Gedächtnis Flashcards
Definition Gedächtnis
Sammelbegriff für Prozesse und Systeme, die für Einspeicherung, Aufbewahrung, Abruf, Vergessen und Anwendung von Informationen zuständig sind
-> Netzwerk, in dem die gespeicherten Informationen (Engramme) als Muster von Synapsengewichten verstanden werden
-> Betrachten auf zellulärer und anatomischer Ebene möglich
sensorischer Speicher
= Ultrakurzzeitgedächtnis
- ikonischer Speicher: visuell
- echoischer Speicher: auditorisch
Arbeitsgedächtnis
- zentrale Exekutive
- Subsystem: phonologische Schleife, visuell-räumlicher Notizblock, episodischer Puffer
ACHTUNG: nicht gleich KZG
LZG deklarativ
- episodisches Gedächtnis: Erfahrungen, Personen, Zeit, Raum, Ereignisse
- semantisches Gedächtnis: Fakten, Wissen
-> bewusste Inhalte
-> für LZG sind Emotionen sehr relevant -> verstärken Gedächtnisinhalte
LZG implizit
- perzeptuelles Gedächtnis: Wahrnehmung ohne Anbindung an Wissen
- prozedurales Wissen: Konditionierung
- Fertigkeiten: Handlungen, Regeln
- Priming: Bahnung
-> unbewusstes Können/Wissen
-> für LZG sind Emotionen sehr relevant -> verstärken Gedächtnisinhalte
Gedächtnisprozesse: Encodierung
Abspeicherung von Infos, auch für Lernen verwendet
Gedächtnisprozesse: Konsolidierung
Aufrechterhaltung der gespeicherten Infos
Retention = Festigung der Infos
Gedächtnisprozesse: Abruf
Recall vs. Recognition vs. Familiarity
Gedächtnisprozesse: Vergessen
Gespeicherte Informationen können verloren gehen oder mit der Zeit verblassen
Gedächtnis auf zellulärer Ebene: Hebb Regel
Je häufiger ein Neuron gleichzeitig (oder leicht zeitverzögert) mit einem anderen Neuron aktiv ist, umso bevorzugter werden die beiden Neuronen aufeinander reagieren
-> Lernen basiert auf der neuronalen Veränderung von Synapsen (fire together, wire together)
Gedächtnis auf zellulärer Ebene: Long term potentiation/depression
- Long term potentiation: Serotonin reduziert Kaliumausfluss -> mehr Calcium fliesst in Zelle -> mehr Transmitter-Freisetzung -> grössere Depolarisierung an Postsynapse = Sensitivierung
=> mehr Dendriten am Motorneuron - Long term depression: weniger Calcium in Zelle -> weniger Neurotransmitter an Präsynapse -> weniger Depolarisierung an Postsynapse = Habituation
Neuronale Netze: Aktivierungsregel
Ausgangsaktivierung = Summe (Eingangsaktivierung x Gewicht)
Gewicht = Relativierung/Subjektivierung eines Aspekts eines Gedächtnisinhaltes
Mesiotemporales Gedächtnissystem
besteht aus Hippocampus, Amygdala, entorhinalem und rhinalem Cortex, Gyrus parahippocampalis
1. Reize kommen im Cortex an
2. Gyrus parahippocampalis
3. entorhinaler Cortex
4. Hippocampus (reagiert sehr sensitiv auf LTP)
5. Temporallappen, Parietallappen, Präfrontalcortex
6. Speicherung im Neocortex
Beidseitige Entfernung des Hippocampus
anterograde Amnesie = man kann sich nichts neues mehr einprägen, weiss aber alles noch, was früher war -> deklaratives Gedächtnis nicht intakt
Konsolidierung im LZG
- Encodieren neuer Infos in neocorticalen Strukturen (Meyer: und im Hippocampus), dann Überführung in Hippocampus
- lernen/konsolisieren der Infos im Hippocampus -> Bildung von Netzwerken
- stabilere Netzwerke im Neocortex bei häufigem Konsolidieren, Halten der Verbindung zum Hippocampus
- bei sehr häufiger Reaktivierung ist Hippocampus nicht mehr wichtig
Konsolidierung im LZG: Last in first out
= was man als letztes lernt, vergisst man als erstes.
