Formbare Erinnerungen

Dieser Text ist der Print-Ausgabe 08/2009 von Technologie Review entnommen. Das Heft kann, genauso wie die aktuelle Ausgabe, hier online portokostenfrei bestellt werden.

Ein kanadischer Forscher hat festgestellt, dass ein blutdrucksenkendes Mittel die Erinnerung an traumatische Ereignisse abschwächt. Das berührt eine der wichtigsten Fragen der Neurowissenschaften: Wie werden Erinnerungen physisch im Gehirn abgespeichert?

Der Psychologe Alain Brunet kann noch heute über den Fall staunen. Als Patrick Moreau letztes Jahr in seine Praxis kam, konnte der kanadische Offizier, der bei den UN-Friedenstruppen in Bosnien gedient hatte, die Geschichte seiner Gefangennahme kaum erzählen. Er litt an einer sogenannten posttraumatischen Belastungsstörung (PTSD): Sobald er sich daran erinnerte, wie er 1993 mit hinter dem Kopf verschränkten Händen und zitternden Beinen auf dem Boden gekniet und auf eine Baumreihe geblickt hatte, verspürte er die gleiche lähmende Angst wie damals. Harmlose Reize wie der Blick durch die Windschutzscheibe auf eine ähnliche Baumreihe reichten, um die Erinnerungen erneut über ihn hereinstürzen zu lassen – und ihn so heftig zittern zu lassen, dass er beim Fahren anhalten musste.

Doch nur sechs Monate nachdem Moreau an einem Versuch von Brunet teilgenommen hatte, erfüllte der Soldat die diagnostischen Kriterien für PTSD nicht mehr. Die Erinnerungen kamen zwar immer noch urplötzlich hoch, aber viel seltener und emotional weit weniger intensiv. Plötzlich konnte Moreau ganz ruhig und offen darüber sprechen, was 15 Jahre zuvor passiert war. Das verdankt er einem Medikament namens Propranolol, einem sogenannten Betablocker, der – so dachten Mediziner bisher – nur den Blutdruck senkt. Moreau nahm das Mittel ein, nachdem er sein traumatisches Erlebnis niedergeschrieben hatte. "Es war wie Science-Fiction", sagt Brunet, der in Montreal als klinischer Psychologe an der McGill Universität arbeitet. "Wenn jemand traumatisiert ist, gibt man ihm eine Pille, und die [emotionale] Stärke der Erinnerung wird abgeschwächt."

Die Wirkungsweise von Propranolol erklärt, warum bei der Behandlung ausschließlich die emotionale Komponente von Erinnerungen beeinflusst wird, die Inhalte aber unverändert bleiben. Das Mittel dämpft die Wirkung des Stresshormons Adrenalin nicht nur am Herzen und an Blutgefäßen, sondern auch in der Amygdala – dem Teil des Gehirns, das eine wichtige Rolle bei der Speicherung der emotionalen Komponente von Erinnerungen spielt. Die Fakten selbst werden dabei nicht beeinflusst, weil sie in einem anderen Gehirnteil gespeichert sind.

Warum aber läuft bei traumatisierten Menschen eine evolutionär sinnvolle Reaktion – lebhafte Erinnerungen an gefährliche Situationen sorgen dafür, dass wir sie künftig meiden – derart aus dem Ruder, dass selbst harmlose Ereignisse, Bilder, Töne oder Gerüche krankhafte Angstzustände hervorrufen können? Ein bewaffneter Überfall war für Brunet der Anlass, sich dieser Frage zuzuwenden. Als er Student an der Montrealer L'Ecole Polytechnique war, erschoss dort ein Amokläufer 14 Frauen.

Die vorläufigen Resultate von Brunets Methode sind viel- versprechend. Er hat nicht nur traumatisierte Soldaten mit Propranolol behandelt, sondern auch Vergewaltigungs- und Autounfall-Opfer. Eine Untersuchung mit 60 Teilnehmern ergab, dass fast zwei Drittel von ihnen nach der Behandlung gemäß den PTSD-Kriterien nicht mehr als traumatisiert gelten. In der Kontrollgruppe, die nur ein Placebo erhalten hatte, waren es lediglich zehn Prozent. "Wir sehen genauso gute, wenn nicht sogar bessere Erfolge als bei Patienten, die eine Verhaltenstherapie bekommen – und das in viel kürzerer Zeit", sagt Brunet. Allerdings sind noch weitere Untersuchungen nötig, um das tatsächliche Potenzial dieser Therapie auszuloten.

Die neue Therapie verspricht aber nicht nur eine wirk- same Behandlung von Traumafällen, sie hat auch die bisherige Lehrmeinung über die Funktionsweise des Gedächtnisses ins Wanken gebracht. Wissenschaftler glaubten bisher, dass Erinnerungen durch spezialisierte Schaltkreise aus Nervenzellen repräsentiert werden. Neue Erinnerungen entstehen dadurch, dass sich zusätzliche Verbindungen – sogenannte Synapsen – zwischen diesen Neuronen bilden oder bestehende Kontakte verstärkt werden. Gedächtnisinhalte werden dadurch permanent verankert, ein Prozess, der in der Fachsprache Konsolidierung heißt.

