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Graduate Programme Strategies and Optimization of Behaviour
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False memories und visuelles Gedächtnis

Promotionsprojekt von Betreut durch
Sina Kühnel Prof. Dr. Hans J. Markowitsch


There is in general no guarantee of the correctness of our memory; and yet we yield to the compulsion to attach belief to its data far more often than is objectively justified.
Freud (1900, p. 193)

Wir vertrauen unserem Gedächtnis häufig mehr als handfesten Beweisen. Woran liegt es, dass wir immer wieder hartnäckig auf unserer Erinnerung beharren?
Die meisten Menschen sind der Meinung, ihr Gehirn funktioniere ähnlich wie ein Computer. Das heißt sie glauben, dass wenn sie sich an ein Erlebnis erinnern, in ihrem Kopf eine Art Film abläuft, der während des Erlebnisses 'aufgezeichnet' wurde und dieses wirklichkeitsgetreu wiedergibt. Es fällt ihnen schwer zu verstehen, dass Erinnerungen nicht unveränderlich in unser Gehirn eingraviert werden, sondern mit jedem neuen Tag und durch jede neue Erfahrung, die wir machen, modifiziert werden können.

Generieren von Erinnerungen und 'false memories'
Die Entstehung unseres Gedächtnisses bzw. unserer einzelnen Erinnerungen lässt sich in fünf Schritte unterteilen: Informationen werden über Sinnesorgane aufgenommen und anschließend im Gehirn verarbeitet, abgespeichert, gefestigt und abgerufen [Informationsaufnahme > Enkodierung > Abspeicherung > Konsolidierung > Abruf] (Markowitsch 2002).
Dabei wirkt sich die jeweilige Situation, in der man sich befindet, auf die Wiedererinnerung und das darauf folgende wiederholte Abspeichern aus. Da die neuen Informationen modifizierend wirksam werden können, muss die erneut abgespeicherte Erinnerung nicht mehr unbedingt der ursprünglichen Erinnerung entsprechen.

Dies ist nur ein Beispiel dafür, an welchen Stellen es bei der Gedächtnisgenerierung zu Fehlern kommen kann.
Schacter (2000) fasst die verschiedenen möglichen Fehler zu den 'Sieben Sünden des Gedächtnisses' zusammen:

  • 'transience' - Flüchtigkeit: Informationen verblassen über die Zeit
  • 'absent-mindedness' - Unaufmerksamkeit: geistige Abwesenheit
  • 'blocking' - Blockierung: zeitlich begrenzte Phase, in der man bestimmte Informationen nicht abrufen kann
  • 'misattribution' - Falschzuordnung: Informationen werden mit einer falschen Quelle attribuiert
  • 'suggestibility' - Suggestibilität: Beeinflussbarkeit, während des Abrufs werden Erinnerungen eingepflanzt
  • 'bias' - Befangenheit: rückwirkende Verzerrung und unbewusste Beeinflussung der Erinnerung aufgrund des aktuellen Wissensstandes und von Vorurteilen
  • 'persistence' - Persistenz: Unfähigkeit vergessen zu können

Diese sieben Sünden verdeutlichen, dass 'false memories' nicht auf Fehlfunktionen beruhen sondern ein Beiprodukt des normalen Funktionierens unseres Gedächtnisses sind. In der Regel resultieren aus solchen Verfälschungen keine ernsthaften (wie etwa strafrechtliche) Konsequenzen für uns oder andere. Allerdings wurden schon des öfteren Fälle publik, bei denen 'false memories' zur Verurteilung Unschuldiger führte. Elizabeth Loftus (2003) hat Anfang diesen Jahres in einer Veröffentlichung einige dieser Fälle aufgezeigt.
["Ronald Cotton, a North Carolina prisoner who was convicted in 1986 of raping a 22-year-old college student, Jennifer Thompson, puts a human face on these cases. Thompson stood up on the stand, put her hand on the Bible and swore to tell the truth. On the basis of her testimony, Cotton was sentenced to prison for life. Eventually, DNA testing - which began 11 years after Thompson had first identified Cotton - proved his innocence. Another man, Bobby Poole, pleaded guilty to the crime." Loftus, 2003]

