Der Hippocampus

Allgemeines

 

Beim Hippocampus handelt es sich um eine Struktur im Temporallappen, die optisch wie ein Seepferdchen ohne Kopf aussieht. Zu Beginn des 18. Jahrhunderts wurde dieser Bereich deshalb auch als Hippocampus (lat., übersetzt: Seepferdchen) bezeichnet. Der Hippocampus zählt neben u.a. der Amygdala zum limbischen System.

 

 

Der Hippocampus ist bei unserer Geburt noch nicht voll ausgereift. Diese Reifung erfolgt erst zwischen dem 2. und 3. Lebensjahr und erreicht ihren Höhepunkt zwischen dem 10.-12. Lebensjahr. Der Grund hierfür ist, dass die sogenannte Myelinisierung (also die Ummantelung der Nervenfasern mit einer Myelinschicht)  erst in diesem Alter angeregt wird. Das erklärt auch, warum wir uns in den ersten drei Lebensjahren an so gut wie keine Ereignisse erinnern können (frühkindliche Amnesie), d.h. wir erinnern uns lediglich in Form von Körperempfindungen und Gefühlen, können denen jedoch keine Kontextinformationen zuordnen oder sie in eine genaue Ereignisfolge (Anfang, Mitte, Ende) bringen. Einige Studien haben außerdem gezeigt, dass das Volumen ab dem 20. Lebensjahr vor allem bei Männern wieder abzunehmen beginnt (Pruessner et al., 2001).

 

Funktionen des Hippocampus

 

Funktionell spielt der Hippocampus eine entscheidende Rolle bei der Gedächtnisbildung. Wenn wir keinen Hippocampus besitzen würden, könnten wir keinerlei neue Informationen mehr abspeichern, da hier die Überführung der Gedächtnisinhalte aus dem Kurz- in das Langzeitgedächtnis erfolgt. In der Fachsprache heißt dieser Vorgang: Gedächtniskonsolidierung. Es handelt sich hierbei also um eine Struktur, die Erinnerungen generiert, welche anschließend in anderen Strukturen der Großhirnrinde, modalitäts- und funktionsspezifisch, gespeichert werden. Denkt man diesen Gedanken weiter, dann muss man zwangsläufig zu dem Schluss gelangen,   dass unser Gehirn die uns umgebende Szene nicht als ein großes Ganzes wahrnimmt, sondern vielmehr viele verschiedene einzelne Reize aufnimmt und in den entsprechenden Hirnregionen weiter verarbeitet. Das bedeutet, dass z.B. sprachliche Erinnerungen in den einzelnen Sprachzentren, auditorische Erinnerungen in den auditorischen Arealen und visuelle Erinnerungen in den visuellen Cortexregionen gespeichert werden. Durch seine Verbindung zu u.a. den Sprachzentren, wird es uns möglich, die einzelnen Erinnerungen zu berichten.

 

Hinzu kommt, dass jeder einzelne Reiz und dessen Bearbeitung zusätzlich beeinflusst wird von u.a. unseren Vorerfahrungen, Emotionen und Motiven. In einem nächsten Schritt werden diese vielen unterschiedlichen Informationen miteinander zu einem Gesamtbild, einem kohärenten Ganzen, verknüpft. Dieser Prozess wird Reentry genannt und geht auf den Immunologen Gerald M. Edelmann zurück.

 

Nach traumatischen Erlebnissen kann man häufig beobachten, dass dieser Reentry-Prozess nicht richtig funktioniert, d.h. dass die einzelnen Sinneseindrücke nicht wieder richtig zusammengefügt werden. Das führt dazu, dass die sensorischen Informationen unverarbeitet und damit als zusammenhangslose Fragmente erhalten bleiben.

 

Bsp. Der Geruch von Rauch kann bei einer traumatisierten Person eine heftige Reaktion auslösen, ohne dass sie sich darüber im Klaren ist, wieso ihr Körper gerade so panisch reagiert. Es treten demnach fragmentierte Erinnerungen auf, die jedoch aufgrund der fehlenden Kontextzuordnung nach wie vor unverarbeitet sind und bleiben.

