Warum blockiert Stress das Gedächtnis?

Wer in einer wichtigen Prüfung schon einmal ein Blackout hatte oder mitten in einem angespannten Streit nicht auf etwas Offensichtliches kam, hat am eigenen Leib erlebt, was die Neurowissenschaft genau beschreibt: Stress ist ein biologischer Faktor, der verändert, wie das Gedächtnis arbeitet, und zwar unterschiedlich, je nachdem, wann er auftritt und wie lange er anhält.

Ein wenig Stress hilft, aber nicht in jeder Menge

Nicht jede Menge Stress schadet dem Lernen. Ein mäßiges Niveau verändert bestimmte neurochemische Systeme (Katecholamine, Opioide, Glukokortikoide), was das Lernen in manchen Fällen sogar erleichtern kann.

Meist wird diese Idee mit dem Yerkes-Dodson-Gesetz zusammengefasst, dessen Ursprung allerdings bescheidener ist, als man denkt. 1908 trainierten Robert Yerkes und John Dodson Mäuse darauf, zwischen zwei Kammern zu wählen, mit einem Stromstoß unterschiedlicher Stärke bei jedem Fehler. Bei der leichten Aufgabe beschleunigte eine höhere Stärke das Lernen; bei der schwierigen funktionierte eine mittlere Stärke am besten. Das „umgekehrte U“, das man heute zeichnet, ist eine spätere Verallgemeinerung dieser Daten, und David Diamond und Kollegen (2007) beschreiben es als viel zitiertes, aber oft missverstandenes Prinzip.

Auch der Zeitpunkt zählt. Die Metaanalyse von Grant Shields und Kollegen (2017) fand, dass Stress kurz vor oder während des Abrufs die Erinnerung verschlechtert, während Stress kurz nach dem Lernen sie eher festigt.

Zum Problem wird es, wenn der Stress stärker wird oder lange anhält.

Ab einem gewissen Punkt beobachten Studien, vor allem an Tieren, vorübergehende und auch dauerhafte Veränderungen im Hippocampus, der Schlüsselregion für Lernen und Gedächtnis: Veränderungen der synaptischen Plastizität, morphologische Veränderungen, eine Unterdrückung der Bildung neuer Neuronen und sogar Schäden an Neuronen.

Das Blackout: Stress und Abruf

Für das Blackout gibt es ein Referenzexperiment. Dominique de Quervain, Benno Roozendaal und James McGaugh (1998) trainierten Ratten, eine versteckte Plattform in einem Wasserbecken zu finden. Einen Tag später verschlechterte ein Stromstoß 30 Minuten vor dem Test ihre Erinnerung an den Weg; derselbe Stromstoß 2 Minuten oder 4 Stunden vorher dagegen nicht.

Der Effekt fiel mit dem Höhepunkt von Corticosteron zusammen, dem Stresshormon der Ratten, und verschwand, wenn dessen Bildung blockiert wurde. Der Stress veränderte nicht das Gelernte, sondern den Zugriff darauf in diesem Moment.

Zwei Jahre später bestätigte dieselbe Gruppe das beim Menschen (de Quervain und Kollegen, 2000): Eine Dosis Cortison vor dem Test verschlechterte die Erinnerung an eine Wortliste, die am Vortag gelernt worden war.

Die Rolle der Amygdala

Zentral verarbeitet das limbische System die Emotionen, und darin nimmt die Amygdala beim emotionalen Lernen eine besonders wichtige Stellung ein.

Die Amygdala ist direkt wie indirekt mit mehreren Regionen des Hippocampus verbunden, sodass sie auf mehreren Wegen seine Funktion beeinflussen kann.

Damit sich die negativen Effekte von Stress auf den Hippocampus voll zeigen, muss tatsächlich auch die Amygdala aktiviert sein: Der Hippocampus handelt nicht allein, erst das Zusammenspiel beider Strukturen erklärt die Blockade.

Zu diesem Kreislauf kommt der präfrontale Kortex hinzu, die Region, die Aufmerksamkeit und bewusstes Nachdenken trägt. Laut der Übersichtsarbeit von Amy Arnsten (2009) kann schon leichter akuter Stress, wenn er als unkontrollierbar erlebt wird, seine Funktionen rasch und deutlich einschränken, und lang anhaltender Stress verändert sogar die Struktur seiner Neuronen.

Das ist eine plausible Erklärung dafür, warum Prüfungsangst nicht nur unangenehm ist, sondern auch die Aufmerksamkeit und den Abruf des Gelernten schmälern kann.

