Die Fähigkeit eines gesunden Menschen, Neues zu lernen und zu behalten, ist im Verlauf eines Lebens grenzenlos. Wie viel wir verstehen, wird von unserer Intelligenz, aber auch unserer Bildung bestimmt. Das Fantastische ist, dass wir immer wieder Neues lernen können – so lange wir möchten. Wie ist das möglich? Jeder von uns freut sich über die Anschaffung eines neuen Rechners mit mittlerweile gigantischer Speicherkapazität. Die erste Computergeneration besaß eine Speicherkapazität von einigen hundert Kilobyte. Die neuesten auf den Markt kommenden Computer haben mindestens 500 Gigabyte und damit 500 Millionen Kilobyte.
Aber wie groß die Speicherkapazität auch ist, trotzdem wird sie irgendwann erschöpft sein. Bei uns Menschen ist das nicht der Fall. Das liegt teilweise daran, dass das menschliche Gehirn bis zu 100 Milliarden Hirnzellen besitzt. Diese Hirnzellen (Neurone) bilden wiederum insgesamt über 100 Billionen Synapsen, über die sie miteinander kommunizieren. An der Synapse berühren sich die Neurone nicht. Ein Signal wird durch Botenstoffe von einem Neuron zum anderen weitergeleitet. Botenstoffe binden an Rezeptoren und ermöglichen so die Weiterleitung des Signals.
Netzwerkmuster bestimmt Gedächtnis
Diese Kontaktstellen bilden riesige Netzwerke, wodurch Information gespeichert werden kann. Dieses System ermöglicht unsere unbegrenzte Lernkapazität. Ein Computer stellt im Vergleich einfach keine Konkurrenz dar. Aber Synapsen besitzen die Fähigkeit ihre Kommunikation miteinander zu verbessern oder zu vermindern: Die synaptische Übertragung kann sich dauerhaft verbessern (Langzeitpotenzierung, LTP) oder dauerhaft vermindern (Langzeitdepression, LTD) – ein Phänomen, das „synaptische Plastizität“ genannt wird. LTP und LTD stellen die zellulären Grundlagen der Gedächtnisbildung dar. Wenn alle Synapsen naiv sind und noch nichts gelernt haben, bleibt die Kommunikation beim Alten und es wird keine Information gespeichert.
Wenn sich einige Synapsen im naiven Zustand und andere im potenzierten oder deprimierten befinden, kann ein einmalig zusammengesetztes Netzwerk entstehen. Da jede Synapse entweder unverändert, potenziert oder deprimiert sein kann, ist die Kapazität dieses Netzwerkes, neue Information zu speichern, atemberaubend. Denken wir an eine Weihnachtsbaumbeleuchtung: Mit nur drei Beleuchtungsfarben und 100 Leuchten, die bei Bedarf jede der drei Farben zeigen können – wie viele Farbmuster könnten da entstehen! Und jede Farbkombination kann als ein einmaliges Gedächtnismuster gespeichert werden.
Denise Manahan-Vaughan / RUBIN -das Wissenschaftsmagazin der RUhr-Universität Bochum
Stand: 20.04.2012
