Die Bedeutung mediotemporaler Strukturen für die Interaktion von Arbeits- und Langzeitgedächtnis
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projekt wurde die Interaktion und Interferenz von Langzeit- und Arbeitsgedächtnisoperationen untersucht. Es wurde in zwei Studien gezeigt, daß gleichzeitig ablaufende Arbeits- und Langzeitgedächtnisoperationen sich gegenseitig beeinflussen, und daß diese Interferenz sich in mediotemporalen Prozessen wiederspiegelt, z.B. in einer gemeinsamen Beanspruchung von hippokampalen Ressourcen durch Arbeits- und Langzeitgedächtnis und in einer sowohl von Arbeitsgedächtnislast, als auch von Langzeitgedächtniseinspeicherung abhängenden Aktivierung der hippokampalen Delta-Aktivität und des parahippokampalen Kortex. Wir zeigten in einer weiteren Studie, daß die Interferenz von Arbeits- und Langzeitgedächtnisoperationen davon abhängt, ob die Arbeitsgedächtnisoperationen Hippokampus-abhängig sind und entsprechende neuronale Korrelate aufweisen oder nicht. Aus diesen Studien ergab sich das Bild, dass der Hippokampus und die benachbarten mediotemporalen Regionen Funktionen sowohl für das Langzeitgedächtnis, als auch für das Arbeitszeitgedächtnis ausüben, die miteinander inferieren und interagieren. In nachfolgenden Studien versuchten wir daher genauer zu verstehen, welche Funktionen durch welche elektrophysiologischen Mechanismen unterstützt werden. Wir fanden, daß die Aufrechterhaltung von mehreren Objekten im Arbeitsgedächtnis vermutlich durch eine Phasen/Amplitudenkopplung von hippokampaler Theta und Gamma-Aktivität bewerkstelligt wird. Bei assoziativem Langzeitgedächtnis beobachteten wir ein Zusammenspiel von dissoziierten Funktionen des perirhinalen Kortex und des Hippokampus. Hierbei ergab sich das Bild, daß der perirhinale Kortex zunächst eine Neuigkeitserkennung durchführt, der Hippokampus dann den assoziierten Kontext reinstantiiert und diesen wiederum beim perirhinalen Kortex anfragt, und daß anschliessend der perirhinale Kortex diese Informationen an den Hippokampus überträgt. Schliesslich haben wir in einem Übersichts- und Hypothesenartikel (Fell und Axmacher 2011) dargestellt, welche Phasebasierten EEG-Mechanismen vermutlich für Langzeit- und Arbeitsgedächtnisoperationen und deren Interaktion relevant sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2009) Interference of working memory with long-term memory. Eur J Neurosci 29:1501-13
Axmacher N, Haupt S, Cohen MX, Elger CE, Fell J
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(2009) Working memory related hippocampal deactivation interferes with long-term memory formation. J Neurosci 29:1052-1060
Axmacher N, Elger CE, Fell J
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(2010) Cross-frequency coupling supports multi-item working memory in the human hippocampus. Proc Natl Acad Sci USA 107:3228-3233
Axmacher N, Henseler M, Jensen O, Weinreich I, Elger CE, Fell J
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(2010) Electrophysiological signature of working and long-term memory interaction in the human hippocampus. Eur J Neurosci 31:177-188
Axmacher N, Lenz S, Haupt S, Elger CE, Fell J
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(2011) The role of phase synchronization in memory processes. Nat Rev Neurosci 12:105-118
Fell J, Axmacher N
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(2012) Memory signals are temporally dissociated within and across human hippocampus and perirhinal cortex. Nat Neurosci 15:1167-1173
Staresina BP, Fell J, Do Lam ATA, Axmacher N, Henson RN
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(2013) Using state-trace analysis to dissociate the functions of the human hippocampus and perirhinal cortex in recognition memory. Proc Natl Acad Sci USA 110:3119-3324
Staresina BP, Fell J, Do Lam ATA, Axmacher N, Henson RN
