Weitere Informationen:ali.ma@wecistanche.com

Xenia Grande a,b,* , David Berron a,c , Anne Maass a , Wilma A. Bainbridge e , Emrah Düzel a,b,d,**

a Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen, Magdeburg, Deutschland

b Institut für Kognitive Neurologie und Demenzforschung, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Deutschland

c Clinical Memory Research Unit, Department of Clinical Sciences Malmö, ¨ Universität Lund, Lund, Schweden

d Institut für Kognitive Neurowissenschaften, University College London, Vereinigtes Königreich

e Institut für Psychologie, University of Chicago, Chicago, IL, USA

ABSTRAKT

Endel Tulvings EpisodenErinnerungDer Rahmen betont das facettenreiche Wiedererleben persönlicher Ereignisse. In der Tat konzentrierten sich Jahrzehnte der Forschung auf die Erfahrungsnatur episodischer Erinnerungen, wobei in der Regel aktuelle Episoden behandelt wurdenErinnerungals kohärente Erfahrungsqualität. Jüngste Einblicke in die funktionelle Architektur des medialen Temporallappens zeigen jedoch, dass verschiedene Arten von mnemotechnischen Informationen in verschiedenen neuronalen Bahnen in Hirnschaltkreisen getrennt sind, die empirisch mit dem episodischen Gedächtnis in Verbindung gebracht werden. Darüber hinaus verblassen die jüngsten Erinnerungen nicht als Ganzes unter Bedingungen fortschreitender Neurodegeneration in diesen Gehirnschaltkreisen, insbesondere inAlzheimerErkrankung. Stattdessen sicherErinnerungInhalte scheinen vom Moment ihrer Codierung an besonders anfällig zu sein, während andere Inhalte über Personen und Kontexte hinweg konsistent einprägsam bleiben können. Wir schlagen vor, dass diese Beobachtungen mit der inhaltsspezifischen funktionellen Architektur des medialen Temporallappens und folglich mit einer inhaltsspezifischen Beeinträchtigung von zusammenhängenErinnerungin verschiedenen Stadien der Neurodegeneration. Um das inspirierende Vermächtnis von Endel Tulving weiterzuentwickeln und unser Verständnis des Wie zu erweiternErinnerungFunktion wird durch neurodegenerative Erkrankungen wie beeinträchtigtAlzheimerErkrankung, postulieren wir, dass es zwingend ist, sich auf den Repräsentationsgehalt rezenter episodischer Erinnerungen zu konzentrieren.