zeigt sich nur bei Patienten mit Hippocampus Läsionen
bei Alzheimer Patienten und Gesunden längere Erinnerung an Kindheit
=> anterogrades und retrogrades Erinnerung sind 2 verschiedene Gedächtnissysteme
Konsolidierung und emotionale Erregung
- bei Erregung Ausschüttung von Adrenalin in Nebennierenmark
- Stimulation der Amygdala -> Ausschütten von Noradrenalin
- Ausschüttung von Glucocorticoiden (Cortisol) in Nebennierendrinde
-> Stimulation von cortikalen Hirnbereichen durch Cortisol und Noradrenalin
=> besseres Konsolidieren
Teile des deklarativen Gedächtnisses
- semantisch = Fakten/Wissen
- episodisch = Erinnerungen
-> bewusst
Theorien zur Arbeitsweise des deklarativen Gedächtnisses
- Theorie der kortikalen Karten (cognitive map theory)
- Theorie des relationalen Gedächtnisses (relational memory theory)
- Theorie des episodischen Gedächtnisses (episodic memory theory)
- Allgemeine Theorie des deklarativen Gedächtnisses (declarative memory theory)
-> Gemeinsamkeit der Theorien: Verknüpfung der Information über den Hippocampus (=Hippocampus-Perirhinal-Theorie)
Aufgaben des Hippocampus (deklaratives Gedächtnis)
- während Konsolidierung
- Verknüpfung von Informationen
- Verknüpfung von Ereignissen
- Integration von Informationen
-> Erzeugt durch Verknüpfung Lebhaftigkeit und Detailreichtum des Gedächtnisses
Hippocampus und Perirhinaler Cortex
- Hippocampus: stark durchblutet bei Rekollektion (=bewusstes Erinnern)
-> so wie linker vPFC - Perirhinaler Cortex: stark durchblutet bei vertrauten Informationen -> ventraler Informationsstrang
-> so wie rechter vPFC
-> Rekollektion und Vertrautheit sind unterschiedliche Systeme
Differential Memory Effect, Ventral
- stärkere Aktivierung im PFC bei Wiedererkennung als bei vergessenen Worten (+ Differenz = Aktivierung der Region, - Differenz = Hemmung der Region)
-> Problem: sehr subjektiv, was man als erinnerungswürdig empfindet - je mehr man lernt (quantitativ), desto weniger Aufwand ist damit verbunden -> Informationen verknüpfen sich
=> Aktiv beim Manipulieren von Infos
Differential Memory Effect, Dorsal
immer wenn mehr Aufwand gefragt ist, um Informationen abzurufen aktiv -> dh beim Halten von Informationen
Subjektive Sicherheit
- Person ist sich über Aussage unsicher: starke Aktivierung des rechten PFC
- Person ist sich über Aussage sicher; bei Rekollektion (vs Vertrautheit): schwache Aktivierung des rechten vPFC
=> Unterschied in Lateralisierung bei Sicherheit der Erinnerung/Recollection
Unterschiede in der Signalzunahme im Lobulus Parietalis bei Reizen welche VPS sich merken konnten vs. vergassen
differential memory effect
Bei Informationen, welche man später erinnern kann, ist Parietallappen weniger aktiv (zeigt eine stärkere Negativierung der Signalzunahme) als bei Wörtern welche wir später vergessen (da ist Parietallappen aktiver)
=> Negativer DM-Effekt
Was geschieht beim Parietallappen beim enkodieren?
