Gesundheit : Einbahnstraße im Kopf

Was ist Zeit? Sie entsteht, wenn Nervenzellen alles auf die Reihe kriegen

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Von Bas Kast

Sie hat keinen Körper und keine Form, man kann sie messen, aber nicht sehen. Sie lässt sich denken, aber nicht spüren – die Zeit. „Wenn mich niemand danach fragt, weiß ich es. Will ich es einem erklären, weiß ich es nicht“, brachte der Philosoph Augustinus von Hippo das Rätsel Zeit auf den Punkt.

Psychologen und Hirnforscher versuchen nun mit ausgeklügelten Experimenten, mit Elektroden und Hirnscannern dem Rätsel auf die Schliche zu kommen – um das zu tun, was Augustinus nicht schaffte: uns das Mysterium zu erklären.

Dabei steht man erst am Anfang, sagte Elke van der Meer, Psychologin an der Berliner Humboldt-Universität, dem Tagesspiegel. Sie hielt den Auftaktvortrag für den 43. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Psychologie, der noch bis zum Donnerstag an der Humboldt-Universität stattfindet. Es ist der größte Psychologenkongress Deutschlands. Für die über 2000 Teilnehmer gibt es Hunderte von Veranstaltungen.

Was also ist Zeit? „Eine Syntheseleistung des Hirns“, sagte van der Meer. Und was man dazu vor allem braucht, ist: Gedächtnis. Unser Gedächtnis ist für die Forscherin ein Schlüssel zum Geheimnis Zeit.

Van der Meers Thema war der „Zeitpfeil“ – das Phänomen, dass die Zeit eine unumkehrbare Richtung hat. Wie könnte im Kopf ein Zeitpfeil entstehen? Ganz einfach: Das Hirn müsste die Fähigkeit haben, Reihenfolgen zu kodieren.

Um zu überprüfen, ob für unser Gedächtnis die Reihenfolge tatsächlich eine entscheidende Rolle spielen kann, machte die Psychologin folgendes Experiment. Sie bot Versuchspersonen verschiedene Wortpaare dar und stoppte die Zeit, die sie brauchten, um das Wortpaar zu erkennen. Beispiel: Waschen-Schleudern. Bei diesem Wortpaar stimmt die chronologische Reihenfolge. Andere Wortpaare hatten eine falsche Reihenfolge. „Tapezieren-Mauern zum Beispiel ist chronologisch falsch. Es würde im Alltag wenig sinnvoll sein, würden Sie nach dieser Reihenfolge vorgehen.“ Es zeigte sich, dass die Probanden chronologisch sinnvolle Wortpaare schneller erkannten als chronologischen Unsinn. Unser Gedächtnis richtet sich in bestimmten Fällen also tatsächlich nach der Zeit. So kann auch der Zeitpfeil im Kopf entstehen. Aber wie funktioniert der genau?

Viele unserer Assoziationen haben keine Richtung, sie sind zeitlos. Vokabeln zum Beispiel oder Daten aus der Geschichte, die wir auswendig gelernt haben. Nehmen wir die französische Revolution. Was passiert in Ihrem Kopf, wenn Sie die Zahl 1789 hören? Eine Gruppe von Hirnzellen, die diese Zahl kodiert, aktiviert eine andere Gruppe von Zellen, die sich mit der französischen Revolution befassen. Umgekehrt könnte man Sie auch fragen: „Wann war die französische Revolution?“, und Ihnen würde spontan die Zahl „1789“ in den Kopf schießen. Die Verbindung zwischen den beiden Konzepten funktioniert eben in beide Richtungen.

Was im Kopf passiert, wenn sich zwei Konzepte verbinden, hat der New Yorker Gedächtnisforscher Eric Kandel herausgefunden. Nehmen wir an, Sie haben bereits die Zahl 1789 gelernt. Eine Gruppe von Nervenzellen – auch Neuronen genannt – kodiert diese Zahl. Und eine andere Gruppe hat eine vage Vorstellung von der französischen Revolution. Um nun die beiden Gruppen zu verbinden, müssen Sie nur eines tun: Sie müssen sie gleichzeitig aktivieren. Sie müssen die Zahl „1789“ und das Konzept „französische Revolution“ nur oft genug kurz hintereinander aufsagen. Das Hirn merkt, dass die beiden Zellgruppen wiederholt gleichzeitig aktiv sind – und nun wächst zusammen, was zusammengehört. Die Zellgruppen verbinden sich. Steht die Verbindung, reicht es, wenn Sie nur eines der beiden Konzepte hören, um das andere zu aktivieren. Kandel entdeckte, dass sich die Kontaktstellen zwischen den Neuronen, die Synapsen, verbessern, wenn man eine Assoziation lernt. Die Synapsen werden unter anderem größer. Für seine Entdeckungen bekam Kandel im Jahr 2000 einen Nobelpreis.

Bei normalen Assoziationen verbessert sich die Verbindung in beide Richtungen. „Beim Zeitpfeil aber verbessert sie sich vor allem in eine Richtung“, sagte van der Meer. Hören wir das Wort „Waschen“, aktiviert das über eine gute Verbindung die Neuronen, die das Konzept „Schleudern“ kodieren. Umgekehrt ist die Leitung von den Schleuder-Neuronen zu den Wasch-Neuronen weniger gut. Die synaptische Verbindung zwischen den beiden Konzepten ist also asymmetrisch. Sie ist eine Einbahnstraße. Wie die Zeit. So schafft das Hirn einen Zeitpfeil.

Einseitige Verbindungen sind aber Mittel, mit der das Hirn die Dinge in die richtige Reihenfolge bringen kann. Es gibt noch eine zweite, vermutet van der Meer, und das ist unsere Aufmerksamkeit. Die Psychologin legte dazu Probanden in einen Kernspintomographen, der ihre Hirne durchleuchtete, während sie mit verschiedenen Wortpaaren konfrontiert wurden. Es zeigte sich, dass Wortpaare, bei denen die Chronologie eine Rolle spielt, einen Teil des Stirnhirns aktivieren, der auch der Sitz der Aufmerksamkeit ist.

Mit Hilfe des Stirnhirns – sprich: mit unserer Aufmerksamkeit – können wir, wie mit einem Schweinwerfer, bestimmte Neuronengruppen nacheinander „beleuchten“ und so eine Reihenfolge im Kopf herstellen. Doch wie dieses Zeitsystem genau funktioniert, „das kann sich heute noch keiner vorstellen“. Dazu braucht die Forschung wohl noch etwas Zeit.

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