Anfangs ist dieser noch umkehrbar: Forscher hatten Ratten in den sechziger Jahren darauf konditioniert, dass sie nach einem bestimmten Ton einen Schmerzreiz erwarteten. Danach reichte der Ton allein aus, um die Nager aus Furcht vor dem Schmerz erstarren lassen. Wenn die Ratten am selben Tag, an dem sie den Zusammenhang erlernt hatten, mit einem Elektroschock traktiert wurden, vergaßen sie den Zusammenhang wieder. Wenn die Elektroschocks hingegen erst ein paar Tage nach der Konditionierung verabreicht wurden, blieb das Gelernte erhalten – die Erinnerung war "konsolidiert".

Die Konsolidierungs-Theorie, die durch diese Versuche scheinbar bestätigt wurde, bekam aber schon damals erste Risse. Es stellte sich nämlich heraus, dass auch alte, vermeintlich längst konsolidierte Gedächtnisinhalte nachträglich doch noch gelöscht werden können. Dazu spielten die Forscher den Ratten zunächst den Ton vor, um die Erinnerung an die gelernte Konditionierung wachzurufen. Anschließend verpassten sie ihnen einen Elektroschock – und die Ratten vergaßen, was sie mit dem Ton zu verbinden gelernt hatten. Weil aber diese Ergebnisse der vorherrschenden Theorie der permanenten Verfestigung von Erinnerungen widersprachen, wurden sie nicht weiterverfolgt und gerieten in Vergessenheit.

Inzwischen aber ist das Bild darüber, welche Moleküle eine Rolle beim Speichern und Verfestigen von Erinnerungen spielen, viel präziser geworden – und viele Ergebnisse bestätigen, dass sich ältere Erinnerungen nachträglich noch beeinflussen lassen. So meldeten zur Jahrtausendwende Forscher um Joseph LeDoux von der New York University, dass sie mit einem direkt ins Gehirn von Ratten verabreichten Medikament die Bildung neuer Erinnerungen verhindern und auch Langzeiterinnerungen löschen konnten – wenn sich die Tiere vorher an sie erinnert haben.

Karim Nader aus dem LeDoux-Labor formulierte daraufhin eine neue Hypothese für die Gedächtnisbildung, mit der er die vorherrschende Konsolidierungsthese massiv infrage stellte: Der Akt des Erinnerns könnte, so seine These, dazu führen, dass Synapsen in dem betroffenen Erinnerungsschaltkreis vorübergehend geschwächt oder sogar gelöst werden. Die Erinnerung – respektive die Serie von Synapsen, in denen sie gespeichert ist – wird erst danach wieder neu stabilisiert oder "rekonsolidiert".

Seitdem gab es eine Reihe von empirischen Befunden, die diese These unterstützen. Ein Experiment zeigt zum Beispiel, dass Tiere wachgerufene Erinnerungen vergessen, wenn ein spezieller Wirkstoff in ihr Gehirn eingebracht wird, der den Abbau von Synapsen verhindert. Das Ergebnis legt nahe, dass die Rekonsolidierung – die ohne diesen vorübergehenden Abbau nicht stattfinden kann – nötig ist, um Erinnerungen zu erhalten. Ein weiteres Experiment, das Ende des vergangenen Jahres veröffentlicht wurde, könnte erstmals den Grund für die Rekonsolidierung erklären: Der Neurowissenschaftler Jonathan Lee von der englischen University of Birmingham hatte Ratten Angst vor einem bestimmten Raum antrainiert, indem er sie nach dessen Betreten mit Elektroschocks traktierte. Mit zunehmendem Training verstärkte sich die Verbindung zwischen Ort und Strafe, sodass Ratten, die mehrere Tage lang konditioniert wurden, bei der Erinnerung an das Trauma länger erstarrten als ihre Leidensgenossen, die nur einen Tag lang trainiert wurden.

Dieser Lerneffekt tritt, wie Lee in einem zweiten Schritt zeigte, aber nur dann auf, wenn die Rekonsolidierung ungestört blieb. Wurde sie hingegen durch das Abschalten eines bestimmten Gens unterbunden, gab es keine Verstärkung der Angst mehr. In einem Vergleichsversuch blockierte Lee ein Protein, das für die Konsolidierung neuer Erinnerungen zuständig ist. Dadurch wurde die Konditionierung nicht gestört. "Wenn man etwas zum zweiten Mal lernt, werden dazu offenbar die Mechanismen der Rekonsolidierung benutzt", sagt Lee. Der Prozess könnte also dazu dienen, Erinnerungen mit neueren Erfahrungen zu aktualisieren.