«Deaktivierung» im Parietallappen beim Encodieren
Das deklarative Gedächtnis ist immer mit ___ verbunden.
viel Aufwand
Prozesse in sensorischen Arealen bei Enkodierung, Speicherung und Abruf
viele Infos dort gespeichert wo bei Encodierung verarbeitet
Reaktivierung: Jene Hirngebiete, die bei der Encodierung beteiligt waren, sind auch beim Abruf aktiv
Event-Related-Synchronisation (ERS) vs. Desynchronisation (ERD)
Event-Related-Synchronisation (ERS): Zunahme der Energie
Desynchronisation (ERD): Abnahme der Energie
Alpha-Band (kortikale Inhibitionsprozesse -> dh irrelevante Infos ausblenden):
- Gute Lerner: Desynchronisation nimmt zu (besseres Abrufen von semantischen Inhalten)
- Schlechte Lerner: nicht ganz so starke Desynchronisation
Theta-Band (Interaktion zwischen Neocortex und mesiotemporalem System -> je intensiver Interaktion, desto besser Abrufleistung): Aktivierung von Cingulum und Basalganglien
- Gute Lerner: Synchronisation nimmt zu
- Schlechte Lerner: Desynchronisation nimmt zu
-> je stärker die Desynchronisation bei starken Lernern im Alpha-Band, desto stärker die Synchronisation im Theta-Band
Ablauf Subsequent Memory Paradigm
- Hirnaktivität während Reizdarbietung mittels EEG oder MEG untersucht
- Reize mit neuen Reizen präsentiert -> differenziert welche behalten konnte
- Aufteilung Hirnaktivitäten je Gruppe
- Subtraktion der Hirnaktivität der Gruppen = Difference-in-memory-Effekt
ERD
Ereignisbezogene Desynchronisation = Abnahme der Energie im oberen Alpha-Bereich bei semantischer Erkennung
ERS
ereignisbezogene Snchronisation= Zunahme der Energie im oberen Alpha-Band
ERD und ERS bei semantischem Erkennen
zuerst ERD dann ERS
Unterschiede in ERD und ERS bei Alpha- und Theta-Band bei guten vs. schlechten Lernern beim Abrufen von semantischen Informationen
gute Lerner:
- stärkere ERD bei Alpha-Band
- ERS bei Theta-Band
schlechte Lerner:
- weniger starke ERD bei Alpha-Band
- ERD bei Theta-Band
Bedeutung Theta-Band-Aktivität beim Abruf
Interaktion zw. mesiotemporalen Hirngebieten und Neocortex
Bedeutung Alpha-Frequenz beim Abruf
wirkt inhibierend, versucht interferierende Reize zu unterdrücken, umgekehrt proportionales Verhältnis zu BOLD-Effekten
semantisches Netzwerk nach Collins und Quillian
überholt
- Wissensrepräsentation auf unterschiedlichen hierarchischen Ebenen
- Suche von unteren Ebenen bis oberen Ebenen
Prototypenmodell
- unterschiedliche Exemplare unterschiedlich prototypisch in einer bestimmten Kategorie
Kritik
- sehr fragil, da viele Exemplare nicht repräsentativ für ihre Kategorie
- auch dynamisch: unterschiedliche Prototypen in versch. kulturellen/ historischen Kontexten
Netzwerke der Wissensrepräsentation
intuitive Idee von konzeptionell trennbaren Netzwerken
- stammt aus fMRI-Studien
- Netzwerke für z.B. für Personen, Tiere, Werkzeuge
- posterior: allgemein zu anterior: speziell
- od. Netzwerke für Farben, Formen, Gesichter und Arme
individuell grosse Abweichungen, Überschneidungen der Netzwerke
Beeinflussung des deklarativen Gedächtnisses
Abrufintervall
Listenlänge
serielle Position
Tiefe der Verarbeitung (Menge an Assoziationen)