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"Vor hundert Jahren,Erinnerungwar eine einfache und gut verstandene Fähigkeit des Gehirns/Geistes, und es war einfach, mit Autorität darüber und seiner Pathologie zu sprechen und zu schreiben. Dank all der Forschung, die seit dieser Zeit durchgeführt wurde,Erinnerungheute ist es weder einfacher noch wird es gut verstanden.“ (Tulving, 1997) Endel Tulvings konzeptionelle Unterscheidung von episodisch und semantischErinnerungmarkiert einen großen Fortschritt in der Gedächtnisforschung. Es hat nach wie vor großen Einfluss auf die Grundlagenforschung und die klinische Forschung, die darauf abzielt, die neuronalen Prozesse zu enträtseln, die es ermöglichen, sich an Erfahrungen zu erinnern. In seiner aufschlussreichen und immer noch aktuellen Definition stellte Tulving fest, dass „episodischErinnerungempfängt und speichert Informationen über zeitlich datierte Episoden oder Ereignisse und zeitlich-räumliche Beziehungen zwischen diesen Ereignissen.“ (Tulving, 1972). Dadurch episodischErinnerungunterscheidet sich vom semantischen Gedächtnis, das er als „einen mentalen Thesaurus beschrieb, [der] das Wissen organisiert, das eine Person besitzt“ (Tulving, 1972). Diese Definition von episodischErinnerungals eine Fähigkeit, die reichhaltige, multimodale persönliche Ereignisse in kohärenten Erinnerungserfahrungen festhält, hat sich im Laufe der Zeit bewährt. In diesem Artikel werden wir zeigen, wie Tulvings episodisch-semantischer Rahmen die Bewertung jüngster Erinnerungen in Forschung und Klinik geleitet hat. Wir argumentieren, dass es an der Zeit ist, die Bewertung von Erinnerungen basierend auf ihrer Erfahrungsnatur weiter zu entwickeln, hin zu einer Fokussierung auf den expliziten Inhalt dieserErinnerungstellt dar, um zu verstehen, wie die Gedächtnisfunktion durch die Krankheit beeinflusst wird. Tatsächlich ist die kohärente Erfahrungsnatur des episodischen Gedächtnisses ein wichtiger Bestandteil von Tulvings Theorie, die er in den 1980er und 1990er Jahren weiterentwickelte (Düzel et al., 1997; Tulving, 1985; Schacter und Tulving, 1994). Er postulierte, dass das episodische Gedächtnis von einer bestimmten Art der bewussten Wahrnehmung von Informationen über zuvor erlebte Ereignisse bestimmt wird: autonoetische Wahrnehmung (Tulving, 1985; Wheeler rmation about zeitlich datierte Episoden oder Ereignisse und zeitlich-räumliche Beziehungen zwischen diesen Ereignissen. 1972).Dadurch unterscheidet sich das episodische Gedächtnis vom semantischen Gedächtnis, das er als „einen mentalen Thesaurus, [der] Wissen organisiert, das eine Person besitzt“ beschrieb (Tulving, 1972). reiche, multimodale persönliche Ereignisse in kohärenten Erinnerungserfahrungen einfängt, hat sich im Laufe der Zeit bewährt. In diesem Artikel werden wir zeigen, wie Tulvings episodisch-semantischer Rahmen die Bewertung jüngster Erinnerungen in der Forschung und im klinischen Umfeld geleitet hat. Wir argumentieren, dass dies der Fall ist Es ist an der Zeit, die Bewertung von Erinnerungen auf der Grundlage ihrer Erfahrungsnatur weiter zu entwickeln und sich auf den expliziten Inhalt zu konzentrieren, den die Erinnerung darstellt, um zu verstehen, wieErinnerungFunktion wird durch die Krankheit beeinträchtigt. Tatsächlich ist die kohärente Erfahrungsnatur des episodischen Gedächtnisses ein wichtiger Bestandteil von Tulvings Theorie, die er in den 1980er und 1990er Jahren weiterentwickelte (Düzel et al., 1997; Tulving, 1985; Schacter und Tulving, 1994). Er postulierte das episodischErinnerungwird von einer bestimmten Art der bewussten Wahrnehmung von Informationen über zuvor erlebte Ereignisse bestimmt: autonoetische Wahrnehmung (Tulving, 1985; Wheeler * Korrespondierender Autor. ** Korrespondierender Autor. E-Mail-Adressen: xenia.grande@dzne.de (X. Grande), { {19}} (E. Düzel). Inhaltsverzeichnisse verfügbar auf der Homepage der Zeitschrift ScienceDirect Neuropsychologia: www.elsevier.com/locate/neuropsychologia https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2021.107976 Eingegangen am 9. März 2021; Eingegangen in überarbeitete Form 21. Juli 2021; angenommen 22. Juli 2021 Neuropsychologia 160 (2021) 107976 2 et al., 1997). "Es ist die Art von Bewusstsein, die das mentale 'Wiedererleben' von Ereignissen aus der Vergangenheit charakterisiert. Es ist phänomenologisch allen gesunden Menschen bekannt, die in Gedanken 'in der Zeit zurückreisen' können." (Düzel et al., 1997). Im Gegensatz dazu begleitet noetisches Gewahrsein (Wissen) die Interaktion eines Individuums mit seiner Umwelt in der Gegenwart.

