Unsere Forschung

Nach der Kodierung müssen die neuronalen Repräsentationen vergangener Erfahrungen umgewandelt werden, um zu stabilen und dauerhaften Erinnerungen zu werden. Das neuronale Substrat, das neue Erinnerungen unterstützt, verlagert sich allmählich von hochplastischen hippocampalen zu langsamer lernenden neokortikalen Regionen, ein Prozess, der als systemische Gedächtniskonsolidierung bezeichnet wird. Man geht davon aus, dass diese Umwandlung durch wiederholtes Training der neokortikalen Gedächtnisnetzwerke erreicht wird, entweder durch aktives Üben oder durch Offline-Reaktivierung während des Schlafs.

Schlaf spielt eine entscheidende Rolle bei der Bildung dauerhafter Langzeitgedächtnisse. Kürzlich haben wir eine Methode entwickelt, um Gedächtniswiederverarbeitung während des Schlafs beim Menschen zu erkennen. So finden wir Muster in der laufenden Hirnaktivität, die mit früherem Lernen in Verbindung stehen (Schönauer, Alizadeh, et al., Nat Commun, 2017). Unsere aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Frage, wie die Gedächtnisverarbeitung während des Schlafs zu einer Gedächtniskonsolidierung im System führt.

Im Gegensatz zu der seit langem vertretenen Auffassung, dass die Konsolidierung von Erinnerungssystemen Wochen oder Monate dauert, kann dieser Prozess durch zusätzliche Lernwiederholungen erheblich beschleunigt werden. Mithilfe einer neuartigen diffusionsbasierten Bildgebungsmethode, die lerninduzierte Plastizität in der Mikrostruktur des Gehirns misst, konnten wir zeigen, dass lernbedingte Veränderungen der funktionellen Hirnaktivität gleichzeitig schnelle Veränderungen der Hirnstruktur im Verlauf einer einzigen Lernsitzung hervorrufen (Brodt et al., Science, 2018). Unsere aktuelle Forschung untersucht, wie sich Gedächtnis-Engramme von Beginn des Lernens an entwickeln und wie sie im Laufe der Zeit umverteilt werden.