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Nicht nur Bekanntes zu wiederholen, sondern neue Informationen mit in das Lernen zu integrieren, verbessert die Gedächtnisleistung – zu diesem Schluss kommt eine Studie, die Forscher der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und dem University College London (UCL) in der Fachzeitschrift Neuron publizierten.
Mittelhirn: zuständig für Motivation und Gedächtnis
Wissenschaftler vermuten seit längerem, dass Neuheit ein entscheidender Faktor für Lernen und Gedächtnisbildung ist. Eine Region im Mittelhirn (Substantia nigra/ Area ventralis tegmentalis), die vor allem Motivation reguliert und an der Vorhersage von Belohnung beteiligt ist, wurde in der aktuellen Studie stärker durch neue als durch bekannte Information aktiviert. Dieses System ist ebenfalls dafür bekannt, den Dopaminspiegel zu regulieren. Dopamin ist ein für Lernen und Gedächtnisbildung entscheidender Neurotransmitter. „Wir glauben, dass die Wahrnehmung von Neuheit per se den Dopaminspiegel beeinflusst. In zukünftigen Projekten werden wir untersuchen, in welchem Zusammenhang Dopamin und Lernen stehen," sagte Professor Emrah Düzel von der Universität Magdeburg, der gegenwärtig auch eine Arbeitsgruppe an der UCL leitet.
Die Wissenschaftler hoffen, dass diese Ergebnisse einen Einfluss auf die Behandlung von Patienten mit Gedächtnisproblemen haben werden. „Derzeit versuchen Neuropsychologen und Ärzte die Gedächtnisleistung therapeutisch durch Wiederholung von Information zu verbessern - ähnlich lernen die meisten Menschen für Prüfungen. Unsere Studie zeigt, dass sich wiederholtes Lernen effektiver gestaltet, wenn man neue Informationen oder Fakten mit den wiederholten bzw. bekannten Informationen mischt. Es scheint, dass man in diesem Fall besser lernt, obwohl das Gehirn mit neuer Information beschäftigt ist," erklärt Professor Düzel.
Wie sahen die Experimente aus?
Die Probanden nahmen in einer Reihe von Experimenten teil. In einer ersten Untersuchung testeten die Wissenschaftler, ob das Gehirn neue Information gegenüber bekannter Information bevorzugt, selbst wenn die bekannte Information selten oder emotional negativ ist. Die Teilnehmer dieser Studie betrachteten Bilder von Außenaufnahmen und Bilder von männlichen Gesichtern, während ihre Gehirnaktivität mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) gemessen wurde. Dabei bekamen sie einige der Bilder, auf denen zum Beispiel ein erzürntes Gesicht oder ein Autounfall zu sehen war, in seltener Wiederholung zu sehen. Zusätzlich bekamen die Probanden andere Bilder mit jeweils neuen neutralen Gesichtern oder Szenen zu Gesicht. Die Substantia nigra/ Area tegmantalis ventralis des Mittelhirns reagierte ausschließlich auf neue Bilder, jedoch nicht auf wiederholte seltene oder emotionale Bilder.
Im zweiten Experiment wurden bekannte Bilder entweder im Kontext mit neuen Bildern oder im Kontext mit sehr bekannten Bildern dargeboten. Ebenfalls mit MRT untersuchten Professor Düzel und sein Team dabei, wie relative Neuheit die Gehirnaktivität in der Substantia nigra/ Area tegmentalis ventralis beeinflusst. Sie konnten zeigen, dass die Aktivierungsstärke in dieser Region abnimmt, je bekannter die gezeigten Bilder sind, unabhängig davon, in welchem Kontext sie den Probanden vorgelegt wurden.
Nur absolut Neues aktivierte das Mittelhirn
Prof. Düzel: "Wir vermuteten, dass bekannte Information zwischen sehr bekannter, d.h. sehr gut gelernter Information, hervorsticht und genauso zu einer Aktivierung in der Substantia nigra/Area ventralis tegmentalis des Mittelhirns führt wie neue Information. Das war nicht der Fall. Nur absolut neue Information führt zu einer starken Aktivierung in diesem Areal."
In drei Verhaltensexperimenten untersuchten die Forscher die Gedächtnisleistung der Probanden für die dargebotenen neuen, bekannten und sehr bekannten Bilder entweder nach 20min oder nach einem Tag. An die bekannten Bilder erinnerten die Versuchspersonen sich besser, wenn sie sie zusammen mit neuen Bildern sahen. Bei dem Test nach 20min erhöhte sich ihre Gedächtnisleistung um etwa 20 Prozent. Dieser Effekt war nach 24 Stunden verringert
Prof. Düzel vermutet deshalb: "Wenn wir etwas Neues sehen, könnte es für uns potentiell belohnend sein. Dieses Potential motiviert uns, neue Umwelten zu explorieren. Ist ein Stimulus bekannt und nicht mit einer Belohnung assoziiert, verliert es dieses Potential."
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