Der folgende Aufsatz wurde mit Genehmigung von The Conversation nachgedruckt, einer Online-Publikation, die über die neueste Forschung berichtet.
Wenn Sie sich eine Telefonnummer, eine Einkaufsliste oder eine Anleitung merken müssen, verlassen Sie sich auf das, was Psychologen und Neurowissenschaftler als Arbeitsgedächtnis bezeichnen. Es ist die Fähigkeit, Informationen über kurze Intervalle hinweg im Gedächtnis zu behalten und zu verarbeiten. Es ist für Dinge zuständig, die für Sie im gegenwärtigen Moment wichtig sind, aber nicht in 20 Jahren.
Forscher glauben, dass das Arbeitsgedächtnis zentral für das Funktionieren des Gehirns ist. Es korreliert mit vielen allgemeineren Fähigkeiten und Ergebnissen – Dingen wie Intelligenz und schulischen Leistungen – und ist mit grundlegenden sensorischen Prozessen verbunden.
Angesichts seiner zentralen Rolle in unserem geistigen Leben und der Tatsache, dass wir uns zumindest einiger seiner Inhalte bewusst sind, könnte das Arbeitsgedächtnis bei unserer Suche nach dem Verständnis des Bewusstseins selbst wichtig werden. Psychologen und Neurowissenschaftler konzentrieren sich bei der Erforschung des Arbeitsgedächtnisses auf unterschiedliche Aspekte: Psychologen versuchen, die Funktionen des Systems zu entschlüsseln, während Neurowissenschaftler sich mehr auf seine neuronalen Grundlagen konzentrieren. Hier eine Momentaufnahme des aktuellen Forschungsstandes.
Wie viel Arbeitsgedächtnis haben wir?
Die Kapazität ist begrenzt – wir können immer nur eine bestimmte Menge an Informationen „im Kopf“ behalten. Aber Forscher debattieren über die Art dieser Begrenzung.
Viele vermuten, dass das Arbeitsgedächtnis eine begrenzte Anzahl von „Elementen“ oder „Brocken“ von Informationen speichern kann. Das können Ziffern, Buchstaben, Wörter oder andere Einheiten sein. Die Forschung hat gezeigt, dass die Anzahl der Bits, die im Gedächtnis gehalten werden können, von der Art des Gegenstandes abhängen kann – Geschmacksrichtungen von angebotener Eiscreme versus Ziffern von Pi.
Eine alternative Theorie besagt, dass das Arbeitsgedächtnis als eine kontinuierliche Ressource fungiert, die über alle erinnerten Informationen geteilt wird. Je nach Zielsetzung können verschiedene Teile der erinnerten Informationen unterschiedliche Mengen an Ressourcen erhalten. Neurowissenschaftler haben vorgeschlagen, dass diese Ressource neuronale Aktivität sein könnte, wobei verschiedenen Teilen der erinnerten Informationen unterschiedliche Mengen an Aktivität gewidmet werden, abhängig von den aktuellen Prioritäten.
Ein anderer theoretischer Ansatz argumentiert stattdessen, dass die Kapazitätsgrenze dadurch entsteht, dass verschiedene Elemente sich gegenseitig im Gedächtnis stören.
Und natürlich zerfallen Erinnerungen mit der Zeit, obwohl das Wiederholen der Informationen, die im Arbeitsgedächtnis sind, diesen Prozess zu mildern scheint. Das, was Forscher als „maintenance rehearsal“ bezeichnen, beinhaltet die mentale Wiederholung von Informationen ohne Rücksicht auf ihre Bedeutung – zum Beispiel, wenn man eine Einkaufsliste durchgeht und sich die Einträge nur als Wörter merkt, ohne Rücksicht auf die Mahlzeit, die daraus wird.
Im Gegensatz dazu beinhaltet das „elaborative rehearsal“, dass man den Informationen eine Bedeutung gibt und sie mit anderen Informationen in Verbindung bringt. Zum Beispiel erleichtern Mnemotechniken das elaborative Rehearsal, indem sie den jeweils ersten Buchstaben einer Liste von Gegenständen mit einer anderen Information assoziieren, die bereits im Gedächtnis gespeichert ist. Es scheint, dass nur das elaborative Rehearsal dazu beitragen kann, die Informationen aus dem Arbeitsgedächtnis in eine dauerhaftere Form – das Langzeitgedächtnis – zu konsolidieren.
Im visuellen Bereich kann das Rehearsal Augenbewegungen beinhalten, wobei die visuellen Informationen mit der räumlichen Position verbunden sind. Mit anderen Worten, Menschen können sich den Ort der erinnerten Information ansehen, nachdem sie verschwunden ist, um sich daran zu erinnern, wo sie war.
Arbeitsgedächtnis versus Langzeitgedächtnis
Das Langzeitgedächtnis zeichnet sich durch eine viel größere Speicherkapazität aus. Die Informationen, die es enthält, sind auch langlebiger und stabiler. Das Langzeitgedächtnis kann Informationen über Episoden im Leben einer Person, Semantik oder Wissen sowie eher implizite Arten von Informationen enthalten, wie z.B. wie man Gegenstände benutzt oder den Körper auf bestimmte Weise bewegt (motorische Fähigkeiten).
Forscher betrachten das Arbeitsgedächtnis seit langem als ein Tor zum Langzeitspeicher. Wenn man Informationen im Arbeitsgedächtnis genug übt, kann das Gedächtnis dauerhafter werden.