Studierzeit
Enkodierspezifität
Unverwechselbarkeit (individuell getönt)
Testmethode (multiple choice vs. mündl. Prüfungen)
Häufigkeit des Testens (je öfter desto besser)
Teilbereiche des unbewussten Gedächtnissystems
=non-deklarativ
- Bahnung (Priming; Zielreiz: probe, Bahnungsreiz: prime)
- Lernen von Fertigkeiten
- Konditionierung
- Habituation
Formen des Primings
direktes Priming (prime und target identisch)
- perzeptuelles Priming (plus Hinweisreiz Wortgerüst)
- konzeptuelles Priming (plus Hinweisreiz konzeptuell)
indirektes Priming (nur semantische Beziehung der Reize)
- semantisches Priming
Dissoziation von Priming und episodischem Gedächtnis - Auswirkungen der Manipulation der physikalischen Eigenschaften vs. Manipulation der Bedeutung
- Manipulation der Bedeutung -> Leistung und Aktivität des episodischen Gedächtnis beeinflusst
–> Wiedererkennung: semantisch > nicht semantisch - Manipulation der physikalischen Eigenschaften -> Leistung und Aktivität Priming-Effekte
–> Fragmentergänzung: Wörter > Bilder
jeweils anderes nicht davon beeinflusst
–> Worstammergänzung: semantisch = nicht semantisch
–> freier Abruf: Wörter = Bilder
Altersunterschiede in Priming und episodischem Gedächtnis
Priming:
- 3j = junge Erwachsene
- ältere Erwachsene ca. = junge Erwachsene
–> funktioniert auch bei Alzheimer-Demenz (eingeschränkt)
episodisch:
- 3j < junge Erwachsene
- ältere Erwachsene < junge Erwachsene
Wiederholungsunterdrückung bei Wortstammergänzungsaufgaben
assoziierte Netzwerke: ventrolateraler Präfrontalkortex (PFC) und ventraler Okzipitotempralkortex (OT)
- PFC: nur Wiederholungsunterdrückungseffekte bei exakt gleichem Prime (Gross-Kleinschreibung muss stimmen)
- OTC: immer Wiederholungsunterdrückungseffekte
Repetition suppression: nach wiederholter Präsentation gleicher Reize nehmen Durchblutungszunahmen ab
Dissoziation von konzeptuellem und semantischem Priming
gyrus frontalis inferior anterior: nur konzeptuelles Priming funktioniert (semantisch-semantisch) -> Wiederholungsunterdrückungseffekt
gyrus frontalis interior posterior: nur semantisches Priming funktioniert (physikalisch-semantisch) -> Wiederholungsunterdrückungseffekt
bei jeweils anderer Aufteilung gibt es keinen Unterdrückungseffekt
assoziatives vs. kategoriales Priming
innerhalb konzeptuelles Priming
assoziatives Priming: enge Funktionale Beziehung (Topf-Herd) -> Aktivitätszunahme LH gyrus frontalis inferior
kategoriales Priming: Begriffe aus gleicher Kategorie (Topf-Kessel) -> Aktivitätsabnahme RH gyrus frontalis medius
Theorien zum Priming
Erschöpfung: Abnahme der Aktivität (Neurone können nicht mehr)
Schärfung: Herausbildung von klaren Mustern (andere Punkte/ Neurone im Netzwerk schalten sich ab) -> präferierte Theorie
Verschnellerung: neuronale Verbindungen feuern häufiger zusammen
Arten von Fertigkeiten
motorische Fertigkeiten
perzeptuelle Fertigkeiten
kognitive Fertigkeiten
(gehört zu prozeduralem Gedächtnis)
Gedächtnis für Fertigkeiten vs. deklaratives Gedächtnis
Fertigkeiten (learning by doing):
- schwer zu beschreiben
- ohne bewusste Kontrolle
- viele Wiederholungen
