Wie fit ist Ihr Gehirn und Ihr Gedächtnis ?

Dr. Dieter Zittlau

Funktion und Fehlfunktion des menschlichen Gedächtnisses


Manchen Menschen wird bisweilen nachgesagt, daß bei Ihnen der Kopf zwischen den beiden Schultern lediglich kosmetischen Wert habe. Selbst wenn das Verhalten und Benehmen des ein oder anderen Zeitgenossen diesen Eindruck beharrlich bestätigen sollte, so ändert auch dies nichts an der zentralen Bedeutung unseres Gehirns für jeden Menschen, denn alles was wir richtig oder auch falsch machen, wird letztlich in unserer zentralen Schaltanlage in unserem Schädel entschieden.

Unser Gehirn hat sich im Zuge der Evolution über Jahrmillionen hinweg entwickelt. Der älteste Teil ist das sogenannte Stammhirn, welches heute von den anderen Teilen unseres Gehirns fast vollständig verdeckt wird. Bei den meisten Tieren macht dieser Teil des Gehirns aber nach wie vor den größten Teil der Hirnmasse aus. Im Laufe der Zeit entwickelte sich aus dem Riechhirn unser Großhirn. Dieses versetzt den Menschen in die Lage, im Gegensatz zu den meisten Tierarten sehr flexibel auf sich ändernde Umweltbedingungen reagieren zu können, da seine Funktionen weit über die ansonsten herrschenden Instinkte und Reflexe hinausgehen.

In einem bestimmten Bereich des Zwischenhirns, dem sog. Thalamus, werden alle ankommenden Sinneswahrnehmungen (optische Reize, Töne, Druckempfindungen, uva.) mit Gefühlen wie Freude, Angst, Lust oder Schmerz verknüpft. Von hier werden unsere Emotionen gesteuert, hier sitzt der "Hebel", wenn wir lachen oder weinen. Natürlich haben diese Vorgänge einen großen Einfluß auf unser Erinnerungsvermögen, denn alle Informationen, denen ein besonderer gefühlsmäßiger "Wert" zukommt, werden zugleich bevorzugt in unserem Gedächtnis behandelt. Dies ist z.B. auch ein Grund dafür, daß Vokabeln, mathematische Formeln und viele andere schulische Inhalte, die für viele Schüler nun einmal keinen besonderen gefühlsmäßigen Stellenwert besitzen, bei weitem nicht so problemlos gelernt und aufgenommen werden wie z.B. der Inhalt eines guten Romans, den man in einem "Rutsch" durchliest und an den man sich ein halbes Jahr später noch problemlos erinnern kann. Das Denken, Lernen und Vergessen selbst findet hingegen in unserem Großhirn statt. Dieses besteht aus zwei großen, nur durch einen sogenannten "Balken" miteinander verbundenen Lappen. Diese sind "über kreuz" für die einzelnen Funktionen unseres Körpers zuständig. D.h. das z.B. das linke Ohr zur rechten Hirnhälfte geht und daß die linke Hirnhälfte mit dem rechten Auge "sieht". Mit zunehmendem Alter entwickelt sich jedoch eine Arbeitsteilung zwischen den beiden Hirnhälften. So liegt bei über 90% der Menschen das aktive Sprachzentrum in der linken Hemisphäre unseres Großhirns. Dort soll denn auch bei den meisten das rationale und analytische Denken beheimatet sein, während Phantasie und Intuition die Stärken der rechten Hirnhälfte sein sollen.


Die Stufen des Gedächtnisses

Zunächst einmal kommen alle Informationen in das Ultrakurzzeitgedächtnis. Daß dieses nur eine kurze Verweildauer aufweist, erkennt man ärgerlicherweise genau dann, wenn man eine Telefonnummer nachgeschlagen hat und diese bereits in dem Moment vergessen hat, in dem man den Hörer abnimmt und wählen will. In der Tat scheint das Ultrakurzzeitgedächtnis mit etwa 20 Sekunden Verweildauer nicht der sicherste Aufbewahrungsort für langfristig wichtige Informationen zu sein. Etwas dauerhafter ist da schon unser Kurzzeitgedächtnis, welches seine Informationen immerhin für knapp zwanzig Minuten verwahrt. Daraus kann man aber bereits einen wichtigen Schluß für das eigene Lernvermögen ziehen: Wer sich an seinen Schreibtisch setzt und etwas Neues lernen will, der sollte dies "portionsgerecht" tun, d.h. die Häppchen, mit denen man sein Kurzeitgedächtnis füttert, sollten die Größe von zwanzig Minuten nicht überschreiten. Man setzt sich also z.B. hin und liest eine viertel Stunde lang in einem Fachbuch. Nach Ablauf dieser Viertelstunde unterbricht man den Lernprozess und überlegt sich, was man in den vergangenen fünfzehn Minuten aufgenommen hat. Man wird mit Erstaunen feststellen, daß dies noch relativ viel ist, denn alle Informationen der vergangenen fünfzehn Minuten "kreisen" quasi noch in unserem Kurzzeitgedächtnis. Sodann macht man eine kurze Pause von etwa 2 bis 3 Minuten und widmet sich dem nächsten Abschnitt des Buches. Auf diese Weise "rutschen" die Informationen mit etwas Glück in unser Langzeitgedächtnis und werden dort in Form von chemischen Veränderungen in unserem Gehirn dauerhaft verwahrt. Doch ist dies zugleich eine Garantie für ein gutes Erinnerungsvermögen? Leider ist dies nicht so.


