Infants younger than one year retain episodic memories across a nap

Seit Jahrzehnten rätseln Wissenschaftler über ein stilles Mysterium der menschlichen Entwicklung: Warum erinnern wir uns an fast nichts aus unseren frühesten Jahren? Dieses Phänomen, bekannt als infantile Amnesie, lässt die ersten zwei oder drei Lebensjahre wie eine leere Seite in unserer persönlichen Geschichte zurück. Die vorherrschende Erklärung für diese Lücke war lange Zeit, dass das Gedächtniszentrum des Gehirns, der Hippocampus, bei Babys einfach noch zu unreif ist, um einzigartige, detaillierte Ereignisse zu speichern. Dieser Ansicht nach könnten Säuglinge durch Wiederholung zwar Gewohnheiten oder allgemeine Fakten lernen, aber sie können nicht die Art von spezifischen Moment-an-Moment-Erinnerungen bilden, an die sich Erwachsene erinnern, wie etwa das exakte Aussehen eines Spielzeugs oder die spezifischen Worte, mit denen es beschrieben wurde. Wenn dies wahr wäre, würde die Unfähigkeit zu erinnern auf einem Versagen beim Kodieren der Erinnerung an sich beruhen und nicht auf einem Versagen beim Behalten dieser Erinnerung.

Eine neue Studie stellt diese lang gehegte Annahme jedoch infrage, indem sie direkt die Gehirnaktivität von Babys unter einem Jahr untersucht. Die Forscher wollten wissen, ob diese Säuglinge tatsächlich detaillierte, spezifische Erinnerungen an einzigartige Ereignisse bilden können und ob diese Erinnerungen ein Nickerchen überleben können. Indem sie die elektrischen Signale im Gehirn verfolgten, während Babys unbekannte Objekte betrachteten und erfundene Wörter hörten, entdeckte das Team, dass Säuglinge im Alter von nur neun Monaten in der Lage sind, diese getrennten Informationsteile schnell zu einer einzigen, spezifischen Erinnerung zu verknüpfen. Darüber hinaus fanden sie heraus, dass der Prozess der Festigung dieser Erinnerungen während des Schlafs bereits im ersten Lebensjahr aktiv ist, gesteuert durch einen präzisen Zeitmechanismus im Gehirn, von dem man zuvor angenommen hatte, dass er sich erst viel später entwickelt.

Die Studie umfasste sechzig Säuglinge im Alter von etwa neun bis sechzehn Monaten. Die Forscher entwarfen ein Experiment, das die Babys dazu brachte, einer Sequenz von Ereignissen Aufmerksamkeit zu schenken, die völlig neu für sie waren. In der ersten Phase saßen die Säuglinge auf dem Schoß ihrer Eltern und schauten auf einen Bildschirm, während sie Geräusche hörten. Ihnen wurden Bilder von seltsamen, unbekannten Objekten gezeigt, die zu bestimmten Kategorien gehörten, wobei jedes Objekt mit einem einzigartigen, erfundenen Wort kombiniert wurde. Zum Beispiel sah ein Baby eine merkwürdige, farbenfrohe Form und hörte ein Fantasiewort zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt. Die Babys sahen diese Kombinationen zweimal innerhalb eines kurzen Zeitfensters, was den Forschern ermöglichte zu sehen, ob das Gehirn die Verbindung zwischen dem spezifischen Objekt und dem spezifischen Wort registriert.

Nach dieser Lernphase erhielten die Babys eine Pause für ein Nickerchen. Dieses Nickerchen war nicht nur eine Ruhepause; es war ein entscheidender Teil des Experiments. Die Forscher zeichneten die Gehirnwellen der Babys während des Schlafs auf, um zu sehen, was in ihren Köpfen vorging. Etwa anderthalb Stunden nach der Lernsitzung kehrten die Babys für einen Test zurück. Ihnen wurden dieselben Objekte erneut gezeigt, aber diesmal waren die Objekte mit anderen Wörtern kombiniert. Einige Objekte wurden mit dem Wort kombiniert, das sie ursprünglich gehört hatten, während andere mit einem Wort kombatiert wurden, das zu einem anderen Objekt gehörte. Die Forscher führten auch neue, ähnlich aussehende Objekte ein, um zu sehen, ob die Babys eine allgemeine Regel über die Kategorien gelernt hatten oder ob sie sich an die exakten, spezifischen Ereignisse erinnerten, die sie zuvor gesehen hatten.