Dieses Konzept führte zu einer besonderen Form vonErinnerungAssessment in Forschung und klinischer Diagnostik, nämlich das Remember/Know-Paradigma (Gardiner, 1988; Tulving, 1985). Wesentliche Unterstützung für Tulvings Konzept kam aus klinischen Beobachtungen von BeeinträchtigungenErinnerungfür persönliche Erfahrungen, aber bewahrtes Gedächtnis für gelernte Fakten. Bemerkenswerterweise zeigten Patienten mit Entwicklungsamnesie eine auffällige Beeinträchtigung des episodischen Gedächtnisses, während das semantische Gedächtnis intakt zu sein schien (Gardiner et al., 2008; Vargha-Khadem et al., 1997, 2001). Die beeinträchtigte autonoetische Bewusstheit von Ereignissen spiegelte sich in der Unfähigkeit, sich zu erinnern, dh Informationen mental wiederzuerleben, und der eher selektiven Beeinträchtigung neuronaler Signaturen wider, die das Erinnern widerspiegeln (Düzel et al., 2001). Die Behauptung einer kohärenten Erfahrungsnatur, die das episodische Gedächtnis untermauert, durchdringt die Art und Weise, wie Wissenschaftler und Kliniker seine Beeinträchtigung bewerten. Dies zeigt sich darin, dass die diagnostische Erfassung des episodischen Gedächtnisses weitgehend unabhängig vom Repräsentationsgehalt von Memoranden erfolgt (Costa et al., 2017). Tests fürErinnerungFunktion beinhaltet eine große Vielfalt verschiedener Arten von Stimuli, die in vielen verschiedenen Aufgaben verabreicht werden, die eine Form der Erinnerung oder Erinnerung erfordern. Gesichter, Wörter und Bilder, visuelle und auditive sowie Geschichteninhalte finden sich als Memoranden in verschiedenen standardisierten Tests wieder, beispielsweise dem „Doors and People Test“ (Baddeley et al., 1994), dem „Verbal Learning undErinnerungTest“ (Helmstaedter und Durwen, 1990), die Wechsler Memory Scale (Wechsler, 1987), die „Face – Name Associative Memory Exam“ (Rentz et al., 2011) oder der „Free and Cued Selective Reminding Test“ (Buschke, 1984).In der Praxis werden alle diese Tests zur Bewertung der Gedächtnisfunktion eingesetzt, wobei die Tests agnostisch für den untersuchten Inhalt sind (Costa et al., 2017).Dies spiegelt unseres Erachtens eine übergreifende Konzeption in der neuropsychologischenBeurteilung des Wann wider Das episodische Gedächtnis ist beeinträchtigt, die Fähigkeit, sich an aktuelle Ereignisse zu erinnern, schwindet für alle Arten von Informationen aufgrund ihrer Konvergenz in einer multimodalen Verarbeitungshierarchie gleichermaßen (Costa et al., 2017; Mishkin et al., 1998).Die Gedächtnisfunktion wird daher bisher bewertet ohne sorgfältige Berücksichtigung des zu erinnernden Materials.Inzwischen zeichnet sich jedoch eine andere Möglichkeit ab, nämlich die beeinträchtigte episodischeErinnerungkann mit einem diskreten Verlust spezifischer Repräsentationen verbunden sein.

Gemäß dieser Idee, in einem fortschreitenden neurodegenerativen Zustand wie zAlzheimer-Krankheit, kann die Fähigkeit, sich an bestimmte Ereignisinhalte zu erinnern, nachlassen, bevor andere Inhalte betroffen sind. Insbesondere in den frühen Stadien der Krankheit, wenn die Beeinträchtigung noch nicht vollständig ist, deutet eine zunehmende Anzahl von Forschungsergebnissen darauf hin, dass Einzelpersonen möglicherweise erhalten geblieben sindErinnerungfür bestimmte Darstellungen. Die faszinierende Möglichkeit besteht darin, dass der Inhaltstyp dieser selektiven Beeinträchtigung in der Anatomie des episodischen Gedächtnisses fest verdrahtet und daher über Personen und Situationen hinweg konstant ist. Diese alternative Konzeption von episodischErinnerungBeeinträchtigungen wurden bisher kaum berücksichtigt.

