Das Neurologische Institut der McGill Universität in Montreal erinnert ein wenig an eine mittelalterliche Festung. Es steht als einziges Gebäude auf einem Hügel und überragt die anderen Gebäude des Campus so, als müsste es auf seine „herausragende Stellung“ noch einmal mit Nachdruck hinweisen. Dabei sind schon viele Straßen, Gebäude und Plätze nach dem berühmtesten Sohn der Universität benannt, der an eben diesem Neurologischen Institut geforscht und gelehrt hat. Der Neurochirurg Wilder Penfield hat hier sein weltbekanntes Homunkulus-Modell der Körperlandkarte erstellt, das heute noch in keinem neurologischen Lehrbuch fehlen darf. Ihm stand damals in den 50er Jahren eine junge englische Psychologin namens Brenda Milner zur Seite, die noch heute an der kanadischen Universität an der Forschung und Doktoranten-Betreuung beteiligt ist.

Gemeinsam mit Wilder Penfield war Brenda Milner die erste, die bestimmte Formen von Lernen und Gedächtnis, spezifischen Hirnregionen zuweisen konnte. Penfield hatte als erster Operationen am Gehirn von epileptischen Patienten durchgeführt, bei denen Teile des Frontal- oder Schläfenlappens entfernt werden. Bei diesen, teilweise noch heute durchgeführten Operationen, sind die Patienten zwar anschließend von der Epilepsie geheilt, leiden aber unter Ausfällen ihres Langzeitgedächtnisses. Brenda Milner konnte damals nachweisen, dass ausschließlich das bewusste Lernen von diesen Defiziten betroffen ist, während das motorische Gedächtnis, also die impliziten Lernformen, von den Ausfällen nicht berührt waren. In weiteren Untersuchungen konnte Brenda Milner zum ersten Mal nachweisen, wie Lernen und Gedächtnis nicht auf einzelne lokale Bereiche des Gehirns beschränkt sind, sondern ganze Gruppen von Neuronen, die sich über weite kortikale Bereiche erstrecken, das gespeicherte Wissen repräsentieren.

Neben kleinflächigen sensorischen Bereichen wie den Beinen und dem Rumpf finden sich bekanntermaßen großflächige sensitive Areale wie die Hände und der Mund. In aktuellen Ausstellungen zum Körper des Menschen streckt ein als lebensgroße Figur aufgestellter Homunculus dem Betrachter auch schon einmal die Zunge heraus.

Milner: Die Gebiete die unsere Zunge repräsentieren, hatten wir ursprünglich nicht mit in unsere Gehirn-Kartierung einbezogen. Aber sie haben Recht, die Zunge ist sensorisch derart aktiv, dass sie einem Homunculus, der die sensorische Körperkarte repräsentieren soll, geradezu bis auf den Boden hinab hängen müsste.

Auch eine andere berührungsempfindliche Region des Menschen wurde vom ihrem Team rund um Wilder Penfield ausgespart.

Milner: Sicherlich spielen sie auf die kleine Darstellung der primären Geschlechtsmerkmale an. Nun, in den 50er Jahren beherrschte auch in Kanada eine gewisse Prüderie die Wissenschaft und ein überdimensionierter Penis hätte wahrscheinlich die seriösen Forschungsergebnisse zu sehr in den Hintergrund gerückt. Moderne Abbildungen gehen allerdings auch in diesen aufgeklärten Zeiten immer noch selten auf die wahren Größenverhältnisse des sensorischen Areals für die Geschlechtsorgane ein, wie ich bemerken konnte.

Wieso muss der Homunculus eigentlich ein Mann sein? Ist es schwieriger die sensorische Kartierung von Frauen abzubilden?

Milner: Einerseits liegt es an der Schwierigkeit der Abbildung. Wir sprachen vorhin über die Kartierung der Hirnrindenareale bei den Geschlechtsorganen. Sie können sich vorstellen, dass es teilweise schwieriger ist, hier weibliche Körperlandschaften heranzuziehen. Doch primär lag es bereits bei unseren ersten Untersuchungen einfach daran, dass wir vorwiegend männliche Patienten hatten. Einerseits liegt es an der Schwierigkeit der Abbildung. Wir sprachen vorhin über die Kartierung der Hirnrindenareale bei den Geschlechtsorganen. Sie können sich vorstellen, dass es teilweise schwieriger ist, hier weibliche Körperlandschaften heranzuziehen. Doch primär lag es bereits bei unseren ersten Untersuchungen einfach daran, dass wir vorwiegend männliche Patienten hatten.

Sie haben bahnbrechende Arbeiten im Bereich der Gedächtnisforschung veröffentlicht. Seit wann ist das Gedächtnis ihr wissenschaftliches Steckenpferd?

Milner: Als wir 1958 die Verbindungen zwischen den verschiedenen Hirnregionen erforschten und William Scoville seine Operationen am berühmten Patienten H.M. durchführte, entdeckten wir, dass die Patienten mit Temporallappen-Epilepsie denen wir Teile des Frontal- und Schläfenlappens entfernt hatten, zwar von der Epilepsie geheilt waren, aber dafür schwere Beeinträchtigungen des Langzeitgedächtnisses aufwiesen. Mich begann zu dieser Zeit die Funktionsweise des menschlichen Gedächtnisses vermehrt zu interessieren. Wieso betraf der Gedächtnisverlust unserer Patienten immer nur aktuelle Ereignisse, während alte, vor allem motorische Erinnerungen nicht betroffen waren. Wenn mich mein Gedächtnis nicht im Stich lässt, war es ziemlich genau im September 1958 als mich dieses Thema zu fesseln begann.

