Glossar – Gedächtnis und Lernen

 

„Lernen ist eine relativ überdauernde Verhaltensänderung auf der Grundlage von Erfahrungen.

Kein Lernen liegt vor, wenn die Verhaltensänderung durch körperliche Reifung, Reflexe, Instinkte, Ermüdung, Drogen oder biologische Triebzustände etc. induziert wird.“1

 

Unser Gedächtnis ist eine Einheit aus Merk- und Erinnerungsfähigkeit:

Als Merkfähigkeit bezeichnet man die Bildung von Gedächtnisspuren zur Speicherung von Wahrnehmungen und Erfahrungen, durch welche dann Erinnerung möglich wird.

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Merkfähigkeit

Bildung von Gedächtnisspuren (= Engrammen)

 

Erinnerungsfähigkeit

Gedächtnisspuren ermöglichen Erinnerung (= Ekphorie)

 

 

 

Einteilung

 

... nach der ‚Dauer’ der Speicherung:

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Langzeitgedächtnis

Speichert langfristig Wahrnehmungen durch Verfestigung der Gedächtnisspuren.

 

Kurzzeitgedächtnis

(Arbeitsgedächtnis)

Speichert Informationen für wenige Sekunden bzw. enthält momentan aktivierte, dem Bewusstsein zugängliche Inhalte, bis diese durch andere ersetzt (‚überlagert’) werden.

 

 

 

... und nach dem ‚Inhalt’, der gespeichert wird:

.

.

 

Inhalt

Vorwiegend beteiligte Gehirnstrukturen

 

Semantisches Gedächtnis

Bedeutungswissen:

Allgemeine Fakten, allgemeines Wissen

 

Neocortex, insb. Temporallappen

Episodisches Gedächtnis

Erinnerung an Erlebnisse:

Episoden, Ereignisse und Fakten aus dem eigenen Leben

 

Neocortex, insb. rechter

Frontal- und Temporallappen

 

Prozedurales Gedächtnis

Handlungswissen:

Automatisierte Handlungsabläufe bzw. Fertigkeiten, die oft geübt wurden

(z. B. Gehen, Radfahren, Klavierspielen)

 

V. a. Kleinhirn und Basalganglien

 

 

Quelle:

de.wikipedia.org/wiki/

Gedächtnis

 

 

 

 

Der Neocortex ist ein Teil der Großhirnrinde (= Cortex cerebri).

Diese besteht aus einer Schicht ‚grauer Substanz’ (= Substantia grisea).

Eingeteilt wird die Großhirnrinde  in Rindenfelder bzw. Brodmann-Areale.

 

-> Siehe auch: Wunderwerk Gehirn – Rindenarchitektonik, Substantia grisea

 

Der Frontallappen (Stirnlappen) enthält Assoziationsareale und das Broca-Sprachzentrum (motorisches Sprachzentrum); der Temporallappen (Schläfenlappen) das Hörzentrum und das Wernicke-Zentrum für die Spracherkennung.

 

-> Siehe auch: Glossar – Fossa cranii

 

Kleinhirn

 

-> Siehe: Wunderwerk Gehirn – Kleinhirn etc.

 

Basalganglien

 

Zu den Basalganglien (Stammganglien) gehören:

 

Streifenhügel (Striatum, Corpus striatum)

Vormauer (Claustrum)

Mandelkern (Amygdala, Corpus amygdaloideum)

Palllidum (Globus pallidus)

Nucleus subthalamicus (Luys-Körper)

Nucleus ruber

Substantia nigra

Formatio reticularis

 

Striatum, Pallidum, Nucleus subthalamicus, Nucleus ruber und Substantia nigra gehören zum ‘extrapyramidalen System’.

 

-> Siehe: Glossar – Basalganglien, Limbisches System etc.

 

Amygdala und Hippocampus - Teile des Limbischen Systems

 

Die Amygdala spielt bei der Speicherung von ‚gefühlsmäßig gefärbten’ Gedächtnisinhalten und bei Angstreaktionen eine große Rolle.

