mini|Erklärvideo: Wie funktioniert unser Gedächtnis?
Gedächtnis (von mittelhochdeutsch gedaechtnisse, „Andenken, Erinnerung“) oder Mnestik bezeichnet die Fähigkeit der Nervensysteme von Lebewesen, aufgenommene Informationen umzuwandeln, zu speichern und wieder abzurufen. Beide Begriffe leiten sich ab von , ‚Gedächtnis‘Stichwort mnestisch in: Brockhaus Enzyklopädie 2002 digital, bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG, 2002 oder ‚Gedenken‘Stichwort mnestisch in: Duden – das große Wörterbuch der deutschen Sprache, Dudenverlag, 2000; vergleiche auch die Angaben online unter dem Stichwort Amnesie unter „Herkunft“Wortgeschichte auf etymonline.com (englisch) (dies von ; vergleiche auch Amnesie und Amnestie).
Im Gedächtnis gespeicherte Informationen sind das Ergebnis von bewussten oder unbewussten Lernprozessen. Die Gedächtnisbildung wird dabei durch die neuronale Plastizität ermöglicht. Im übertragenen Sinne wird das Wort „Gedächtnis“ auch allgemein für die Speicherung von Informationen in anderen biologischen und technischen Systemen benutzt.
Auch primitive Nervensysteme (z. B. jene von Nesseltieren) sind zu einfachen Lernprozessen befähigt. Komplexität und Umfang von möglichen Gedächtnisleistungen haben im Laufe der Evolution zugenommen.
Eine einzelne gespeicherte und abrufbare Information wird Engramm (Gedächtnisspur) genannt. Die Gesamtheit aller Engramme bildet das Gedächtnis.
Einteilung in verschiedene Gedächtnisarten 800px|Mehrspeichermodell des menschlichen Gedächtnisses
Die verschiedenen Gedächtnisarten können auf psychologischer Ebene nach zwei Aspekten eingeteilt werden: der Dauer der Speicherung oder der Art des Gedächtnisinhalts.
Nach der Dauer der Informationsspeicherung lässt sich das Gedächtnis in verschiedene Subsysteme einteilen. Unterschieden werden üblicherweise drei Systeme: Sensorisches Gedächtnis (auch sensorisches Register): Es hält Informationen für Millisekunden bis Sekunden fest (z. B. ikonisches oder echoisches Gedächtnis). Arbeitsgedächtnis (auch Kurzzeitgedächtnis): Es speichert Informationen etwa 20–45 Sekunden. Langzeitgedächtnis: Es speichert Informationen über Jahre.
Innerhalb des Langzeitgedächtnisses wird weiter unterschieden zwischen deklarativem und prozeduralem Gedächtnis. Das deklarative Gedächtnis speichert bewusst zugängliche Informationen: Das umfasst Fakten und Ereignisse, die entweder zur eigenen Biographie gehören (episodisches Gedächtnis) oder das so genannte Weltwissen eines Menschen ausmachen (semantisches Gedächtnis, z. B. berufliche Kenntnisse, Fakten aus Geschichte, Politik, Kochrezepte). Das prozedurale Gedächtnis umfasst dagegen Fertigkeiten, die in der Regel automatisch und ohne Nachdenken eingesetzt werden. Dazu gehören vor allem motorische Abläufe (Fahrradfahren, Schwimmen, Tanzen, Skifahren). Prozedurale Gedächtnisinhalte werden überwiegend durch implizites Lernen erworben, deklarative Inhalte dagegen durch explizites Lernen angeeignet.
Ein anderes Modell vertritt der Levels-of-processing-Ansatz.
Sensorisches Gedächtnis (Ultrakurzzeitgedächtnis) Neue Informationen erreichen das Gehirn über die Sinnesorgane und werden im sensorischen Gedächtnis (auch sensorisches Register, früher auch Immediatgedächtnis, Ultrakurzzeitgedächtnis oder Ultrakurzzeitspeicher genannt) zwischengespeichert. Das sensorische Gedächtnis ist für jede Sinnesmodalität spezifisch, es wird auch als ikonisches Gedächtnis für die visuelle Wahrnehmung und echoisches Gedächtnis für die auditive Wahrnehmung bezeichnet. Die Fähigkeit, in einem Gespräch etwas zuvor Gesagtes zu wiederholen, obwohl gerade nicht hingehört wurde, ist ein Beispiel für das auditive sensorische Gedächtnis.