Bevor wir unsere Sichtweise entwickeln, möchten wir ausdrücklich darauf hinweisen, dass sich unser Vorschlag auf rezente episodische Erinnerungen bezieht, also Erinnerungen vor der Systemkonsolidierung. Wir konzentrieren uns auf ein Phänomen, das während der Kodierung und vermutlich frühen molekularen synaptischen Konsolidierung (Lisman et al., 2011), also in den frühen Stunden einer Erinnerungsspur, stattfindet. Daher befasst sich unser aktuelles Meinungspapier nicht mit autobiografischen Erinnerungen, die die Biografie einer Person und das Erinnerungsprofil einer Person definierenAlzheimerDemenz noch Erfahrungen über die persönliche Vergangenheit. Diese autobiographischen Erinnerungen sind amalgamiert aus episodischen, semantischen und persönlichen semantischen Informationen, die in der Vergangenheit erworben wurden (Kopelman et al., 1989). Die Forschung zu autobiografischen Erinnerungen konzentriert sich seit langem auf inhaltsspezifische Aspekte vonErinnerung(vgl. Kopelman et al., 1989; Levine et al., 2002). Die Inhalte autobiografischer Erinnerungsspuren werden durch hippocampal-neokortikale oder neokortikal-neokortikale Interaktionen und Rekonsolidierung geformt, was zu inhaltsspezifischer Verwundbarkeit und Stabilität führt (Moscovitch et al., 2005; Nadel et al., 2000; Nadel und Moscovitch, 1997; Winocur und Moscovitch, 2011). Wir erkennen zwar an, dass die Konsolidierungsprozesse dieser Systeme durchaus von der ursprünglichen Form von a beeinflusst werden könnenErinnerungSpuren, sie stehen nicht im Mittelpunkt unseres aktuellen Vorschlags. Hier wollen wir das Bewusstsein für das Phänomen der inhaltsspezifischen Verwundbarkeit episodischer Erinnerungen schärfen, die kurz nach der Kodierung und vor Konsolidierungsprozessen auf Systemebene auftreten.

In diesem Licht diskutieren wir die Möglichkeit, dass verblassende Erinnerungen bestimmte Repräsentationen stärker als andere beeinflussen und „Inseln relativ intakter Erinnerung“ schaffen (beachten Sie, dass dieser Begriff für die Beeinträchtigung des Ferngedächtnisses bei vorübergehender epileptischer Amnesie verwendet wurde, z. B. von Butler und Zeman, 2008), deren repräsentative Bausteine ​​über Individuen hinweg konsistent reproduzierbar sind. Im Folgenden beleuchten wir zunächst Aspekte der funktionalen Architektur des episodischen Gedächtnisses, die zeigen, wie bestimmte Gedächtnisinhalte im Gehirn verarbeitet werden. Wir werden die Anfälligkeit episodischer Erinnerungen als Leitsymptom bei akuten Verletzungen des Hippocampus veranschaulichen, die Amnesie und fortschreitende Zustände verursachen, wie zAlzheimer-Krankheit. Wir betrachten weiterhin die jüngsten Versuche, die klassische Untersuchung und Beschreibung des episodischen Gedächtnisses in Bezug auf die Erfahrungsnatur und Prozesse voranzutreiben, die sich auf den Inhalt des episodischen Gedächtnisses konzentrieren. Wir präsentieren aktuelle Erkenntnisse über ein hohes Maß an Konsistenz zwischen episodischen Erinnerungen in Bezug auf die Wahrscheinlichkeit, dass sie erinnert werden – unabhängig vom Beobachter und der Situation sind bestimmte Erinnerungen von Natur aus besser einprägsam als andere. Wir zeigen, wie die funktionale Architektur von episodischenErinnerungund Einprägsamkeit können sich aufeinander beziehen und schließen mit einer Diskussion der Implikationen für die zukünftige Forschung und unser Verständnis von BeeinträchtigungenErinnerung.