 

Zum Nachdenken ...

 „Zur Definition von Angst und Furcht:

Angst ist eine emotionale Reaktion begleitet von Reaktionen auf Verhaltens- und physiologischer Ebene, die von Umweltreizen ausgelöst wird, die ihre Fähigkeit Angst auszulösen nicht erst durch Lernprozesse, d.h. der Paarung mit einem aversiven Reiz, z.B. einem Fußschock erwerben müssen. Eine Extinktion* der Angstreaktion durch wiederholte Darbietung der angstauslösenden Reize kann nicht induziert werden."

 

* Definition Extinktion [Pschyrembel 1994]:

Physiologisch: Erlöschen bedingter Reflexe infolge Fehlens des unkonditionierten Stimulus.

Psychologisch: Rückbildung erlernten Verhaltens bei nicht wiederholter Reiz/Reaktionsverknüpfung oder Nachlassen belohnender Verstärkerwirkung.

Neurologisch: Nichtbeachten eines Reizes bei doppelt simultaner Stimulation.

 

"Furcht ist hingegen eine emotionale Reaktion, begleitet von Reaktionen auf Verhaltens- und physiologischer Ebene, die von Umweltreizen ausgelöst wird, die ihre Fähigkeit Furcht auszulösen erst durch Lernprozesse, d.h. wiederholte oder einmalige Paarung mit unkonditionierten aversiven Reizen, erwerben müssen. Furcht kann im Gegensatz zu Angst durch gegenläufige Erfahrungen, z.B. dass der konditionierte Reiz nicht mehr von aversiven Konsequenzen gefolgt wird, auch wieder abgeschwächt werden.“

 

[Quelle: Siehe Diplomarbeiten etc. – Lernen und Gedächtnis, S. 85]

 

Der Hippocampus spielt eine wichtige Rolle nicht nur bei der Gedächtnisbildung, sondern auch bei bestimmten Epilepsieformen und bei Schizophrenie ...

Er liegt im Scheitellappen (Parietallappen) an der medialen Wand des Unterhorns des Seitenventrikels

(1. und 2. Hirnventrikel) und verläuft bis zum Balken (Corpus callosum).

 

Kurz- und Langzeitgedächtnis, Amygdala, Hippocampus und Furchtkonditionierung

 

Zum Nachdenken ...

 „Während das Kurzzeitgedächtnis dieser kontextabhängigen Furchtkonditionierung ausschließlich in der Amygdala gebildet wird, ist das Langzeitgedächtnis von der Amygdala und dem Hippokampus abhängig.“

 

„Die implizite Gedächtniskomponente der Furchtkonditionierung liegt in der Assoziation

zwischen dem ursprünglich neutralen Ton mit dem Fußschock, was zu einer konditionierten

Furchtreaktion auf den Ton führt. ... Die Assoziation stellt eine klassische Pavlovsche

Konditionierung dar, die ausschließlich amygdalaabhängig und damit

hippokampusunabhängig ist.“

 

[Quelle: www.diss.fu-berlin.de/diss/servlets/MCRFileNodeServlet/

FUDISS_derivate_000000001351/4_4.pdf;

jsessionid=428C15FB85A75333309944112BFA7FD9?hosts=

Stichworte: Räumliches Lernen, Furchtkonditionierung, tonabhängige Furchtkonditionierung, conditioned taste aversion]

 

-> Siehe auch: Angst, Angstaussagen; Wunderwerk Gehirn; Fragen, Fragen, Fragen – Epilepsie; Glossar – ATP (‚schizophrenic illness’, NMDA-Rezeptor etc.), Limbisches System; de.wikipedia.org/wiki/Hippocampus

 

 

Die ‚klassische Pawlow-Konditionierung’ ...

 

... ist also ausschließlich amygdalaabhängig (... und hippokampusunabhängig ...).