Im sensorischen Gedächtnis werden weitaus mehr Informationen aufgenommen als im Arbeitsgedächtnis. Allerdings zerfallen diese auch schon nach wenigen Zehntelsekunden. Eine Möglichkeit, den Zerfall der Informationen in diesem Gedächtnissystems zu untersuchen, ist die sogenannte Teilbericht-Methode (engl. partial-report), die von George Sperling (1960)G. Sperling: The information available in brief visual presentations. In: Psychological Monographs. 74(11) 1960, S. 1–29. entwickelt wurde. Bei dieser werden Versuchspersonen mehrere Reihen von Buchstaben (Set) in verschiedenen Zeilen dargeboten, wovon beim späteren Abruf immer nur einzelne Zeilen wiedergegeben werden sollen. Dies soll verhindern, dass in der Zeit, wo einzelne Teile aus dem Set wiedergegeben werden, die anderen vergessen werden. Wird in einem Experiment die Zeit zwischen der Darbietung des Sets und dem Hinweis, welche Zeile wiedergegeben werden soll, variiert und die Gedächtnisleistung je nach Zwischenzeit verglichen, wird ein Schätzwert für die Dauer der Speicherung erhalten. Mit dieser Methode konnte gezeigt werden, dass das visuelle sensorische Gedächtnis Informationen über etwa 15 Millisekunden, das auditorische sensorische Gedächtnis hingegen über etwa 2 Sekunden speichern kann.C. J. Darwin, M. T. Turvey, R. G. Crowder: An auditory analogue of sperling partial report procedure – evidence for brief auditory storage. In: Cognitive Psychology. 3(2) 1972, S. 255–267.
Bei dieser Art der Erinnerung spielen zentral gesteuerte Prozesse, wie Bewusstsein oder Aufmerksamkeit, meist keine bedeutende Rolle. Diese können jedoch bei der Übertragung von Information ins Arbeitsgedächtnis einen großen Einfluss haben.
Arbeitsgedächtnis/Kurzzeitgedächtnis Grundlage bewusster Informationsverarbeitung ist das Kurzzeitgedächtnis (in einigen Modellen auch Arbeitsgedächtnis). Das Kurzzeitgedächtnis ist ein Speicher, der eine eng begrenzte Menge von Information in einem unmittelbar verfügbaren Zustand bereithält.
Nach einer Hypothese, die als historisch überholt gilt, verfügt es über eine ungefähre Kapazität von etwa 7 ± 2George A. Miller: The magical number seven, plus or minus two: Some limits on our capacity for processing information. In: Psychological Review. Band 63, 1956, S. 81–97. Informationseinheiten, sofern es sich um zahlenmäßig auflistbare Dinge handelte. Diese wurden auch Chunks genannt (siehe dort zu neueren Erkenntnissen).
Kurzzeitgedächtnis Ein Aspekt, der im Rahmen der Erforschung des Kurzzeitgedächtnis besondere Beachtung fand, ist das „schnelle Vergessen“. Dieses wurde zum ersten Mal von Peterson & Peterson (1959)L. R. Peterson, M. J. Peterson: Short-term retention of individual verbal items. In: Journal of Experimental Psychology. 58, 1959, S. 193–198. untersucht. Indem sie ihren Probanden einzelne Wörter, Wort-Triaden und Konsonanten-Triaden zeigten, auf die eine ablenkende Aufgabe (rückwärts zählen) folgte, stellten sie einen deutlichen Abfall der Speicherleistung in Abhängigkeit von der Länge der ablenkenden Aufgabe fest. Zudem machte es einen Unterschied, ob die Wörter einzeln oder in Gruppen dargeboten wurden. Einzelwörter zeigten eine deutlich geringere Vergessensrate als eine Gruppe von drei Konsonanten oder drei Wörtern. Letztere beiden unterschieden sich nicht voneinander. Murdock (1961)B. B. Murdock: Retention of individual items. In: Journal of Experimental Psychology. 62(6) 1961, S. 618–632. bestätigte die Ergebnisse von Peterson & Peterson und konnte zusätzlich zeigen, dass die Darbietung mehrerer Dinge der gleichen semantischen Kategorie eine vorwärts gerichtete Hemmung verursachte. Den Probanden fiel es umso schwerer, zwischen den Dingen zu unterscheiden, je mehr sie gesehen hatten (Listenlängeneffekt). Dies zeigte sich in einem deutlichen Abfall der Erinnerungsleistung.