Die Struktur des Langzeitgedächtnisses

Die Funktionsweise unseres Langzeitgedächtnisses vergleicht man am besten mit einem Schrank mit vielen Schubladen. Im Laufe unserer Kindheit und Jugend legen wir quasi für alles, was uns emotional auf besondere Weise und wiederholt berührt, eine eigene Schublade an. D.h. all die Dinge, mit denen wir uns länger und intensiver auseinandersetzen, erhalten eine eigene Ablage. In der Abbildung habe ich exemplarisch einmal einige dieser Schubladen eingetragen. So werden sicherlich die meisten eine Schublade für ihre Eltern aufmachen, eine weitere für die Muttersprache, vielleicht auch noch eine für die erste Fremdsprache. In der heutigen Zeit werden die meisten eine Schublade für das Fernsehen haben, einige auch eine Schublade für Technik, und die anderen öffnen in diesem Fall eine ganz große Schublade, auf der steht "versteh' ich sowieso nicht".

In fortgeschrittenem Alter ist die Organisation dieses Gedächtnisschrankes jedoch weitgehend abgeschlossen. Heißt dies, daß nun nichts mehr hineingeht? Dies bedeutet es keineswegs. Einen Überlauf unseres Gedächtnisschrankes hat bislang noch keiner erlebt. Aber unser Langzeitgedächtnis verhält sich nun konservativ im besten Sinne des Wortes, d.h. es wird versuchen alle neu eingehenden Informationen in die alten Schubladen zu packen. Und zwar geschieht dies nach dem Prinzip der ersten Assoziation, d.h. der erste Gedanke, der einem durch den Kopf geht, entscheidet über den Ort der Ablage. Was das heiß machen wir uns am besten an einem kleinen Beispiel klar: Stellen Sie sich einmal vor, Sie besuchen einen Computerkurs und sie haben nie zuvor etwas über Computer gelernt. Direkt in der ersten Sitzung zeigt ihnen der Dozent den Computer-Bildschirm und gibt dazu ein paar erläuternde Anmerkungen. Sie schauen sich den Computer-Bildschirm an, und der erste Gedanke der Ihnen durch den Kopf geht ist: "Mensch, das Ding sieht ja aus wie ein Fernseher!" Konsequent wird Ihr Gedächtnis alle nun sich darauf beziehenden Informationen in die Schublade für Fernsehen packen. Als nächstes folgen einige Erklärungen zum Computer selbst. Das ganze hört sich ziemlich technisch an, und diejenigen, die eine Schublade für Technik haben, werden diese auch aufziehen und das Gesagte dort abspeichern. Die anderen öffnen die große Ablage mit "versteh' ich sowieso nicht" und versenken die Informationen ins Gedächtnis-Nirwana. Wenn der Kurs schon ein paar Jahre her ist, so gab es damals noch die alten 5 1/4 Zoll-Disketten. In dem Moment, wo der Dozent darauf zeigt und etwas sagt, geht uns durch den Kopf: "Mensch, die erinnern mich an eine rechteckige Schallplatte oder CD!" Es ist keine Frage, alle nun eingehenden Informationen werden in der Schublade für Musik gespeichert. An dieser Stelle wird vielleicht der ein oder andere an seinem Gedächtnis zweifeln und sich fragen: Spielt mein Gedächtnis eigentlich verrückt? Nein, aber das Gedächtnis verfügt über keine eigenständige Intelligenz, es ist quasi der "Arbeitsspeicher" unseres Bewußtseins, und es funktioniert wie gesagt nach dem Prinzip der ersten Assoziation. Der erste Gedanke, der mir durch den Kopf geht, entscheidet also über die Schublade, in der die Information verschwindet. Und wenn einem beim Fortschreiten des Computer-Kurses nun noch das mittlerweile veraltete Betriebssystem MS-DOS präsentiert wird, dann wird der ein oder andere gar nicht anders können, als darin ein völlig verunstaltetes Englisch zu sehen, und es flugs in die entsprechende Schublade zu verfrachten. Und wenn man denn nun den Kurs abgeschlossen hat und sich für kleines Ge ld einen Computer nach Hause geholt hat? So mancher sitzt nun vor dem Gerät, und rätselt: "Wie war das noch? Also der rote Schalter scheint zum Einschalten zu sein?" Heißt das, daß der ganze Kurs für die Katz' war? Keineswegs, denn ruft man einen beschlagenen Freund zur Hilfe und dieser zeigt uns wie es geht, dann sagen wir jedesmal: "Ach ja, richtig, so war es!" Mit anderen Worten, wir haben alles aufgenommen, wir haben auch alles behalten, aber wir können uns an nichts erinnern!