 

Konditionierung

 

Als Konditionierung bezeichnet man das Erzeugen einer bedingten (= ‚konditionierten’) Reaktion durch Lernen. Man unterscheidet zwei Formen:

Die ‚klassische’ und die ‚operante Konditionierung’.

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Klassische Konditionierung

(Pawlow-Konditionierung)

Sog. ‚Signallernern’.

Klassisches Beispiel: Der ‚Pawlow-Hund’

 

Herbeiführen einer bedingten Reaktion bzw. eines bedingten Reflexes (‚Speichelfluss’) durch wiederholte Verknüpfung des Reflexauslösers (‚Futter’; sog. unkonditionierter Reiz) mit einem zunächst neutralen Reiz (‚Glockenton’; sog. konditionierter Reiz) ...

 

‚Ergebnis’ der ‚Konditionierung’:

Der Speichelfluss wird schließlich ausgelöst nur allein durch Ertönen des Glockentons - ohne die anfänglich auslösende Futterdarbietung ...

 

Operante Konditionierung

 

Instrumentelle Konditionierung, sog. Lernen am Erfolg.

Die Verknüpfung einer Handlung oder Verhaltensweise mit verstärkenden Reizen (sog. ‚Verstärker’) führt zu einer Verhaltensänderung:

 

Positive Verstärker führen zu einer Wiederholungstendenz, negative Verstärker zu einem Vermeidungsverhalten ...

 

Löschen einer Konditionierung ...

Der Lerninhalt der Konditionierung kann durch Extinktion* gelöscht – bzw. ‚verlernt’ - werden (s. o.).

 

* Erlöschen einer gelernten (= bedingten) Reaktion:

  • Durch mehrfache Darbietung des bedingten Reizes ohne gleichzeitige Darbietung des unbedingten Reizes.
  • Durch Ausbleiben der ‚Verstärkung’ einer Verhaltensweise.

-> Siehe auch: Fragen, Fragen, Fragen – Neglect, Extinktion

 

 

 

-> Siehe auch: Was uns nicht hilft

 

 

Acetylcholin ...

 

„Es scheint erwiesen, dass es bei Lernvorgängen eine maßgebliche Rolle einnimmt.“

[Quelle: de.wikipedia.org/wiki/Acetylcholin]

 

-> Siehe: Essen & Co. – Acetylcholin; Nervensystem; Zum Nachdenken – Cholin

 

„Der Neurotransmitter Azetylcholin wurde in der Vergangenheit in Verbindung mit Lern- und Gedächtnisprozessen diskutiert ...“

 

-> Siehe auch: Diplomarbeiten etc. – Lernen und Gedächtnis, S. 139

 

Acetylcholin ...

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... ist physiologischer Neurotransmitter

  • An allen Synapsen des Parasympathikus.
  • An allen prä- und einigen postganglionären Synapsen des Sympathikus (Schweißdrüsen).
  • An den motorischen Endplatten der Muskulatur.

... bindet

An nicotin- oder muscarinarige Rezeptoren des Erfolgsorgans.

 

... bewirkt

Eine Erhöhung der Membrandurchlässigkeit:

  • Öffnet Na+-Kanäle (nicotinerg).
  • Führt zu erhöhter Konzentration von Inositol-1,4,5-trisphosphat und Diacylglycerol (m1-Subtyp des muscarinergen Rezeptos).
  • Oder hemmt die Adenylatcyclase (m2-Subtyp des muscarinergen Rezeptors).

Die Wirkungsdauer von Acetylcholin ist wegen seines schnellen Abbaus sehr kurz.

  • Magnesium vermindert die Acetylcholin-Wirkung.
  • Cholinesterasehemmer verstärken die Acetylcholin-Wirkung

Acetylcholinesterase

Ist eine Cholinesterase, die insbesondere in den Synapsen vorkommt.