Frau Milner, wie arbeitet unser Gedächtnis und wie können wir es verbessern?

Milner: Nun, sie wissen ja vielleicht, das die Plastizität unseres Gehirns und unseres Gedächtnisses, also seine Formbarkeit, bis ins hohe Alter hinein nachgewiesen wurde. Es gibt hier in Kanada und den USA ein Sprichwort, wonach auch das Gehirn nur ein Muskel sei. Also, der zweite Teil der Frage lässt sich leicht beantworten, sie müssen ihr Hirn benutzen, sie müssen es täglich trainieren. Ich mache mit meinen Doktoranten hier gelegentlich Erinnerungs-Spiele und schneide trotz meines hohen Alters gar nicht mal so schlecht ab.
Also, wie arbeitet das Gedächtnis. Es gibt zahlreiche Methoden, derer sich das Gehirn hier bedienen kann. Zunächst einmal wird dort, wo es etwas im Gehirn zu speichern gilt, also an den Synapsen, die Effizienz der Signalübertragung erhöht. Die Neuronen, die etwas „gelernt“ haben, werden also, in gewissem Masse „effektiver“ als die Neuronen, die keinem Lernprozess unterlagen.
Nun, sie wissen ja vielleicht, das die Plastizität unseres Gehirns und unseres Gedächtnisses, also seine Formbarkeit, bis ins hohe Alter hinein nachgewiesen wurde. Es gibt hier in Kanada und den USA ein Sprichwort, wonach auch das Gehirn nur ein Muskel sei. Also, der zweite Teil der Frage lässt sich leicht beantworten, sie müssen ihr Hirn benutzen, sie müssen es täglich trainieren. Ich mache mit meinen Doktoranten hier gelegentlich Erinnerungs-Spiele und schneide trotz meines hohen Alters gar nicht mal so schlecht ab.
Also, wie arbeitet das Gedächtnis. Es gibt zahlreiche Methoden, derer sich das Gehirn hier bedienen kann. Zunächst einmal wird dort, wo es etwas im Gehirn zu speichern gilt, also an den Synapsen, die Effizienz der Signalübertragung erhöht. Die Neuronen, die etwas „gelernt“ haben, werden also, in gewissem Masse „effektiver“ als die Neuronen, die keinem Lernprozess unterlagen.

Unser bewusstes Gedächtnis arbeitet also mit Aufmerksamkeit?

Milner: Wenn sie lernen, wie man Fahrrad oder Auto fährt, so werden sie große Teile der Bewegungsinformation in ihr implizites Gedächtnis einspeisen. Dieses Wissen wird dann verkörpert. Es läuft zukünftig automatisch ab und belästigt ihr Gehirn nicht unnötig. Dies ist ein ökonomisches Prinzip der Gedächtnisleistung und eine sehr große Hilfe für uns Menschen. Die Aufmerksamkeit, die sie erwähnten, müssen wir nur jeweils am Anfang aufbringen, wenn wir etwas Neues lernen. Das kostet viel Energie. In uns steckt also gleichzeitig ein automatischer Zombie, der uns große Teile der täglichen Gedächtnisarbeit abnimmt und ein bewusster Mensch, der die Möglichkeit hat, völlig Neues und Unbekanntes zu lernen. Aber hier erzähle ich ihnen nichts Neues – das ist altbekannt.

Sie haben die Gedächtnisbildung einmal als eine der faszinierendsten Fähigkeiten des Gehirns bezeichnet.

Milner: Die meisten Menschen verstehen unter dem Gedächtnis nur die Fähigkeit des Erinnerns. Gedächtniskünstler jedoch wissen sehr genau, Gedächtnis bedeutet in erster Linie Ordnen, Speichern und Abrufen von Informationen. Was mich in neuester Zeit sehr fesselt ist der Gedanke in welchem Ausmaß unser Gedächtnis mit räumlicher Verankerung arbeitet.

Was meinen sie mit räumlicher Verankerung?

Milner: Jeder, der sich für Methoden interessiert, wie man sich große Informationsmengen für längere Zeit aneignen kann, kennt das Verankern von Begriffen im Raum. Sie legen die Worte, die sie sich einprägen wollen, in einem gedachten Raum ab. Am besten in einem ihnen bekannten Raum, in dem sie sich auch gut die Strecke merken können, auf der die einzelnen Begriffe platziert wurden. Anschließend brauchen sie diese Strecke nur noch einmal abzugehen und die verankerten Begriffe wieder einzusammeln. Dies scheint ein uralter tief in uns verwurzelter Mechanismus zu sein, da sich Menschen seit ihrer Ausbreitung über die Erde räumlich orientieren und erinnern mussten.

Für den Menschen war es eben seit Anbeginn der Zeit sehr wichtig, zu wissen, wo er sich befindet. Schließlich möchte man sicher zurück nach Hause gelangen.

Milner: Sehr richtig. Das Spannende an dieser Sache ist aber nun Folgendes: Anscheinend funktioniert dieses Verankern von Gedächtnisinhalten ganz anders, wenn sie sich tatsächlich im realen Raum bewegen. Die Erinnerung an verankerte Begriffe beim Spazierengehen im vorgestellten Raum geschieht bewusst. Mit etwas Übung kostet sie diese Gedächtnishilfe immer weniger Energie. Es fällt ihnen zunehmend leichter. Unser Gehirn jedoch orientierte sich seit jeher im realen Raum und es fällt ihm dadurch sehr leicht, für sie als Gedächtnisstütze unbewusste Inhalte dort abzulegen, also gleichsam im Raum abzuspeichern.

Michael Petridis