Das liegt nun daran, daß viele von uns gegen das Prinzip der ersten Assoziation arbeiten, statt mit ihm. So werden viele beim Anblick einer Diskette den Gedanken an Musik eher systematisch verdrängen, nach dem Motto: "Spinne ich, das hat doch nichts mit Musik zu tun!" Dabei wäre genau das Gegenteil angebracht. Im Klartext: Bei jeder neu ankommenden Information muß man sich stets bewußt vor Augen führen, an welche ältere Information diese anknüpt. Stellt sich eine Assoziation von alleine ein, so muß ich diese akzeptieren, ich sollte sie mir so deutlich wie möglich vor Augen führen. Stellt sie sich nicht von alleine ein, so muß ich nach einer Assoziation, d.h. nach einem Anknüpfungspunkt in meinem Gedächtnis suchen. Ich muß mir die berühmte "Eselsbrücke" eben bauen, damit ich die fraglichen Informationen später auch wiederfinde. Und noch in einer anderen Hinsicht ist das Bild des Gedächtnisschrankes brauchbar. Wer hat es nicht schon erlebt: Auf der Straße wird man von einem Fremden auf Englisch nach dem Weg gefragt. Obwohl man vielleicht acht Jahre Englisch in der Schule hatte, stammelt man sich auf peinlichste Weise etwas zurecht. Es will einem partout keine geeignete Vokabel in den Sinn kommen. Fährt man jedoch für ein paar Wochen in die USA, wo alle anderen kein Deutsch sprechen und man also täglich auf seine "Englisch-Schublade" zurückgreifen muß, wird man schon nach ein paar Tagen die Erfahrung machen, dass alle Vokabeln wieder da sind. Man hatte also in Wirklichkeit nichts vergessen, lediglich die entsprechende Schublade mußte durch häufiges Aufziehen wieder gängig gemacht werden.


Energie fürs Gehirn

Das Gehirn eines erwachsenen Menschen wiegt im Durchschnitt weniger als drei Pfund, d.h. es macht nur etwa zwei Prozent des gesamten Körpergewichts aus. Sein Energie- und Nährstoffbedarf liegt jedoch bei knapp 20 Prozent der gesamten Nahrungszufuhr. Fehl- und Mangelernährung machen sich somit recht schnell in einer sinkenden Leistungsfähigkeit des Gehirns bemerkbar. In der frühen Kindheit können sie sogar die Entwicklung des Gehirns unheilbar beeinträchtigen.