 

Funktion:

Rasche Hydrolyse* von Acetylcholin in Cholin und Acetat.

Diese sind weniger wirksam ...

 

* Hydrolyse = Spaltung von Verbindungen unter Wasseraufnahme

 

Cholinesterase

Ist ein Enzym, das u. a. Acetylcholin spaltet in:

Essigsäure* und Cholin

 

Vorkommen:

Serum, Pankreas (Bauchspeicheldrüse)

 

* Essigsäure ist wichtiges Zwischenprodukt im Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel. Coenzym A (= CoA) ist sog. ‚aktive Essigsäure’ und die biologisch aktive Form bzw. Bestandteil der Pantothensäure (Vitamin B5).

 

Pantothensäure liefert die zentralen SH-Gruppen bei der Fettsäuresynthese. [Pschyrembel 1994]

 

[SH-Gruppe = Sulfhydrylgruppe; ist in vielen biochemisch wichtigen Verbindungen enthalten, z. B. in Glutathion bzw. Glutathionsulfhydryl.]

 

-> Siehe auch: Esssen & Co. – Fette, Fettstoffwechsel; Fragen, Fragen, Fragen – Galaktose, Fruktose, Glutathion und GABA

 

Cholinesterasehemmer

Hemmen das Enzym Cholinesterase und führen damit zu einer verlängerten Wirkung von Acetylcholin, d. h. zu einer weiterhin erhöhten Membrandurchlässigkeit - durch die erhöhte Konzentration von Acetylcholin am Rezeptor.

 

Man unterscheidet:

1.     Reversible Cholinesterasehemmer, die als indirekt wirkende Parasympathomimetika verwendet werden.

2.     Irreversible Cholinesterasehemmer, die v. a. in Insektiziden verwendet werden (Phosphorsäureester; z. B. E605, chemische Kampfstoffe).

 

Parasympathomimetika (syn. Cholinergika) sind Substanzen, die die Wirkung des Parasympathikus nachahmen.

 

Man unterscheidet:

1.     Direkt wirkende, die ähnlich wie Acetylcholin mit Muscarinrezeptoren reagieren (Muscarin-Rezeptor-Agonisten).

2.     Indirekt wirkende – reversible und irreversible - Cholinesterasehemmer.

 

Parasympathomimetika (!) sind kontrainduziert (!) u. a. bei:

Asthma bronchiale

Überfunktion der Schilddrüse (Hyperthyreose)

Parkinson-Syndrom

 

Esterasen

Sind Enzyme, die Esterbindungen hydrolytisch (= unter Wasseraufnahme ...) spalten. Verschiedene Esterasen sind in den Lysosomen lokalisiert.

 

Zur Erinnerung ...

Lysosomen werden im Golgi-Apparat gebildet; sie enthalten Hydrolasen (Enzyme, die Verbindungen unter Anlagerung von Wasser spalten).

 

-> Siehe auch: Glossar – Zellorganellen

 

Cholin

Ist ein quartäres Ammoniumsalz und Bestandteil des Lezithins und der Phosphatide. Es ist in der Nahrung enthalten und fungiert als Methylgruppendonator ('Spender').

 

Aus Cholin können Glycin und Sarkosin gebildet werden.

 

Zur Erinnerung ...

  • Lezithin kommt vor in der Zellmembran; es ist Hauptbestandteil von Surfactant (= sog. Antiatalaktasefaktor).
  • Phosphatide nennt man auch Phospholipide (Membranlipide).
  • Glycin ist einfachste Aminosäure und Baustein vieler Eiweiße; wichtiger hemmender (inhibitorischer) Neurotransmitter im Rückenmark und im Hirnstamm.
  • Sarkosin ist im Muskel vorkommende N-Methylaminosäure; aus ihr entsteht durch ... Umlagerung Serin und durch Demethylierung Glycin. Durch Decarboxylierung (= Kohlendioxidabspaltung ...) von Serin entsteht Colamin (= Baustein der Colaminkephaline).