1. Neuere Einblicke in die funktionale Architektur des episodischen Gedächtnisses

Jahrzehntelang war es das Ziel der Forscher, die Prozesse zu identifizieren, die der Bildung und Erfahrungsnatur des episodischen Gedächtnisses zugrunde liegen, und herauszufinden, welche Gehirnstrukturen unser Bewusstsein für vergangene Erfahrungen hervorrufen. Im Hippocampus laufen mehrere Informationsverarbeitungsströme zusammen, was es wesentlich macht, eine kohärente Erinnerung an reichhaltige multimodale Ereignisse zu schaffen und wiederzuerleben (Mishkin et al., 1998). Die ganzheitliche Erfahrung des episodischen Gedächtnisses wird jedoch nicht nur durch mediale Temporallappenstrukturen erreicht, sondern durch ein weitverbreitetes Netzwerk interagierender Hirnregionen, das sich auch über frontale und parietale Cortices erstreckt (Cabeza et al., 1997; Nyberg et al., 1996a,b; Nyberg et al., 1996a,b; Nyberg et al., 2001, 2000; Simons und Spiers, 2003; Wagner et al., 2005).

Eine wichtige neuere Errungenschaft beim Verständnis der funktionalen Architektur des episodischen Gedächtnisses ist die Verfeinerung der Struktur-Funktions-Abbildung im Hippocampus. Die Hypothese, dass anatomische Merkmale von Unterfeldern innerhalb der Schaltkreise des Hippocampus auf unterschiedliche abbildenErinnerungProzesse (Marr, 1971) wurden bereits etwa zur gleichen Zeit formuliert, als Tulving das Konzept des episodischen Gedächtnisses einführte. Fortschritte in der hochauflösenden Neurobildgebung haben es dem Gebiet jedoch erst vor kurzem ermöglicht, Subregionen des Hippocampus funktionell beim Menschen zu untersuchen.

Wenn ein neues episodisches Gedächtnis gebildet werden soll, müssen Informationen, die zum aktuellen Ereignis gehören, verknüpft und in einen Zusammenhang integriert werdenErinnerungRepräsentation, während sie gleichzeitig von Repräsentationen anderer vergangener Erfahrungen getrennt gehalten wird. Der Zugriff auf diese Multi-Element-Speicher muss durch Hinweise auslösbar sein, die nur einen Bruchteil des ursprünglichen Ereignisses darstellen. Um sowohl die Trennung als auch die Integration mnemotechnischer Informationen sicherzustellen, wurde ein rekurrenter Informationsfluss zwischen Hippocampus und Kortex vorgeschlagen (Koster et al., 2018; Kumaran und McClelland, 2012). Innerhalb des Hippocampus wirken die Unterregionen Gyrus dentatus (DG), CA3 und CA1 über unterschiedliche Mechanismen auf eingehende Informationen. In DG unterscheidet ein Mustertrennungsmechanismus ähnliche Eingaben in unterschiedliche Repräsentationen (Berron et al., 2016; Leutgeb et al., 2007; Neunuebel und Knierim, 2014). In CA3 vervollständigt jedoch ein Mustervervollständigungsmechanismus einen teilweisen Erinnerungshinweis auf zuvor gespeicherte vollständige Darstellungen (Grande et al., 2019; Nakazawa et al., 2002; Neunuebel und Knierim, 2014). Die fertige Darstellung wird dann an Cal übertragen, wo sie mit eingehenden Informationen interagieren kann. Diese Interaktion kann einem Komparator (z. B. Has-selmo et al., 1996; Lisman et al., 2011) ähneln, der feststellt, ob die eingehende Information neu oder alt ist und daher in einem neuen gespeichert wird. eindeutige Repräsentation oder wird in kortikalen Bereichen für eine vollständige Erinnerungserfahrung wiederhergestellt (Bartsch et al., 201l; Chen et al., 2011; Dims-dale-Zucker et al., 2018; Duncan et al., 2012; Maass et al., 2014 ; Schlichting et al., 2014). Die anatomische Organisation der kortikalen Wiederherstellung wiederum scheint von der sensorischen Domäne oder dem Informationsinhalt abzuhängen (Cabeza et al., 1997; Horner et al., 2015; Nyberg et al., 1996a,b; Nyberg et al. ,2000). Die Perspektive der Struktur-Prozess-Kartierung zeigte somit, wie facettenreiche Gedächtnisrepräsentationen voneinander unterschieden werden und wie die erfahrungsbezogene Natur des episodischen Gedächtnisses mit der kortikalen Wiederherstellung zusammenhängen kann.