- wenig Aufmerksamkeit
deklaratives Gedächtnis
- gut zu beschreiben
- Inhalt bewusst
- während eines Durchgangs erwerbbar
- viel Aufmerksamkeit
-> in Realität eher Kontinuum (fliessender Übergang)
Power-Gesetz des Lernens
Vorhersage von Erwerb von prozeduralen Fertigkeiten
am Anfang grosse Erfolge, je mehr Übung desto kleiner Erfolge
Trainingsstunden von Musikern
kann nicht alleine durch Üben Musiker werden, muss möglichst früh anfangen
aber: alle müssen extrem viel üben
M++++ -> 11’000 Trainingsstunden
serielle Reaktionszeitaufgabe
leuchten von Lampen in serieller Reihenfolge
prozedurales Gedächtnis erkennt das und man wird immer besser
Stadien beim unbewussten motorischen Lernen
kognitives Stadium: Erklärungen, Vorzeigen
assoziatives Stadium: Anweisungen Schritt für Schritt ausführen
automatisches Stadium
Aktivierung von Hirngebieten bzgl. motorischen Lernens
kortikale Gebiete zunehmend weniger Aktivierung…
Basalganglien zunehmend mehr Aktivierung…
…im Verlauf des Lernens
perzeptuelles Lernen des gyrus fusiformis
Gesichter, Vögel und Autos präsentiert je nach Gruppe unterschiedlich oft
Vogelexperten: mehr auf Vögel
Autoexperten: mehr auf Autos
Gesichter gyrus fusiformis immer stark aktiviert
unbewusstes Assoziieren (kognitive Fähigkeiten)
Wettervorhersage-Aufgabe mit Spielkarten (nicht ganz kohärent)
nehmen unbewusst immer Muster war
bei Amnesie intakt, Parkinson nicht -> Basalganglien
Regellernen
Prämotorkortex
anteriores Cingulum
ventrales Striatum (Basalganglien)
stärkere Durchblutung bei neuen Regeln, Abnahme bei immer gleichen Regeln
n-back
1-back: vorherige Zahl identisch?
2-back: vor-vorherige?
3-back: vor-vor-vorherige?
digit span
vorwärts: Kurzzeitgedächtnis
rückwerts: Arbeitsgedächtnis (nicht nur halten sondern auch manipulieren)
Arbeitsgedächtnismodelle
alt: distinktes Element
modern: andere Integration des LZGs
Ablauf AG
Encodierphase, Behaltensphase, Abrufphase
Arbeitsgedächtnisbelastung
Behaltungsphase: Aktivität in DLPFC nimmt zu, je mehr Reize behalten werden müssen
Arbeitsgedächtniserfolgseffekt
korrekt bearbeitete AG-Aufgaben -> mehr Durchblutung im IPS (Sulcus intraparietalis)
phonologisches AG
frontal, temporal-parietal
frontal: artikulatorische Aktivierung und Reaktivierung -> mehr Durchblutung bei mehr Silben beim Wortlernen
temporal-parietal: phonologischer Speicher -> Durchblutungszunahmen beim Lernen von ähnlich klingenden Wörtern
AG für Grapheme
gyrus lingualis, Aktivierung grösser bei:
- Wörtern als Pseudowörtern
- grösserer Anzahl von Wörtern
semantisches AG
Bedeutung von Lauten
Durchblutungszunahmen in:
inferior Frontalkortex
Temporallappen (auditorische Areale)
visuelle AG-Aufgaben
Blockspannentest: Reihenfolgen von Objekten (rückwärts)
mentaler Rotationstest (räumliches AG)
Hirnaktivität bei auditorischen AG-Aufgaben
selbe Netzwerke aktive wie bei phonologischen Aufgaben -> Folgen von Tönen anstatt Wörtern
Frontal-Midline-Theta-Effekt
stärke Aktivierung variiert mit Schwere der Aufgabe und Länge der Übung
DLPFC im AG
DLPFC: Manipulation, räumlich, wo (oben)
VLPFC, Halten, objektbezogen, was (unten)