Und zum Nachdenken, ‚Querdenken’ ...

  • Aus Methionin (= essentielle, schwefelhaltige Aminosäure) entsteht durch Reaktion mit ATP (= Adenosintriphosphat) der Methylgruppendonator Adenosylmethionin.
  • Adenosylmethion (sog. ‚aktiviertes Methionin’ ist Methylgruppendonator bei der Biosynthese von z. B. Adrenalin und Kreatin.
  • Als Methylgruppe bezeichnet man die Methylgruppenübertragung im Stoffwechsel von Adenosylmethionin - mit Tetrahydrofolsäure (FH4; biologisch aktive Form der Folsäure) als Coenzym.

„Folsäure zählt allgemein zu den kritischen Nährstoffen fast aller Bevölkerungsgruppen.“ [Pschyrembel]

 

-> Siehe auch: Essen & Co. – Aminosäuren, Fette (Surfactant etc.), Acetylcholin, Vitamine; Biosynthese von Sphingosin; Mineralstoffe; Glossar – ATP (Kreatin etc.), Makrophagen (Glycin etc.); Zum Nachdenken - Cholin

 

Motorische Endplatte

Endigungsbereich einer motorischen Nervenfaser auf einer Muskelfaser (präsynaptische Membran - postsynaptische Membran).

Die marklose Nervenendigung enthält zahlreiche Mitochondrien und Vesikel mit darin gespeichertem Acetylcholin.

  • Acetylcholin wird freigesetzt bei Erregung der motorischen Endplatte und führt zur Erregung der Muskelmembran (sog. Depolarisation = Abnahme des Ruhepotentials).
  • Der Abbau durch die Acetylcholinesterase (s. o.) ermöglicht die Repolarisation (= Wiederherstellung des Ruhemembranpotentials).

-> Siehe auch: Nervensystem; Fragen, Fragen, Fragen – Epilepsie; Glossar - Zellorganellen

 

 

 

[Quelle: Pschyrembel – 1994; 2007]

 

Und zur Erinnerung ...

An der Synthese von ACETYLCHOLIN ist Thiamin (Vitamin B1) beteiligt.

 

-> Siehe auch: Essen & Co. – ‚Wasser-Vitamine’; Glossar – Beriberi, Thiaminmangel

 

Und zum Weiterlesen ...

„Der Gedächtnisinhalt ist in den Verbindungen der Nervenzellen, den Synapsen, niedergelegt, ....“

[de.wikipedia.org/wiki/Gedächtnis]

 

„Dabei ist es nicht eine einzelne Synapse oder Zelle, die den Gedächtnisinhalt speichert, sondern ein ganzes Netzwerk von synaptischen Verbindungen.“

[Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie: Wie funktioniert Lernen?

http://www.mpibpc.mpg.de/Fragen-Portal/Antworten-Archiv/Wie_funktioniert_Lernen/index.html

Stichworte: Bewusstes und unbewusstes Lernen, aktive Synapsen im Hippocampus, Calcium-Einstrom, Synapsen sind veränderbar etc.]

 

 

 

Quelle und zum Weiterlesen:

Klinisches Wörterbuch ‚Pschyrembel’

 

Siehe auch:

Fragen, Fragen, Fragen – Aminosäureaustausch

Glossar – Arg3.1

 

1Aus: „Auswirkungen einer genetischen N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptor Untereinheitensubstitution auf Gedächtnisprozesse, Ängstlichkeit, Explorationsverhalten, Motorik und post-mortem Hirnazetylcholinkonzentrationen in der Maus“;

Inaugural-Dissertation von Ekrem Dere aus Heidelberg; ULBD, Düsseldorf  (2003)

http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=969771703&dok_var=d1&dok_ext=pdf&filename=969771703.pdf

-> Siehe auch: Diplomarbeiten etc. – Lernen und Gedächtnis

 

  

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