Die Neurowissenschaft unterscheidet klar zwischen den beiden. Sie geht davon aus, dass das Arbeitsgedächtnis mit einer temporären Aktivierung von Neuronen im Gehirn zusammenhängt. Im Gegensatz dazu geht man davon aus, dass das Langzeitgedächtnis mit physischen Veränderungen an Neuronen und deren Verbindungen zusammenhängt. Dies kann die Kurzzeitigkeit des Arbeitsgedächtnisses sowie seine größere Anfälligkeit für Unterbrechungen oder physische Schocks erklären.
Wie verändert sich das Arbeitsgedächtnis im Laufe des Lebens?
Die Leistung bei Tests des Arbeitsgedächtnisses verbessert sich im Laufe der Kindheit. Seine Kapazität ist eine wichtige Triebfeder der kognitiven Entwicklung. Die Leistung in Tests zur Beurteilung des Arbeitsgedächtnisses nimmt während des Säuglingsalters, der Kindheit und der Teenagerjahre stetig zu. Die Leistung erreicht dann einen Höhepunkt im jungen Erwachsenenalter. Auf der anderen Seite ist das Arbeitsgedächtnis eine der kognitiven Fähigkeiten, die am empfindlichsten auf das Altern reagieren, und die Leistung in diesen Tests nimmt im Alter ab.
Das Auf- und Absteigen der Arbeitsgedächtniskapazität über die Lebensspanne hängt vermutlich mit der normalen Entwicklung und dem Abbau des präfrontalen Kortex im Gehirn zusammen, einem Bereich, der für höhere kognitive Funktionen verantwortlich ist.
Wir wissen, dass eine Schädigung des präfrontalen Kortex Defizite im Arbeitsgedächtnis verursacht (zusammen mit vielen anderen Veränderungen). Und Aufzeichnungen der neuronalen Aktivität im präfrontalen Kortex zeigen, dass dieser Bereich während der „Verzögerungszeit“ aktiv ist, die zwischen dem Zeitpunkt liegt, an dem ein Reiz einem Beobachter präsentiert wird, und dem Zeitpunkt, an dem er eine Antwort geben muss – also in der Zeit, in der er versucht, sich an die Information zu erinnern.
Einige psychische Erkrankungen, darunter Schizophrenie und Depression, sind mit einer verminderten Funktion des präfrontalen Kortex verbunden, was sich durch Neuroimaging aufzeigen lässt. Aus dem gleichen Grund sind diese Erkrankungen auch mit einer verminderten Arbeitsgedächtnisleistung verbunden. Interessanterweise scheint dieses Defizit bei schizophrenen Patienten eher bei visuellen als bei verbalen Arbeitsgedächtnisaufgaben ausgeprägt zu sein. In der Kindheit sind Defizite des Arbeitsgedächtnisses mit Schwierigkeiten bei der Aufmerksamkeit, dem Lesen und der Sprache verbunden.
Arbeitsgedächtnis und andere kognitive Funktionen
Der präfrontale Kortex ist mit einer Vielzahl anderer wichtiger Funktionen verbunden, darunter Persönlichkeit, Planung und Entscheidungsfindung. Eine Beeinträchtigung der Funktion dieses Areals hat wahrscheinlich Auswirkungen auf viele verschiedene Aspekte der Kognition, der Emotionen und des Verhaltens.
Kritisch ist, dass man annimmt, dass viele dieser präfrontalen Funktionen eng mit dem Arbeitsgedächtnis verbunden und vielleicht sogar von diesem abhängig sind. Zum Beispiel erfordern Planung und Entscheidungsfindung, dass wir die relevanten Informationen bereits „im Kopf“ haben, um eine Handlungsweise zu formulieren.
Eine Theorie der kognitiven Architektur, die sogenannte Global Workspace Theory, stützt sich auf das Arbeitsgedächtnis. Sie besagt, dass Informationen, die vorübergehend „im Kopf“ gehalten werden, Teil eines „globalen Arbeitsbereichs“ im Gehirn sind, der mit vielen anderen kognitiven Prozessen verbunden ist und auch bestimmt, was uns in einem bestimmten Moment bewusst ist. Da diese Theorie nahelegt, dass das Arbeitsgedächtnis bestimmt, wessen wir uns bewusst sind, könnte das Verständnis darüber ein wichtiger Teil der Lösung des Rätsels des Bewusstseins werden.
Verbessern Sie Ihr Arbeitsgedächtnis
Es gibt einige Hinweise darauf, dass es möglich ist, das Arbeitsgedächtnis mit interaktiven Aufgaben zu trainieren, wie z.B. einfache Spiele für Kinder, die die Gedächtnisleistung einbeziehen. Es gibt Hinweise darauf, dass dieses Training dazu beitragen kann, die Ergebnisse bei anderen Aufgabentypen zu verbessern, z.B. bei Aufgaben, die Vokabeln und Mathematik beinhalten. Es gibt auch Hinweise darauf, dass ein Training des Arbeitsgedächtnisses die Leistung von Kindern mit bestimmten Erkrankungen, wie z. B. ADHS, verbessern kann. Allerdings kommen Forschungsberichte oft zu dem Schluss, dass der Nutzen nur von kurzer Dauer und spezifisch für die trainierte Aufgabe ist.
Außerdem könnten die in einigen dieser Studien gefundenen Verbesserungen darauf zurückzuführen sein, dass man lernt, die Ressourcen des Arbeitsgedächtnisses effizienter zu nutzen, anstatt dessen Kapazität zu erhöhen. Die Hoffnung für diese Art von Training ist, dass wir relativ einfache Aufgaben finden können, die nicht nur die Leistung bei der Aufgabe selbst verbessern, sondern auch auf eine Reihe von anderen Anwendungen übertragen werden können.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.