Delos Wickens (1970)D. D. Wickens: Characteristics of word encoding. In: A. W. Melton, E. Martin (Hrsg.): Coding processes in human memory. Wiley, New York 1972. konnte zeigen, dass sich die vorwärts gerichtete Hemmung aufheben lässt, wenn Probanden Wörter unterschiedlicher semantischer Kategorien präsentiert werden. Nach einem Kategorienwechsel stieg die Erinnerungsleistung wieder deutlich an. Gunter u. a. (1981)B. Gunter, C. Berry, B. R. Clifford: Proactive-interference effects with television-news items – further evidence. In: Journal of Experimental Psychology – Human Learning and Memory. (7)6 1981, S. 480–487. führten drei Experimente durch, in denen sie die vorwärts gerichtete Hemmung und ihre Aufhebung nachweisen konnten. Sie ließen ihren Probanden einzelne Fernsehnachrichten unterschiedlicher Themengebiete vorsprechen, von zum Beispiel innen- und außenpolitischen Themen. Einer Gruppe wurden vier ähnliche Themen präsentiert, der anderen drei ähnliche und ein Nachrichtenpunkt aus einem anderen Themengebiet. Bei der ersten Gruppe zeigte sich die vorwärts gerichtete Hemmung im Sinne einer abfallenden Gedächtnisleistung und bei der zweiten Gruppe zeigte sich die Aufhebung der Hemmung durch den Themenwechsel. Beide Effekte konnten auch bei einer verringerten Anzahl von Dingen und bei der zusätzlichen Aufgabe, diese genau zu beschreiben, gefunden werden. Außerdem konnten die Autoren einen Lerneffekt nachweisen, wenn bestimmte Dinge bereits in einem vorhergehenden Test gezeigt worden waren. Die Probanden konnten sich dann an diese in einem zweiten Test besser erinnern. Untersuchungen zum Zeitraum des Effekts der vorwärts gerichtete Hemmung deuteten am ehesten auf die Abrufphase.
Arbeitsgedächtnis Das ursprüngliche Modell des Kurzzeitgedächtnisses wurde seit 1974 durch das Arbeitsgedächtnismodell von Baddeley ergänzt, das folgende drei Systeme anführt: Der räumlich-visuelle Notizblock zur kurzfristigen Speicherung visueller Eindrücke. Die artikulatorische oder phonologische Schleife dient zur Speicherung von verbalen Informationen, welche durch ein inneres Wiederholen relativ lange verfügbar bleiben können. Die zentrale Exekutive verwaltet die beiden Teilsysteme und verknüpft Informationen aus diesen mit dem Langzeitgedächtnis. Zuletzt ist das Modell um einen episodischen Puffer erweitert worden.
Langzeitgedächtnis Das Langzeitgedächtnis ist das dauerhafte Speichersystem des Gehirns. Es handelt sich nicht um ein einheitliches Gebilde, sondern um mehrere Speicherleistungen für verschiedene Arten von Information. Sie kann im Langzeitgedächtnis von Minuten bis zu Jahren gespeichert werden (sekundäres Gedächtnis) oder sogar ein Leben lang (tertiäres Gedächtnis). Über Begrenzungen der Kapazität des Langzeitgedächtnisses ist nichts bekannt. Allerdings lassen Studien bei sog. Savants (franz.) oder Inselbegabten eine deutlich höhere Gedächtniskapazität vermuten als die normal genutzte.Mein Kopf zeichnet jede Minute meines Lebens auf. In: Spiegel online. 19. November 2009. Jill Price ist eine medizinische Sensation. Sie erinnert sich an alles, was ihr seit dem 5. Februar 1980 passiert ist. Lückenlos, an jede noch so kleine Begebenheit. Ein Interview mit der Frau, die nicht vergessen kann – es manchmal aber gerne möchte. Vergessen scheint kein Kapazitätsproblem, sondern ein Schutz vor zu viel Wissen zu sein. Vergessen findet anscheinend weniger durch Informationsverlust wie in den anderen, kurzzeitigen Gedächtnisformen statt, sondern durch löschenden oder verfälschenden Einfluss von anderen, vorher oder nachher gebildeten Inhalten.
Zu unterscheiden sind verschiedene Prozesse des Langzeitgedächtnisses: Lernen/Enkodierung: Neues Einspeichern von Information Erinnern/Abrufen: Bewusstwerden von Gedächtnisinhalten Konsolidieren/Behalten: Festigung von Information durch wiederholten Abruf Verknüpfen von neuen und alten Informationen Vergessen: Zerfall von Gedächtnisinhalten oder Abänderung durch konkurrierende Information
Für die Überführung von neuen Gedächtnisinhalten in das Langzeitgedächtnis und das Bewahren von Information ist Üben oft förderlich, zum Beispiel durch das bewusste Abrufen und Überdenken von Information im Arbeitsgedächtnis. Die Verankerung im Gedächtnis nimmt zu mit der Bedeutung, dem emotionalen Gewicht und der Anzahl der Assoziationen (Verknüpfung mit anderen Inhalten).
Formen und Inhalte des Langzeitgedächtnisses