Kohlenhydrate

Das Gehirn vermag im Gegensatz zu vielen anderen Organen keine Nährstoffreserven anzulegen. Dafür "ernährt" es sich in normalen Zeiten fast nur von Sauerstoff und Glucose. Den Kohlenhydraten kommt damit eine besondere Bedeutung für das Funktionieren des Gehirnes zu, indem sie die "Betriebsenergie" zur Verfügung stellen. Insgesamt tun sie jedoch noch mehr als nur das: In unserem Gehirn werden die Informationen unter anderem auf biochemischem Wege weitergegeben. Verantwortlich dafür sind chemische Botenträger, die sogenannten "Neurotransmitter", wie z.B. Acetylcholin, Adrenalin, Dopamin, Serotonin, Katecholamin, Norepinefrin und andere. Die Synthese dieser Neurotransmitter wird unter anderem von den Kohlenhydraten beeinflußt. So ist z.B. der Gehalt der an späterer Stelle dieses Artikel noch zu besprechenden Aminosäure Tryptophan in vielen Nahrungsmitteln relativ gering. Tryptophan ist aber ein Vorläufer des Botenstoffs Serotonins und damit für die "Fitness" unseres Gehirns sehr wichtig. Stark eiweißhaltige Nahrungsmittel, wie sie üblicherweise von Kraftsportlern bevorzugt werden, senken paradoxerweise den Tryptophanspiegel und damit zugleich auch die Serotoninsynthese im Hirn, weil andere Aminosäuren in Konkurrenz zum Trypthophan stehen. Eine kohlenhydratbetonte Mahlzeit regt jedoch die Ausschüttung von Insulin an und dieses wiederum beschleunigt die Aufnahme von Tryptophan ins Gehirn. Eine kohlenhydratreiche Nahrung fördert also die Gehirnleistung. Heißt dies nun, daß man mit einer Portion Zucker oder der nach wie vor beliebten Traubenzuckertablette die geistige Leistungsfähigkeit heben kann? Zucker oder Traubenzucker führen zu einem rapiden Anstieg des Blutzuckers. Der Körper steuert recht schnell durch eine vermehrte Insulinausschüttung dagegen, woraufhin der Blutzuckerspiegel ebenso rapide wieder abnimmt. Der Geistesarbeiter registriert dies mit verminderter Konzentrationsfähigkeit, der Sportler oftmals sogar mit einem deutlichen Schwächegefühl. Besser als Zucker sind somit sogenannte "Polysaccharide", bei denen die Insulinreaktion verhaltener aber dauerhafter ausfällt. Getreide, Hülsenfrüchte, Gemüse, Nüsse, Kartoffeln usw. sind also wesentlich besser als das berühmte Stückchen Zucker.


Tryptophan

Die Konzentration der Aminosäuren im Blut schwankt im Laufe des Tages stark, je nach Anzahl, Größe und Zeit der eingenommenen Mahlzeiten. Unter anderem deshalb ist man in manchen Momenten des Tages beschwingt, konzentriert und entschlossen und in anderen Momenten entspannt oder sogar müde. Es lohnt sich deshalb, sich selbst zu beobachten, nach welcher Art von Mahlzeit und in welchem Zeitraum man ein Höchstmaß an Energie erreicht und wie lange dieser Zustand anhält. Möglicherweise enthalten bestimmte Mahlzeiten genau jene Stoffe in der richtigen Menge, die der Körper und insbesondere das Gehirn braucht, um zur Bestform aufzulaufen. Seit in den zwanziger Jahren von Loewi und Dale das Acetylcholin als Überträgersubstanz des Nervensystems entdeckt wurde, hat man insgesamt etwa 40 sogenannte Neurotransmitter gefunden, die eine unmittelbare Wirkung auf die Gehirnfunktionen haben. Eine der bekanntesten ist das Serotonin, oftmals auch pauschal als "Glückshormon" bezeichnet. Es vermittelt ein Gefühl von Wohlbefinden und Sättigung und unterstützt die Tiefschlafphasen des menschlichen Schlafes, was insbesondere für streßgeplagte Zeitgenossen von Vorteil sein kann, die zigmal in der Nacht aufwachen, zwar heftig träumen und somit zwar schlafen, aber nur noch wenige erholsame Tiefschlafphasen haben. Ein Vorläufer dieses Serotonins ist die essentielle Aminosäure Tryptophan, die in zahlreichen Nahrungsmitteln enthalten ist. Wir finden sie z.B. in Milch- und Milchprodukten, Fisch (insbesondere Salzwasserfische), Geflügel, Eiern, Rind- und Schaffleisch, aber auch in Hülsenfrüchten wie Bohnen, Linsen, Soja. Es genügt jedoch nicht, sich einfach nur Tryptophan zu besorgen, um in den siebten Himmel zu schweben. Daneben müssen fünf weitere Aminosäuren, nämlich Tyrosin, Phenylalanin, Leucin, Isoleucin und Valin zur Verfügung stehen. Diese Aminosäuren beeinflussen das Gehirn allerdings auch selbst. Zur Verarbeitung des Tryptophans muß darüber hinaus eine bestimmte Menge an Polysacchariden oder hochmolekularen Kohlenhydraten vorhanden sein. Erst eine Kombination mit Kohlenhydraten aus Brot, Mais oder z.B. Hirse mit den notwendigen Aminosäuren kann in Verbindung mit Tryptophan die positiven Wirkungen des Serotonins auslösen.