Doch neben der Inhalts-Spezifität in der kortikalen Wiederherstellung, die prozessorientierte Perspektive aufErinnerungunterscheidet nicht strukturell zwischen verschiedenen Arten von Informationen. Diese Ansicht wird durch repräsentationsbasierte Modelle in Frage gestellt, in denen mnemotechnische Inhalte die anatomische Verankerung im Gehirn mitbestimmen. Daher ist eine neuere Errungenschaft beim Verständnis der funktionalen Architektur des episodischen Gedächtnisses die Betrachtung der Struktur-Inhalts-Abbildung. Sie hat ihren Ursprung in der Debatte um die Zuordnung mnemotechnischer Erfahrungen, dh Vertrautheit versus Erinnerung (verwandt mit Remember/Know, aber für eine differenziertere Betrachtung siehe auch Gardiner 2001) auf Strukturen im medialen Temporallappen. Anfänglich interpretierten Dual-Prozess-Konten Berichte über Patienten mit Hippocampus-Läsionen, aber erhaltener Wiedererkennungsfähigkeit als Beweis für eine funktionelle Dissoziation zwischen dem perirhinalen Kortex und dem Hippocampus, um Vertrautheit versus Erinnerungserfahrungen zu untermauern (CYonelinas et al., 2005). Vertrautheit beschrieb in diesem Zusammenhang das Abrufen auf der Grundlage eines allgemeinen Wissensgefühls, während das Abrufen durch Erinnerung die Erinnerung an den Kontext beinhaltete, in dem die Erinnerung erworben wurde. Eine grundlegend andere Perspektive auf funktionelle Dissoziationen innerhalb des medialen Temporallappens wurde jedoch von Eichenbaum und später von Graham, Ranganath und Kollegen eingenommen (Eichenbaum, 2000; Graham et al., 2010; Ranganath und Ritchey, 2012). Ihre Interpretation klinischer Daten berücksichtigte den dargestellten Informationsgehalt, wobei die perirhinalen und parahippocampalen Kortizes mit Gegenstands- und Kontextinhalten assoziiert sind, während der Hippocampus beide Ströme zusammenbringen soll. Das posterior medial-anterior temporal Framework (Ranganath und Ritchey, 2012; Ritchey et al., 2015) erweiterte die ursprüngliche Idee zu einer größeren Netzwerkperspektive, die das gesamte Gehirn in zwei verschiedene Informationsverarbeitungswege aufteilt. Kontextinformationen werden über das hintere mediale System verarbeitet (das den retrosplenialen Kortex, den Winkelgyrus, den Precuneus, das hintere Cingulum und den parahippocampalen Kortex verbindet), während die Iteminformationen hauptsächlich über das vordere temporale System (das den perirhinalen Kortex und die Amygdala verbindet) verarbeitet werden anteriorer ventraler temporaler Kortex und lateraler orbitofrontaler Kortex; für Beweise siehe zum Beispiel Reagh und Yassa, 2014; Berron et al., 2018). Unabhängig davon, ob die vorliegende Aufgabe eher perzeptiv oder mnemonisch war, wurden Objektreize wie Objekte und Gesichter daher bevorzugt im perirhinalen Kortex (und verbundenen Strukturen des vorderen Temporalsystems) verarbeitet, während Kontextreize wie Szenen als bevorzugt verarbeitet angesehen wurden im parahippocampalen Kortex (Lee et al., 2005; Liang et al., 2013; Litman et al., 2009; Ross et al., 2016; Staresina et al., 2011). Diese repräsentative Trennung ist auch innerhalb des entorhinalen Kortex und der transversalen und longitudinalen Achse des Hippocampus angezeigt, wobei der anterior-laterale und der posterior-mediale entorhinale Kortex das anteriore temporale System bzw. das posteriore mediale System fortsetzen (Knierim et al.,2014; Maass et al., 2015; Navarro Schröder et al., 2015) und bilden wiederum Repräsentationsströme mit dem proximalen und distalen Subiculum, distalen und proximalen CA1 und vermutlich transversalen Abschnitten von CA3 (Beer et al., 2018; Flasbeck et al., 2018; Henriksen et al., 2010; Nakamura et al., 2013; Nakazawa et al., 2016; Ng et al., 2018; Sun et al., 2017, 2018). Entlang der Längsachse des Hippocampus wurde ein Gradient von gröberen anterioren Darstellungen hin zu feineren posterioren Darstellungen berichtet (Small, 2002; Poppenk et al., 2013; Strange et al., 2014; Brunec et al., 2018). Beachten Sie jedoch, dass Repräsentationsinhalte zwischen dem anterioren temporalen und dem posterioren medialen System nicht vollständig in zwei verschiedene Typen (dh Kontext versus Item, global versus lokal oder räumlich versus nicht-räumlich) dissoziierbar sind. Es gibt zahlreiche Projektionen zwischen Subregionen und erst kürzlich wurde gezeigt, dass der parahippocampale Cortex in beide Subregionen des entorhinalen Cortex von Nagetieren projiziert und nicht, wie ursprünglich angenommen, ausschließlich in den medialen entorhinalen Cortex (Doan et al., 2019; Nilssen et al., 2019). Dennoch ist eine Neigung zur Verarbeitung bestimmter Arten von Informationen innerhalb spezifischer Strukturen über Arten hinweg offensichtlich, auch wenn der Informationsgehalt an verschiedenen Stellen in der gesamten Verarbeitungshierarchie im medialen Temporallappen zusammengeführt werden kann

