Die Areale und Zellen unseres Gehirns kommunizieren nicht nur über Neurobotenstoffe, sondern vor allem über elektrische Signale. Diese sind als Hirnströme beispielsweise im Elektroenzephalogramm (EEG) ableitbar. Aus solchen EEG-Aufzeichnungen geht hervor, dass verschiedene Arten von Hirnwellen eng mit bestimmten Funktionen und Bewusstseinszuständen verknüpft sind. So scheinen insbesondere Hirnwellen im Thetabereich von vier bis acht Hertz sowie Gammawellen mit Frequenzen ab rund 30 Hertz aufwärts eng mit dem Kurz- und Langzeitgedächtnis verknüpft zu sein, wie frühere Studien nahelegen. Das Kurzzeitgedächtnis ist eine Art Arbeitsspeicher: Es behält Informationen maximal zwei Sekunden lang und hat eine sehr begrenzte Kapazität für Wörter. Es sorgt beispielsweise dafür, dass wir beim Lesen den Satzanfang bis zum Satzende behalten. Das Langzeitgedächtnis ist dagegen weitgehend unbegrenzt und übernimmt relevante Informationen aus dem Arbeitsspeicher zur dauerhaften “Aufbewahrung”. Schon länger untersuchen Wissenschaftler, ob eine gezielte Stimulation des Gehirns mit elektrischen oder magnetischen Feldern diese Gedächtnisanteile fördern und verbessern kann – mit bisher widersprüchlichen Ergebnissen.
Passende und unpassende Stimulation
Deshalb haben nun Shrey Grover und seine Kollegen von der Boston University mehrere Experimente durchgeführt, bei der sie zwei eng mit dem Kurz- und Langzeitgedächtnis verknüpfte Hirnareale gezielt durch schwachen Wechselstrom unterschiedlicher Frequenzen stimulierten. “Wir haben die Hypothese getestet, nach der eine Modulation der Theta-Rhythmen im unteren Scheitellappen das auditorisch-verbale Kurzzeitgedächtnis stärkt, während eine Modulation der Gamma-Wellen im präfrontalen Cortex die auditorisch-verbale Funktion des Langzeitgedächtnisses verbessert”, erklärt das Team. Dafür wurden insgesamt 150 gesunde Testpersonen im Alter zwischen 65 und 88 Jahren einmal am Tag 20 Minuten lang mit einer Elektrodenkappe ausgestattet, über die der Scheitellappen und das Stirnhirn mit schwachem Wechselstrom stimuliert wurden.
Eine Probandengruppe erhielt dabei die passende Stimulation mit einer Thetafrequenz von vier Hertz im Scheitellappen und Gammawellen von 60 Hertz im präfrontalen Cortex. Bei einer weiteren Gruppe wurden beide Frequenzen vertauscht und eine dritte Gruppe bekam nur eine Scheinbehandlung. Während der Hirnstimulation hörten alle Testpersonen in fünf Durchgängen jeweils eine Liste von 20 Wörtern, die sie sich merken sollten. Unmittelbar nach dem Hören einer Wortliste sollten sie dann im Zeitraum von zwei Minuten so viele Wörter von der Liste wie möglich erinnern und angeben. Dieses Experiment wurde an vier aufeinanderfolgenden Tagen wiederholt. Vor Beginn der Experimente und nach einem Monat erfolgte ein Abschlusstest, bei dem neben den grundlegenden kognitiven Leistungen auch das Wortgedächtnis getestet wurde.