Einteilung des Gedächtnisses
Das Gedächtnis wird in der Literatur vor allem nach zwei Kriterien unterteilt: Zeit und Inhalt, von denen das Kriterium "Zeit" das allgemein bekanntere ist. Man unterscheidet hier nach der Speicherdauer Ultrakurzzeit- (˜ wenige 100 ms), Kurzzeit- (Sekunden bis wenige Minuten) und Langzeitgedächtnis (nahezu unbegrenzt).
Inhaltlich wird das Gedächtnis nach aktuellem Forschungsstand in fünf Kategorien unterteilt (Markowitsch 2000):

  • episodisch: autobiographische Informationen
  • semantisch: Allgemeinwissen, Zeitpunkt des Lernens ist nicht mehr bekannt
  • perzeptuell: Erkennen von Gegenständen und Objekten aufgrund von Bekanntheits- oder Familiaritätsurteilen
  • Priming: Erinnern von unbewusst wahrgenommener Information
  • prozedural: körperliche Fertigkeiten (z.B: Autofahren, Schwimmen)

Wichtig für mein Forschungsvorhaben ist eine weitere Einteilung des menschlichen Gedächtnisses in reproduktiv und konstruktiv (Schacter 1998). Das reproduktive Gedächtnis umfasst die Vorgänge des korrekten Erinnerns bzw. des Vergessens tatsächlich erlebter Ereignisse. Konstruktives Gedächtnis (= 'false memories') beinhaltet das Produzieren von nicht erlebten Informationen.

'False memories'
'False memories' kann man in drei Unterkategorien einteilen: Konfabulationen, Intrusionen und falsche Rekognitionen.
Unter Konfabulationen versteht man narrative Erzählungen von Erlebnissen (meist autobiographischer Natur), die nie oder anders stattgefunden haben. Konfabulationen werden noch weiter unterteilt nach ihrem Auslöser: spontan oder provoziert. Spontanes Konfabulieren tritt vor allem bei Patienten auf, die eine Hirnschädigung haben. Dem entgegen steht das provozierte Konfabulieren, das auch bei einer gesunden Person z.B. durch suggestive Befragungen ausgelöst werden kann.
Intrusionen und falsche Rekognitionen können mittels Tests induziert werden. Hierbei wird häufig ein von James Deese (1959) entwickeltes Verfahren genutzt. Die Versuchspersonen lernen eine Liste, welche aus zwölf semantisch ähnlichen Wörtern besteht ("Deese-Listen", z.B. Nacht, Bett, müde, Traum. Während der anschließenden Abrufphase erinnern sich die Versuchspersonen häufig an ein 'kritisches Zielitem' (z.B. Schlaf), obwohl dieses nicht mit der Liste gelernt wurde. Besonders stark ist dieser Effekt, wenn sich die gelernten und die ungelernten Items semantisch oder phonetisch ähneln. Hierbei werden die ungelernten, semantisch ähnlichen Items auch als Distraktoren bezeichnet.
Diese Form von 'false memories' wird als Intrusionen bezeichnet, d.h. zusätzlich zu den wirklich gelernten oder erlebten Informationen werden 'künstliche' d.h. nicht gelernte, Informationen wiedergegeben.
Unter falschen Rekognitionen versteht man hingegen, dass ein vorgegebenes neues Item fälschlicherweise als gelernt klassifiziert wird. Für das oben beschriebene Experiment würde das bedeuten, dass auf das Lernen keine freie Abrufphase folgt, sondern den Versuchspersonen eine lange Liste von Wörtern vorgelegt wird, die aus Testitems und Distraktoren besteht. Die Versuchspersonen müssen bei jedem Wort entscheiden, ob sie es zuvor gelernt haben oder nicht. Bezeichnen sie hierbei z.B. das Wort 'Schlaf' als gelernt, handelt es sich um eine falsche Rekognition.