Tyrosin

Hier handelt es sich um eine nichtessentielle Aminosäure, die vom menschlichen Körper in Gegenwart der essentiellen Aminosäure Phenylalanin selbst aufgebaut werden kann. Tyrosin gilt als Vorläufersubstanz für etliche wichtige Neurotransmitter und beeinflußt damit Wachsamkeit, Konzentrationsfähigkeit und die allgemeine Aktivität. Gudrun Dalla Via berichtet in ihrem Buch "Power-Nahrung fürs Gehirn", daß die englischen Piloten, die im Falkland-Krieg gegen Argentinien eingesetzt wurden, dank der Verabreichung hoher Dosen von Tyrosin über zwanzig Stunden hinweg ununterbrochen wach und Konzentriert gehalten wurden und daß sich diese Aminosäure hier als viel zuverlässiger erwiesen hatte, als die in solchen Fällen üblicherweise zur Anwendung kommenden Amphetamine.


Melatonin

Was ist dran an der Winterdepression? Die Amerikaner haben für die saisonalen und jahrezeitlichen Schwankungen unseres Gemüts die Abkürzung SAD (seasonal affective disorder) eingeführt. Wahrscheinlich hat auch diese Stimmungsschwankung etwas mit dem Neurotransmitter Serotonin, sowie mit dem Hormon Melatonin zu tun. Letzteres wird bevorzugt während der dunklen Phase des Tages von der Zirbeldrüse ausgeschieden und sorgt für eine gewisse Schläfrigkeit. In den kurzen Tagen des Winters muß man darum mit einem größeren Schlafbedürfnis, bedauerlicherweise aber auch mit einem größeren Eßverlangen rechnen. Dieser Zustand bessert sich bei längerem Aufenthalt im Tageslicht relativ rasch. Eine Reise in ein sonnigeres Land kann darum schon belebend wirken. Für alle, die zu Hause bleiben müssen, resultiert daraus der Ratschlag, im Winter häufiger mal an die frische Luft zu gehen, und zwar so lange die Sonne noch scheint. Auf Kunstlicht scheint unser Organismus nicht "hereinzufallen", dafür ist es in der Regel zu schwach, und es besitzt zumeist auch nicht das volle Spektrum der Sonne. Besonders wirkungsvoll soll übrigens die Sonne am Vormittag sein.


Fettsäuren

Da unser Gehirn zur Energieversorgung nur Glucose benötigt, scheiden Fettsäuren in diesem Falle als Energielieferanten aus. Nun besteht allerdings ungefähr die Hälfte der Trockenmasse des Gehirns aus Fetten. Die im Gehirn des Menschen vorkommenden Fette sind zu zwei Dritteln ungesättigte Fettsäuren. Es sind vor allem die vielfach ungesättigten Fettsäuren Linolsäure und Linolensäure, die für unser Gehirn von besonderer Bedeutung sind. Gute Linolsäurelieferaten sind kaltgepresste Öle aus Traubenkernen, Sonnenblumenkernen, Mais, Disteln, Weizenkeimen, Soja oder Oliven. Eine besondere Fettsäure, die Gamma-Linolensäure, ist die Ausgangssubstanz für Prostglandine. Letztere sorgen unter anderem für einen ungestörten Ablauf des weiblichen Zyklus. Enthalten ist sie z.B. in Ölen aus Samen von Nachtkerzen und Borretsch.


Vitamine

Kommen wir zunächst zu einem der "umsatzstärksten" Vitamine, dem Vitamin E. Bekannt als Antioxidans, schützt es unter anderem die eben erwähnten Fettsäuren. Es verlangsamt offenbar auch degenerative Vorgänge im Gehirn. Neuere Forschungen schreiben ihm z.B. einen positiven Einfluß sogar bei der Alzheimerschen Krankheit zu. Ebenfalls von besonderer Wichtigkeit für unsere Gehirnfunktionen sind die Vitamine der Vitamin-B-Gruppe. Wahrscheinlich ist dies die bedeutsamste Vitamin-Gruppe für die Leistungsfähigkeit unseres gesamten Nervensystems. Ein Mangel kann sich recht schnell in Müdigkeit, Depressionen, Gereiztheit, Schlafstörungen und Verwirrungszuständen bemerkbar machen. Die wichtigsten Vitamine aus der B-Gruppe sind Thiamin (B1), Riboflavin (B2), Panthotensäure, Niacin, Folsäure, Biotin, Pyridoxin (B6) und Cobalamin (B12). Bierhefe gilt als so guter Lieferant von B-Vitaminen, daß sie häufig sogar das Ausgangsprodukt entsprechender Vitamin-Präparate ist. Bier selbst eignet sich entgegen landläufiger Meinung hingegen nicht, denn hier ist in der Regel die Hefe bereits herausgefiltert.

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