 

Unser   Hippocampus gleicht die eintreffenden Informationen außerdem daraufhin ab, ob diese neu oder bereits bekannt sind.  Er sucht also entsprechende neuronale Aktivitätsmuster, die denen der eingehenden Informationen entsprechen. Hierdurch entsteht das Gefühl des Wiedererkennens und der Vertrautheit.

Handelt es sich um eine neue Information, dann wird diese für die Konsolidierung vorbereitet. Ist die Information bereits bekannt und wird lediglich in einem anderen Kontext präsentiert oder leicht variiert, dann reaktiviert der Hippocampus die vorhandene Gedächtnisspur und legt sie anschließend, nachdem er sie mit der neuen Information verknüpft hat, erneut ab (siehe: deklaratives Gedächtnis). Dadurch kann es mit jedem erneuten Abruf, zu einer Veränderung der vorhandenen Erinnerung kommen (was in der Debatte um das "false-memory-syndrom" eine wichtige Rolle spielt).  Dies führt aber auch dazu, dass die Gedächtnisspuren stärker und damit stabiler werden.

 

Dieser Prozess des Musterabgleichs liefert auch einen Erklärungsansatz, wieso wir immer wieder in ähnliche Situationen geraten, was v.a. bei traumatisierten Personen häufig zu multiplen Traumatisierungen führen kann. Unser Gehirn gleicht eingehende Informationen, wie bereits weiter oben dargestellt, mit bereits vorhandenen Mustern ab, was dazu führen könnte, dass wir uns zunächst einmal zu den Dingen hingezogen fühlen, die uns bekannt vorkommen. Gleichzeitig könnte es aber auch dazu führen, dass wir Ereignisse aus der Gegenwart mit früheren schmerzhaften Erfahrungen  verwechseln.

 

Bsp. Haben wir in unserer Kindheit die Erfahrung gesammelt, dass wir immer Schläge erhalten haben, nachdem unsere Bezugsperson uns angeschrien hat, dann geraten wir eventuell heute sofort in Panik, sobald eine andere Person ihre Stimme erhebt.

 

Der Hippocampus könnte zusammengefasst auch als Archiv unseres Gedächtnisses bezeichnet werden, welches unser explizites Gedächtnis beinhaltet, denn er stellt  die Ereignisse, die wir erleben, in einen räumlichen und zeitlichen Kontext. Dadurch erhalten unsere Erinnerungen einen Anfang, eine Mitte und ein Ende (sie sind also episodisch). Das unser Hippocampus so eine Art Ortsgedächtnis ist, also Wissen darüber enthält, wo wir uns gerade befinden, liegt daran, dass er Informationen aus fast allen Assoziationsgebieten des Cortex erhält und sich im Hippocampus proper sogenannte Ortszellen (Pyramidenzellen) befinden. Dadurch wird es uns möglich, uns zu orientieren.

 

Exkurs:

Studien haben gezeigt, dass die Hippocampi bei Taxifahrern größer sind, als bei der Durchschnittsbevölkerung, da diese sich stets gut orientieren können müssen. Personen deren Hippocampi geschädigt sind, können hingegen keine Wegbeschreibungen mehr abgeben.

 

Weiterhin spielt der Hippocampus eine wichtige Rolle in der Emotionsverarbeitung, aufgrund seiner starken Verbindung zur Amygdala. Hippocampus und Amygdala bilden sozusagen unser emotionales Gedächtnis. Das hat aber auch den Nachteil, dass er sehr anfällig ist für starke emotionale Stressoren bzw. Reize, wie es traumatische Ereignisse darstellen.

 

 

Exkurs:

 

So hat sich gezeigt, dass die Hippocampi bei bestimmten psychischen Störungen verkleinert (atrophiert) sind. Dies ist u.a. bei Traumata, Depressionen, Essstörungen und Angststörungen der Fall. Nicht geklärt ist in diesem Fall die Kausalität. Also waren die Hippocampi von Anfang an kleiner und dadurch anfälliger, oder verkleinerten sie sich aufgrund der psychischen Störungen.

