Unser Gedächtnis ermöglicht uns, Verknüpfungen zwischen verschiedenen Eindrücken und Erinnerungen herzustellen und daraus neue Informationen zu gewinnen. „Wenn dir ein Freund seine neue, hellblaue Vespa zeigt und du später denselben Roller vor der Universitätsbibliothek stehen siehst, könntest du daraus schließen, dass dein Freund gerade drinnen lernt“, erklärt ein Team um Kai Schüren von der Universität Hamburg.
Diese sogenannte Gedächtnisintegration erfordert, dass wir unser Wissen um die Verknüpfung „Freund – hellblaue Vesper“ nutzen, um aus der neuen Verbindung „hellblaue Vesper – Bibliothek“ auf unseren Freund zu schließen. „Hirnregionen, die für diesen Prozess wichtig sind, insbesondere der Hippocampus, haben besonders viele Rezeptoren für Stressbotenstoffe“, schreiben die Forschenden. „Es ist jedoch unklar, ob Stress die Gedächtnisintegration beeinflusst, und wenn ja, welche neuronalen Mechanismen solchen stressbedingten Veränderungen zugrunde liegen.“
Gedächtnistest unter Stress
Um diese Frage zu klären, ließen Schüren und seine Kollegen 121 Freiwillige zunächst Verknüpfungen zwischen Bildpaaren lernen. Bild A zeigte dabei jeweils ein Gesicht oder eine Szene, Bild B ein Tier. Am nächsten Tag setzte das Team die Hälfte der Freiwilligen akutem Stress aus, indem sie mit ihnen ein fiktives Jobinterview führten und ihnen zudem kognitiv anspruchsvolle Aufgaben stellten. Die Kontrollgruppe durfte stattdessen über ein selbstgewähltes Thema wie den letzten Urlaub reden. Erwartungsgemäß hatten die unter Stress gesetzten Teilnehmenden anschließend einen höheren Blutdruck und Puls und wiesen zudem erhöhte Werte des Stresshormons Cortisol im Speichel auf.
Anschließend lernten alle Freiwilligen weitere Verknüpfungen zwischen Bildern, dieses Mal zwischen den bereits vom Vortag bekannten Tierbildern und einer neuen Kategorie C mit geometrischen Formen. Hatten die Probanden beispielsweise am Vortag eine Katze neben dem Gesicht einer Frau gesehen, wurde ihnen nun die gleiche Katze neben einem Stapel von Rechtecken präsentiert. Nachdem alle auch die neuen Zusammenhänge verinnerlicht hatten, folgte der eigentliche Test: Können die Probanden die Bilder A und C miteinander assoziieren? Können sie also dem Gesicht der Frau den Stapel mit Rechtecken zuordnen, weil sie beides in Zusammenhang mit der Katze gesehen haben?
Flexible Assoziationen eingeschränkt
Das Ergebnis: Den Personen aus der Stress-Gruppe fiel die Verknüpfung der A-C-Paare schwerer als der ungestressten Kontrollgruppe. Diese Unterschiede ließen sich nicht damit erklären, dass die gestressten Testpersonen die A-B- oder die B-C-Paare schlechter gelernt hätten. Denn bei darauf zielenden Erinnerungstests schnitten sie ebenso gut ab wie ihre Mitstreiter aus der Kontrollgruppe. Was ihnen fehlte, war offenbar lediglich die Verknüpfung. „Offenbar beeinträchtigte der Stress die Fähigkeit, verwandte Episoden miteinander in Verbindung zu bringen“, berichten die Forschenden. „Das führte zu Defiziten bei assoziativen Schlussfolgerungen.“
Mit Hilfe von funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) machten Schüren und sein Team sichtbar, was während des Lernens und Abrufens im Gehirn der Freiwilligen vor sich ging: Wenn Menschen aus der Kontrollgruppe am zweiten Versuchstag erneut die Tierbilder aus der Kategorie B sahen, reaktivierte ihr Hippocampus währenddessen die Erinnerung an das zugehörige Bild A. Dadurch wurde auch dieses Bild automatisch mit dem neuen Bild C verknüpft. Die gestressten Testpersonen dagegen hatten einen engeren Fokus: Bei ihnen wurden die Erinnerungen an Bild A kaum reaktiviert und die neue Verknüpfung von Bild B und C wurde unabhängig von dem bestehenden Wissen abgespeichert.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Gehirn unter Stress der deutlichen Repräsentation einzelner Episoden Vorrang vor der Bildung vernetzter Wissensstrukturen einräumt“, folgern Schüren und seine Kollegen. Aus ihrer Sicht sind die Ergebnisse in vielen Bereichen der Gesellschaft relevant. „Die Integration zusammenhängender Ereignisse im Gedächtnis ist entscheidend für den Aufbau von Wissen, das über die direkte Wahrnehmung hinausgeht und flexible Schlussfolgerungen ermöglicht“, schreiben sie. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass akuter Stress einen zentralen Mechanismus der Gedächtnisintegration behindert, was weitreichende Implikationen für den Bildungs-, Rechts- und klinischen Bereich hat.“
Quelle: Kai Schüren (Universität Hamburg) et al., Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.aea5496
