Lernen und Gehirn: Wie funktioniert das Einspeichern?

Unser Gehirn besteht aus 100 bis 150 Milliarden Nervenzellen, im Fachbegriff: Neuronen. Diese gigantische Zahl von Neuronen ist bereits bei der Geburt vorhanden. Lange Zeit hat man gedacht, dass nach der Geburt keine neuen Nervenzellen mehr gebildet werden. Heute weiß man zwar, dass das so nicht stimmt. Aber im Wesentlichen kommen wir mit den Nervenzellen, mit denen wir geboren werden, auch unser gesamtes Leben lang aus. Es ist sogar neueren Erkenntnissen zufolge so, dass ein Teil der Nervenzellen im Laufe der ersten Lebensjahre wieder "verschwindet".

Obwohl wir also nach unserer Geburt kaum noch neue Nervenzellen bilden, verdoppelt sich das Gewicht unserers Gehirns in den ersten zwei Lebensjahren. Wie ist das möglich?

Nervenzellen gehen mit anderen Nervenzellen Verbindungen ein. Eine einzige Nervenzelle kann so mit hunderten oder sogar tausenden anderen Nervenzellen verbunden sein. So entstehen in unserem Gehirn neuronale Netzwerke. Und diese Netzwerke spiegeln die Lernerfahrungen, die wir im Laufe unseres Lebens machen. Was wir als Lernen bezeichnen, ist (etwas vereinfacht gesagt) nichts anderes, als die Neuentstehung und die Verstärkung bereits bestehender Verbindungen zwischen Nervenzellen. Je öfters wir eine bestimmte impulsauslösende Erfahrung machen, desto stabiler wird die synaptische Verbindung zwischen den Nervenzellen, die diese Erfahrung repräsentieren.

Lernen ist also auf der Ebene des Gehirns die Veränderung der Feinstruktur unserers Gehirns (synaptische Verbindungenden zwischen Nervenzellen; Entstehung neuronaler Netze) in Abhängigkeit von unseren Erfahrungen.  

Was beim Lernen im Gehirn genau passiert, weiß man bis heute nicht zur Gänze. In Teilbereichen kann man aber Lernen und Gedächtnis sehr gut erklären. Nicht zuletzt die Forschungsansätze, die sich aus den Schicksalen von Menschen wie Henry Molaison, Banjaman Kyle oder Jill Price ergeben, lassen Erkenntnisse über die Art, wie wir Lernen und wie wir Inhalte im Gedächtnis speichern, zu. 

Was die Forschung bisher weiß: 

Gedächtnisinhalte, die wir bewusst erinnern können, sind im Großhirn gespeichert. Dort lassen sich unterschiedliche Rinden-Felder identifizieren, die mit ganz spezifischen Gedächtnis-Inhalten in Verbindung stehen. Erinnerungen, die uns als "Einheiten" erscheinen, können in unterschiedlichen Rindenfeldern gespeichert sein. Das lässt sich am Beispiel Sprache gut illustrieren: Die Bedeutung von Begriffen ist an einem anderen Platz gespeichert als die akustische Erkennung eines Begriffs (Hören: Hörfeld) oder das Schriftbild eines Begriffs (Sehfeld) oder die Übersetzung eines Begriffs in eine Fremdsprache oder die emotionale Färbung eines Begriffs. Wenn - z. B. durch eine Gehirnverletzung - ein bestimmter Teil des Großhirns geschädigt ist, kann es zu ganz spezifischen Ausfällen kommen. Z. B. kann dann ein Mensch einen Begriff (sagen wir: "Hammer") nicht identifizieren, wenn er ihn hört. Aber er kann diesen Begriff assoziieren, wenn er das Bild eines Hammers sieht. Bis zu einem gewissen Grad können benachbarte Gehirn-Regionen  durch Training (z. B. Logotherapie) dazu gebracht werden, Leistungen ausgefallener Gehirn-Regionen zu übernehmen. 

Damit Gedächntis-Inhalte aber dauerhaft abgespeichert werden können, müssen sie zuerst einmal bis ins Großhirn gelangen. Dabei spielen der Hippocampus und der so genannte mediale Temporallappen eine zentrale Rolle: 

Eine Schlüssel-Rolle beim dauerhaften Einspeichern von Inhalten, also beim Übergang vom Kurzzeitgedächtnis zum Langzeitgedächtnis spielt (neben dem medialen Schläfenlappenen) vor allem der Hippocampus (Teil des Limbischen Systems) eine zentrale Rolle. Dabei wirkt der Hippocampus wie ein Filter, durch den alle Informationen hindurchmüssen, damit sie langfristig abgespeichert werden können.  Leicht ins Langzeitgedächtnis gelangen vor allem Informationen, die mit Gefühlen verbunden sind. Eine wichtige Rolle spielt dabei aber neben der Gefühlsintensität auch die Art des Gefühls: mit positiven Gefühlen verbundene Informationen werden anders verarbeitet und gespeichert als mit negativen Gefühlen verbundene Informationen.  Zumindest legt die Trauma-Forschung nahe, dass mit starkem Angst-Erleben verbundene Erfahrungen nicht im Wissens-Gedächtnis, sondern im (episodischen / biographischen) Bilder-Gedächtnis landen. Der distanzierender Umgang mit diesen Bildern ist dann nicht möglich, was dazu führt, dass betroffenen durch unterschiedliche Auslöser (Trigger) wieder in die ursprüngliche Angst auslösende Situation hineinkatapultiert werden. Erst wenn es im Nachhinein gelingt, für die Bilder auch Worte und Sätze zu finden, ist ein distanzierender Umgang mit diesen Erfahrungen möglich. Das erklärt, weshalb das Reden oder das Aufschreiben ein wichtiger Ansatz ist, zu einem reflektierten / distanzierten Umgang mit psychischen Traumata zu kommen. (Dabei spielt wahrscheinlich auch der mediale Schläfenlappen, ein Teil des Großhirns, eine zentrale Rolle. Er ist wahrscheinlich dafür zuständig, dass wir Inhalte mit räumlichen oder zeitlichen oder logischen Koordinaten versehen und ihnen dadurch erst eine Bedeutung geben können)