Anatomie von 'false memories'
Prinzipiell sind bei 'false memories' die gleichen Gehirnareale beteiligt wie auch beim Abruf 'richtiger' Erinnerungen. Als besonders zentral hervorzuheben sind in diesem Zusammenhang Aktivierungen des Frontallappens und des Temporallappens.
Kopelman (1999) erstellte ein Modell der theoretischen und biologischen Grundlagen von 'false memories'. Er postulierte hier fünf Systeme:
  • Medial temporal/diencephales Gedächtnissystem
    • Abspeicherung und Konsolodierung neuer Informationen sowie Abruf kürzlich erworbener Gedächtnisinhalte
  • Temporo-parietal phonologischer Schaltkreis
    • Teil des episodischen Systems
    • Aktivierung bei richtigen Rekognitionen
  • Präfrontaler / cerebellarer Fehlerentdeckungsschaltkreis
    • Teil des frontalen Kontrollsystems
    • Aktivierung bei falschen Rekognitionen
  • Frontales Kontrollsystem
    • Planen, Organisieren, Spezifikation von Gedächtnisspuren, Überprüfung abgerufener Gedächtnisinhalte
    • wichtig für den Abruf aus dem autobiographischen/episodischen Gedächtnis
  • Selbst
    • persönlich-semantisches Glaubenssystem
    • interagiert mit dem frontalen Kontrollsystem und dem autobiographischen Gedächtnisspeicher


Abb. 1: Systems involved in generation of false memories/confabulations. (aus: Kopelman, M.D. Varieties of false memory. In Cognitive Neuropsychology, ed. Schacter, D.L. 1999. 16 (3/4/5), 197-214))
Geplante Forschungsarbeit

In dieser Studie sollen 'false memories' durch einen kurzen Film (ca. 20 min) induziert werden. Es sollen zwei Probandengruppen (Normalprobanden und Alkoholiker) à 12 Personen untersucht werden. Für eine allgemeine Beurteilung der Probanden wird mit jedem eine neuropsychologische Testung durchgeführt. Hierzu gehören unter anderem ein kurzer Intelligenztest, des weiteren Konzentrations- und kognitive Tests. Die gesamte Testbatterie wird ungefähr eine Stunde dauern.
Daran wird sich die erste Untersuchung anschließen, bei der den einzelnen Probanden ein kurzer Film gezeigt wird, unter der Vorgabe, sich diesen konzentriert anzuschauen. Außerdem wird ihnen mitgeteilt, dass anschließend ein Test folgt, der sich auf den Film bezieht.
Bei dem nachfolgenden Test wird es sich um eine Rekognitionsaufgabe handeln. Die Probanden werden 120 in zufälliger Reihenfolge angeordnete Bilder sehen. Diese Bilder werden aus den folgenden drei Kategorien stammen:

  • Standbilder aus dem gesehenen Film
  • Semantische Distraktoren (stammen aus einem ähnlichen Kontext, waren aber nicht im Film zu sehen)
  • Neutrale Distraktoren (kommen aus einem anderen Kontext und werden semantisch unabhängig sein)
Die Bilder werden mittels eines Computerprogramms dargeboten. Per Tastendruck sollen die Probanden mitteilen, ob sie das Bild zuvor im Film gesehen haben oder nicht. Außerdem sollen sie beurteilen, wie sicher sie sich mit ihrer Aussage sind (sehr sicher - unsicher).

Die zweite Untersuchung, welche zeitlich um ein paar Wochen versetzt stattfinden wird, findet in einer Klinik mit einem Kernspintomographen statt. Zuerst werden die Probanden wieder einzeln einen kurzen Film (ca. 20 min.) außerhalb des Kernspintomographen sehen. Um nicht gewollte Erinnerungseffekte (wie z.B. Interferenzen) zu vermeiden, muss es sich hierbei um einen neuen Film handeln. Allerdings soll der semantische Kontext beider Filme möglichst gleich gehalten werden, um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse der beiden Untersuchungen zu gewährleisten.
Nach dem Film wird erneut eine Rekognitionsaufgabe im Kernspintomographen folgen, die analog zur ersten Untersuchung ablaufen wird. Einziger Unterschied hierbei wird sein, dass die Probanden im Kernspintomographen nur eine sehr begrenzte Möglichkeit zur Kommunikation über Tastendruck haben. Über diesen sollen sie dann wieder mitteilen, ob sie das jeweilige Bild vorher im Film gesehen haben oder nicht. Da die vorhandenen Tasten bereits durch die Verifikationsaufgabe belegt sind und die Probanden im Kernspintomographen nicht sprechen dürfen, um nicht andere Gehirnareale zu aktivieren, ist es bei dieser Untersuchung nicht möglich gleichzeitig eine Evaluation in Bezug auf die Sicherheit der getroffenen Entscheidungen durchzuführen.
Für beide Filme gilt, dass sie als Stummfilme präsentiert werden, um andere Variablen (wie z.B. auditorische Stimulierung oder sprachverarbeitende Prozesse) möglichst aus den Untersuchungen herauszuhalten.