Kurz zusammengefasst: Das Verständnis, wie Erinnerungen im Gehirn entstehen, wird derzeit durch eine feinkörnigere Struktur-Prozess-Kartierung im medialen Temporallappen und eine Fokussierung auf das Zusammenspiel funktionell heterogener Teilregionen vorangetrieben. Darüber hinaus erkennen neuere Untersuchungen an, dass Inhalte der spezifischen funktionalen Architektur inhärent sein können, die entstehtErinnerung. Neue Berichte berücksichtigen Wechselwirkungen zwischen diesen prozess- und inhaltsorientierten Ansätzen, um die episodische Gedächtnisfunktion zu verstehen, und erkennen an, dass Systeme, die bestimmte Arten von Repräsentationen speichern, durch Rechenoperationen geformt werden können, die in bestimmten Teilregionen ausgeführt werden (z. B. Bastin et al. 2019; Cowell et al., 2019; siehe auch Ekstrom und Yonelinas, 2020). Zukünftige Forschungen könnten zeigen, wie bestimmte Berechnungen spezifische Repräsentationen erfordern und formen (z. B. Mustertrennungsoperationen auf konjunktiven Repräsentationen) und dadurch aufdecken, ob und wie prozess- und inhaltsorientierte Darstellungen intrinsisch miteinander verbunden sind.