Die Ergebnisse wurden durch die elektrischen Muster in den Gehirnen der Babys offenbart. Wenn die Säuglinge die ursprünglichen Objekte in Kombination mit den korrekten Wörtern sahen, reagierten ihre Gehirne anders als wenn sie dieselben Objekte in Kombination mit den falschen Wörtern sahen. Dieser Unterschied in der Gehirnaktivität bewies, dass die Babys nicht nur die Objekte erkannt hatten, sondern ein spezifisches Ereignis gedächtnismäßig verknüpft hatten, indem sie die visuelle Form mit dem Klang des Wortes verbanden. Entscheidend war, dass diese Erinnerung hochspezifisch war. Wenn die Babys ein neues Objekt sahen, das dem alten sehr ähnlich sah, zeigten ihre Gehirne nicht die gleiche Erinnerungsreaktion, selbst wenn das Wort dasselbe war. Dies deutete darauf hin, dass die Säuglinge nicht bloß eine allgemeine Kategorienregel gelernt hatten, wie etwa „alle diese Formen gehören zu diesem Wort“. Stattdessen hatten sie eine präzise Erinnerung an das exakte Objekt gespeichert, das sie zuvor gesehen hatten.

Die vielleicht überraschendste Erkenntnis betraf die Rolle des Schlafs. Die Forscher analysierten die während der Nickerchen aufgezeichneten Gehirnwellen und fanden ein spezifisches Aktivitätsmuster, das vorhersagte, wie gut die Babys die Ereignisse später erinnerten. Sie beobachteten, dass das Gehirn während des Schlafs zwei Arten von rhythmischen Wellen produzierte: langsame, rollende Wellen und schnellere, stoßartige Wellen, sogenannte Spindeln. Bei Erwachsenen und älteren Kindern ist bekannt, dass die Gedächtniskonsolidierung stattfindet, wenn diese schnellen Aktivitätsausbrüche perfekt auf die Aufwärtsphase der langsamen Wellen abgestimmt sind. Die Studie fand heraus, dass diese präzise zeitliche Abstimmung bereits bei den neun Monate alten Säuglingen stattfand.

Die Daten zeigten eine klare Verbindung zwischen dieser zeitlichen Abstimmung und der Gedächtnisstärke. Die Säuglinge, deren Gehirne während ihres Nickerchens eine stärkere Ausrichtung zwischen den schnellen Ausbrüchen und den langsamen Wellen zeigten, waren diejenigen, die nach dem Aufwachen die stärkste Gedächtnisverbesserung zeigten. Tatsächlich war das Gedächtnis bei einigen Babys unmittelbar nach der Lernsitzung nicht sehr stark, wurde aber nach dem Nickerchen signifikant stärker, sofern ihre Gehirnwellen gut aufeinander abgestimmt waren. Umgekehrt zeigten Babys, die unmittelbar nach dem Lernen ein starkes Gedächtnis besaßen, weniger Hilfe durch den Schlafmechanismus, um dieses zu behalten. Dies deutet darauf hin, dass der Schlaf als mächtiges Werkzeug dient, um Erinnerungen zu stärken, die anfangs noch fragil waren, und dass dieser Mechanismus bereits weit vor dem ersten Geburtstag funktional ist.

Diese Ergebnisse zwingen zu einer Neubewertung der Frage, warum infantile Amnesie existiert. Wenn Babys im Alter von nur neun Monaten in der Lage sind, schnell spezifische, detaillierte Ereignisse zu kodieren, und wenn ihre Gehirne über die Maschinerie verfügen, um diese Erinnerungen während des Schlafs zu stärken, dann liegt das Problem nicht darin, dass sie nicht in der Lage sind, Erinnerungen zu bilden. Die Unfähigkeit, sich an diese frühen Ereignisse später im Leben zu erinnern, muss durch etwas anderes verursacht werden, vielleicht durch einen Prozess, der erst lange nach der Bildung der Erinnerung eintritt und dazu führt, dass die Details verblassen oder unzugänglich werden. Die Studie zeigt, dass die grundlegenden Bausteine des menschlichen Gedächtnisses – insbesondere die Fähigkeit, ähnliche Erfahrungen zu trennen und sie schnell miteinander zu verknüpfen – viel früher vorhanden und funktionsfähig sind als bisher angenommen. Die leere Seite der frühen Kindheit ist möglicherweise nicht auf einen Mangel an Tinte zurückzuführen, sondern auf eine andere Art von Radiergummi, der erst später im Leben wirkt.