2003, S. 19). Wesentliche Bereiche unseres Gedächtnisses sind stark mit Emotionen verknüpft. Und Erinnerungen werden nicht so abgerufen, wie sie gespeichert wurden, sondern wir beziehen bei deren Abruf inzwischen angesammeltes zusätzliches Wissen mit ein, und wir rufen Informationen entsprechend unserer momentanen Gemütslage ab (Markowitsch 2002, S. 83). Vor unserem geistigen Auge erscheint also niemals ein getreuliches Abbild des ursprünglich Erlebten. Vielmehr ist es eine Rekonstruktion, in die unser augenblickliches Identitätsgefühl eingeht, unsere Wünsche, Überzeugungen und Ziele, unsere allgemeinen Kenntnisse und die speziell verfügbaren Details (Pascale Piolino 2003, S. 72.)

Beide Gedächtnissysteme sind hierarchisch organisiert. Zwischen den Gehirnregionen, die verschiedene Formen des Gedächtnisses beherbergen, bestehen vielfältige Beziehungen. Beide Hierarchien fußen auf dem stammesgeschichtlich erworbenen Gedächtnis in den primären sensorischen und motorischen Gehirnarealen. Auf der höchsten Ebene stehen neuronale Netzwerke, die abstrakte Begriffe und allgemeine Konzepte repräsentieren.

Folgende Grafik fasst Aufbau und Zusammenhang der beiden Hierarchien zusammen (nach Fuster a.a.O.):

motorisches Gedächtnis

perzeptives Gedächtnis

Gedächtnis für Motorisches
Gedächtnis für Vorbereitung von Bewegungsfolgen
Gedächtnis für willkürliche Handlungen
phyletisches Gedächtnis (Artgedächtnis)
Handlungen (Verhalten, Sprechen)
konzeptuelles Gedächtnis
episodisches Gedächtnis
sensorisches Gedächtnis
phyletisches Gedächtnis (Artgedächtnis)
Geruchssinn Tastsinn Gesichtssinn Geschmackssinn Gehör

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3.0 Literaturgrundlage

  • Die Literaturnachweise für diese Webseite 
    sowie die weiteren Webseiten dieses thematischen Bereiches 
    finden Sie hier.

  • Ein zusammenfassendes Literaturverzeichnis 
    für die Themengruppe »Lernen – Voraussetzungen, Möglichkeiten, Probleme« 
    finden Sie hier.

4.0 Anhang

Arthur Koestler zitiert Paul Maclean wie folgt:

„Der Mensch befindet sich in der mißlichen Lage, daß die Natur ihn im Prinzip mit drei Gehirnen ausgestattet hat, die trotz erheblicher Strukturunterschiede gemeinsam funktionieren und sich miteinander verständigen müssen. Das ältere dieser Gehirne stammt im wesentlichen aus der Reptilienphase. Das zweite hat er von den niederen Säugetieren geerbt, und das dritte hat sich in der späten Säugetierphase entwickelt; [...] dieses hat den Menschen erst zu dem gemacht, was er heute ist.

In metaphorischer Form könnte man die drei Gehirne in dem einen Gehirn so erklären: Wenn ein Psychiater seinen Patienten auffordert, sich auf die Couch zu legen, dann verlangt er von ihm, sich neben einem Pferd und einem Krokodil auszustrecken."


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Ausgearbeitet von:     Dr. Manfred Rosenbach -       letzte Änderung am: 15.01.08
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