Ziel der Untersuchungen ist es, herauszufinden, welche Regionen in unserem Gehirn stärker bei 'false memories' aktiviert werden als bei korrekten Erinnerungen. Da das Auftreten von 'false memories' bei gesunden Probanden möglicherweise recht gering ist, erscheint es sinnvoll, mit Alkoholikern eine Probandengruppe mit einzubeziehen, die in Bezug auf Gedächtnisleistungen generell auffälligere Ergebnisse zeigen.
1986 veröffentlichten Markowitsch et al. eine Studie über Rekognition bei Alkoholikern mit folgendem Ergebnis:

"The principal finding of our study is that chronic alcoholics - especially if they have been abstinent for a shorter time only - are inferior to matched control subjects in mnemonic tasks."

Die zu untersuchende Frage ist demnach, in weit sich die Alkoholiker qualitativ (mehr/weniger Regionen im Gehirn aktiviert) und quantitativ (mehr/weniger Hirnaktivität) bei 'false memories' von den Normalprobanden unterscheiden.
Ausgangshypothese der hier beschriebenen Forschungsarbeit ist, dass Alkoholiker eine höhere 'false memories' Rate aufweisen als Normalprobanden und es daher auch zu einer deutlicheren Aktivierung auf Gehirnebene kommen wird.
Darüber hinaus muss natürlich vergleichend untersucht werden, welche Gehirnareale bei gesunden Probanden und Alkoholikern durch einen komplexen visuellen Stimulus, wie es ein Film ist, aktiviert werden. Filme sollten sich als Stimulusmaterial zur Induzierung von 'false memories' gut eignen, da sie alltagsnäher sind, als z.B. Wortlisten, und damit dem 'normalen' Prozess der Gedächtnisbildung beim Menschen relativ nahe kommen sollte.

Literatur
  • Markowitsch, H.-J. 2002. Dem Gedächtnis auf der Spur - Vom Erinnern und Vergessen - Darmstadt: Primus.
  • Loftus, E. 2003. Our changeable memories: legal and practical implications. Nature Neuroscience; 4:232-233.
  • Schacter, D.L. 2000. The seven sins of memory: Perspectives from functional neuroimaging. In: E. Tulving (Ed.): Memory, consciousness, and the brain (pp. 119-137). Philadelphia, PA: Psychological Press.
  • Schacter, D.L.; Norman, K.A.; Koutstaal, W. 1998. The cognitive neuroscience of constructive memory. Annual Reviews of Psychology 1998; 49: 289-318.
  • Markowitsch, H.J. 2000. Neuroanatomy of memory. In E. Tulving, FIM Craik (Eds.) The Oxford handbook of memory (pp. 465-484). New York: Oxford University Press.
  • Deese, J. 1959. On the prediction of occurrence of particular verbal intrusions in immediate recall. Journal of Experimental Psychology 58; 1: 17-22.
  • Kopelman, M.D. 1999. Varieties of false memory. In: D.L. Schacter (Ed.) The Cognitive Neuropsychology of False Memories; 16 (3/4/5): 197-214. Harvard University, Cambridge, USA: Psychology Press.
  • Freud, S. 1900. The interpretation of dreams. In: The standard edition of the complete psychological works of Sigmund Freud, vols. 4-5, (Ed. J. Strachey). London: Hogarth.