 

Was passiert bei traumatischem Stress?

 

Wenn wir traumatischem Stress ausgesetzt werden, dann wird unser Hippocampus-System kurzzeitig außer Gefecht gesetzt, d.h. es wird dysfunktional. Das führt dann dazu, dass die einzelnen Informationen dieser Situation nicht richtig abgespeichert werden können. In diesem Falle fehlen uns zum Beispiel der räumliche und zeitliche Kontext, was dazu führt, dass wir dieses Ereignis nicht in unsere Autobiografie verorten bzw. speichern können. Wenn wir aber nicht wissen, wann der Anfang und das Ende eines Ereignisses in unserem Leben war, dann können wir es auch nicht loslassen. Dann erleben wir die entsprechenden Empfindungen, welche damit verknüpft sind, als würden sie im Hier-und-Jetzt stattfinden, und nicht in der Vergangenheit. Dadurch bleibt unser Alarmsystem dauerhaft in Betrieb und wir fühlen uns immer noch bedroht (=Gefühl der wiederkehrenden Bedrohung).

 

Ein weiteres Problem, welches hiermit verbunden ist, ist die Vergrößerung unserer sogenannten Furchtstruktur. Die hohe Plastizität führt in diesem Falle also zu einer Ausweitung und Erweiterung der als potenziell gefährlich eingeschätzten Situationen. Es werden also immer mehr Auslösereize mit ihrer traumatischen Situation verbunden, welche dadurch immer schneller und intensiver ihr Alarmsystem auslösen können. Und mit jeder erneuten Auslösung verstärken sich die synaptischen Verbindungen (siehe: Hebb´sche Regel)

 

Take-home-Message

 

Der Hippocampus zeichnet sich besonders durch sein hohes Maß an Plastizität aus, d.h. er ist sehr flexibel und kann sich an ständig wechselnde Gegebenheiten anpassen und sich verändern. Kommen neue Informationen in unserem Nervensystem an, so werden wie bereits erläutert, einzigartige neuronale Aktivitätsmuster aktiviert. Hierbei spielt das Hebb´sche Gesetz eine große Rolle, welches einfach formuliert besagt, dass die Neuronen, die gleichzeitig elektrisch aktiv sind, automatisch miteinander verbunden werden ("Cells that fire together, wire together"). Falls die beiden Neuronen bereits miteinander verbunden sind, wird diese Verbindung weiter verstärkt. Dieser Mechanismus bildet die Grundlage für alle Lern- und Anpassungsvorgänge.

 

Der Vorgang funktioniert jedoch auch in die entgegengesetzte Richtung. Wenn wir auf die Welt kommen besitzen wir bereits eine Menge synaptischer Verbindungen, die sich dann, je nach unseren Erfahrungen, die wir sammeln, entweder weiter verstärken oder ausdünnen ("Use it or lose it."). Unterliegen wir bereits in der Kindheit einem hohen Stresspegel, wie es z.B. bei entwicklungsbezogenen Traumata der Fall ist, dann werden u.a. diejenigen synaptischen Verbindungen, die das limbische System mit unserer Großhirnrinde verbinden, ausgedünnt und andere, welche uns eine bessere Anpassung an die jeweiligen traumatisierenden Situationen ermöglichen, werden verstärkt. Dies könnte erklären, warum es uns so schwerfällt, unsere Emotionen und sozialen Fähigkeiten zu regulieren. Oft geht uns in diesem Zusammenhang auch die Fähigkeit zur Imagination verloren, was dazu führt, dass es uns nicht möglich ist, uns eine "bessere Zukunft" vorzustellen.

 

 

Wie funktioniert das? Gelangt eine neue Information in den Hippocampus um gespeichert zu werden, muss die Fähigkeit der Synapsen, diese neuronalen Informationen weiterzuleiten, entsprechend verändert werden. Dazu setzt der Neurotransmitter Dopamin die synaptische Plastizität (Neurogenese) in Gang.

 

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