Warum wir uns trotzdem besser an Emotionales erinnern

Darin steckt ein scheinbares Paradox: Wenn Stress dem Gedächtnis schaden kann, warum erinnern wir uns dann so klar an emotional aufgeladene Momente unseres Lebens?

Die Antwort: Der emotionale Gehalt eines Erlebnisses verstärkt die Bildung einer dauerhaften Erinnerung daran, ob die Emotion nun positiv oder negativ ist, wobei Erinnerungen an negative oder traumatische Emotionen besonders schwer verblassen.

Das ist kein Widerspruch: Es ist eine Sache, dass eine einzelne, starke Emotion die Erinnerung an genau diesen Moment festigt, und eine ganz andere, dass anhaltender Stress die allgemeine Fähigkeit des Hippocampus beeinträchtigt, weiter Neues zu lernen.

In der Praxis passt das zu dem, was alle wissen, die schon einmal in einer schlechten Phase lernen wollten: Gutes Lernen braucht ein einigermaßen sicheres Umfeld, nicht frei von jedem Druck, aber frei von anhaltendem Stress, der am Ende genau die Struktur schädigt, die Lernen möglich macht.

Diese Aktivierung regulieren zu lernen (was in anderen Artikeln dieser Website als emotionale Selbstregulation beschrieben wird), ist nicht nur eine Frage des Wohlbefindens: Es kann auch beeinflussen, wie gut man Informationen behält.

Warum das Gehirn so gebaut ist und das kein Fehler ist

Für sich betrachtet, wirkt es wie ein Konstruktionsfehler, dass Stress das Gedächtnis stört. Doch dahinter steht eine klare Anpassungslogik: Angesichts der riesigen Menge an Informationen in jeder Umgebung braucht das Gehirn ein Kriterium, um zu entscheiden, was sich einzuprägen lohnt und was nicht.

Die emotionale Reaktion auf ein Ereignis ist genau eines der Signale, die es dafür nutzt: Was für das Überleben oder das künftige Wohlergehen wichtig scheint, hat Vorrang vor dem, was keinerlei Reaktion auslöst.

Das Problem ist nicht, dass es dieses System gibt, sondern dass derselbe Mechanismus, gedacht für einzelne Bedrohungen, schlecht unterscheidet zwischen einer echten, kurzen Gefahr und einem Stress, der Woche für Woche aktiv bleibt, ohne sich je ganz aufzulösen.

Der Unterschied zwischen einer Prüfung und einer Dauerprüfung

Diese Unterscheidung erklärt, warum dieselbe Person unter dem kurzen Druck einer einzelnen Prüfung gut abschneiden und zugleich in einer Phase pausenlos aufeinanderfolgender Prüfungen oder während einer langen Zeit ungelöster Angst schlechter abschneiden kann.

Das ist keine Frage der Willenskraft oder des „Besser-Aushaltens“: Es sind zwei verschiedene physiologische Zustände, und nur der zweite, der anhaltende Stress, verändert die Struktur des Hippocampus messbar.

Zwischen kurzem Druck (der sogar helfen kann) und anhaltendem Druck (der schadet) zu unterscheiden, ist die zentrale Erkenntnis dieser Forschung. Dieser Artikel dient der Information; wenn Stress oder Angst das Lernen oder den Alltag dauerhaft beeinträchtigen, ist es sinnvoll, sich an eine Fachperson aus Medizin oder Psychologie zu wenden.

Deinen eigenen Lernstil zu kennen, kann außerdem helfen, darüber nachzudenken, wie du am liebsten lernst, auch wenn die Belege zu Lernstilen begrenzt und umstritten sind.

Quellen

• Arnsten, A. F. T. (2009). Stress signalling pathways that impair prefrontal cortex structure and function. Nature Reviews Neuroscience, 10(6), 410-422. https://doi.org/10.1038/nrn2648
• de Quervain, D. J.-F., Roozendaal, B. und McGaugh, J. L. (1998). Stress and glucocorticoids impair retrieval of long-term spatial memory. Nature, 394(6695), 787-790. https://doi.org/10.1038/29542
• de Quervain, D. J.-F., Roozendaal, B., Nitsch, R. M., McGaugh, J. L. und Hock, C. (2000). Acute cortisone administration impairs retrieval of long-term declarative memory in humans. Nature Neuroscience, 3(4), 313-314. https://doi.org/10.1038/73873
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