Es macht durchaus Sinn, dass das Gehirn bei der Aufbewahrung älterer Erinnerungen flexibel sein muss, wenn es neue Informationen aufnehmen und abspeichern soll. Aber bedeutet das tatsächlich, dass es beim Erinnern die synaptische Verschaltung, die dem Gedächtnisinhalt zugrunde liegt, teilweise abbaut und wieder neu gestaltet? Diese Frage ist unter Neurowissenschaftlern noch umstritten.

"Die Rekonsolidierung scheint mir ein sehr ineffizienter Weg für die Arbeitsweise des Gedächtnisses zu sein", sagt Ralph Miller, Neurowissenschaftler mit dem Schwerpunkt Verhaltensforschung an der State University of New York. "Was ich mir am ehesten vorstellen kann, wäre, dass wir jedes Mal, wenn wir uns an etwas erinnern, neue Versionen davon abspeichern." Millers Konzept zufolge bleiben die ursprünglichen Erinnerungen intakt, werden aber mit neuen kombiniert oder von ihnen verdrängt und sind nicht mehr so leicht zugänglich wie die neuen. Die Rekonsolidierungsthese lässt in der Tat noch viele Fragen offen: So gibt es durchaus Ergebnisse, nach denen das Angstgedächtnis nicht dauerhaft gedämpft werden konnte.

Offenbar hängt es vom Alter und der Stärke der ursprünglichen Erinnerung ab, ob sie beeinflussbar ist: Ältere Erinnerungen widersetzen sich in einigen Fällen stärker einer Veränderung. Anscheinend kommt es also nur unter bestimmten Bedingungen oder bei bestimmten Erinnerungstypen zur Rekonsolidierung. Möglicherweise ist das auch nicht der einzige Mechanismus, mit dem Erinnerungen aktualisiert werden. Diese Fragen werden derzeit in weiteren Studien untersucht.

Trotz solcher Unklarheiten hat Brunets Forschung schon großes Interesse gefunden. Das US-Verteidigungsministerium etwa fördert mit rund sieben Millionen Dollar ein gemeinsames Forschungsprojekt von Brunet, Nader und Roger Pitman, die unter den bereits zugelassenen Medikamenten noch potentere Trauma-Dämpfer als Propranolol aufspüren sollen.

Wissenschaftler wie Professor Gottfried Fischer von der Universität Köln bezweifeln allerdings, dass sich einzelne Erinnerungen selektiv beeinflussen lassen. Selbst wenn es funktionieren würde, hält er es für grundlegend falsch, bei Patienten mit posttraumatischer Belastungsstörung die Angst durch Medikamente zu blockieren. Anstatt die Verbindung zur Amygdala-Region des Gehirns zu unterbrechen, müsse vielmehr deren Kommunikation mit anderen – ebenfalls an der Erinnerungsbildung beteiligten – Gebieten verbessert werden.

Brunet selbst, der als einer der wenigen Forscher die Rekonsolidierung nicht nur an Labortieren, sondern auch am Menschen untersucht, glaubt hingegen, dass Propranolol noch viel mehr kann und nicht nur bei der Behandlung von traumatisierten Patienten hilfreich wäre: "Wir könnten einen neuen Weg für die Therapie von psychischen Krankheiten entdeckt haben." Viele von ihnen basierten auf Problemen mit emotionsgeladenen Erinnerungen. Insbesondere Suchtkrankheiten haben neben der körperlichen auch eine psychologische Komponente – und gerade Letztere lässt sich therapeutisch schwer in den Griff bekommen. Bei drogenabhängigen Menschen etwa reicht oft schon der Anblick einer Injektionsnadel, um die Erinnerungen an die Drogenerlebnisse zu aktivieren. In Tierversuchen hat das Blockieren dieser Erinnerungen bemerkenswert gut funktioniert – und scheint die einzige Behandlung zu sein, die überhaupt wirkt.

Doch jenseits der Gedächtnisforschung und der praktischen Anwendbarkeit wirft die Rekonsolidierungsthese einige beunruhigende Fragen auf: Besteht nicht die Gefahr, dass man seine Erinnerungen durch Medikamente unbeabsichtigt selbst verändert? Sind nicht auch negative Ereignisse Teil der Persönlichkeit – und sollte die Erinnerung daran nicht ein anderes emotionales Gewicht haben als der letzte Einkauf im Supermarkt?

Brunet betont, dass er traumatisierte Menschen nicht abstumpfen lassen will. "Wenn ein paar Monate nach einer Trennung der Schmerz nachlässt, haben Sie dann das Gefühl, dass Ihnen etwas fehlt? Natürlich nicht. So läuft das bei normalen emotionalen Erinnerungen." Die Patienten sollen sich an das Unglück erinnern, aber nicht mehr durch überschießende Emotionen gequält werden. (bsc)