Die neuen Einblicke in die funktionale Architektur von denen episodischErinnerungbesonders spannend, wenn es darum geht, die episodischen Beeinträchtigungen zu verstehenErinnerungin Krankheitszuständen. Bemerkenswerterweise verändert es die traditionelle Art und Weise, die Verwundbarkeit neuer episodischer Erinnerungen zu bewerten, wie wir in den folgenden Abschnitten veranschaulichen.

2. Beeinträchtigung des episodischen Gedächtnisses nach akuter Hirnverletzung

Die klinische Forschung über die Natur des beeinträchtigten episodischen Gedächtnisses nach einer akuten Hirnverletzung hat sich auf die Frage konzentriert, ob seine Beeinträchtigung selektiv sein und von einem relativ intakten semantischen Gedächtnis getrennt werden kann. Diese Forschung verwendete direkte Bewertungen von semantischen und episodischen Details in Gedächtnisfunktionen und auch indirekte Ansätze, die autonoetisches und noetisches Bewusstsein als Stellvertreter für episodisches und semantisches Gedächtnis verwenden. Wir werden kurz auf diese Literatur verweisen, bevor wir uns dem beeinträchtigten episodischen Gedächtnis bei fortschreitenden neurodegenerativen Erkrankungen zuwenden, wie zAlzheimer-Krankheit, und dann zu Merkfähigkeit und inhaltsspezifischen Beeinträchtigungsmustern innerhalb des episodischen Gedächtnisses.

der Untersuchungen wurde so zur Erfahrungsnatur von Erinnerungen bei diesen und anderen Patienten mit Amnesie. Eindeutige Beweise für eine spezifische Beeinträchtigung des autonoetischen Bewusstseins beim Abrufen wurden bei dem Patienten mit Entwicklungsamnesie Jon geliefert, der trotz fehlender Erinnerungserfahrung und damit verbundener elektrophysiologischer Signaturen elektrophysiologische und Verhaltensreaktionen zeigte, die mit einem Gefühl des Wissens kompatibel waren (Düzel et al, 1997 , 2001). Ebenfalls kürzlich wurde ein Mangel an autonoetischem Bewusstsein in einer Studie mit 16 Patienten gezeigt, die an Läsionen in der Hippocampus-Subregion CA1 und vorübergehender globaler Amnesie litten (Bartsch et al., 2011).

Diese Amnesie-Fälle zeigen, dass ein Bewusstseinsverlust vorliegen kann, aber andere Aspekte des Gedächtnisses noch erhalten sein können (siehe auch Düzel et al., 2001). Es ist jedoch zu beachten, dass die Lokalisation der Läsionen von Patient zu Patient sehr heterogen ist, ebenso wie das Profil der Gedächtnisstörung. Wenn beispielsweise der Hippocampus verschont bleibt, scheint die Erinnerung intakt zu sein, während das semantische Gedächtnis betroffen ist (zB Bowles et al., 2007).

3. Beeinträchtigung des episodischen Gedächtnisses bei fortschreitender Neurodegeneration: Alzheimer-Krankheit

Im Gegensatz zu akuten HirnverletzungenAlzheimer-Krankheitist mit einem fortschreitenden und relativ stereotypen Gedächtnisverlust bei Individuen verbunden. Der wichtigste Risikofaktor fürAlzheimer-Krankheitist ein hohes Alter, und tatsächlich ist das alternde Gehirn bereits weit verbreiteten neuronalen Veränderungen (Buckner, 2004) einschließlich frontaler (Andrews-Hanna et al., 2007; Daselaar und Cabeza, 2008; Davis et al., 2008) und medialer temporaler Veränderungen ausgesetzt Lappenregionen (Leal und Yassa, 2015; Raz et al., 2005). Unzählige Studien haben untersucht, welche Aspekte des Gedächtnisses sich mit dem Alter verändern und welche spezifischen Prozesse sich verschlechtern. Neben einer deutlichen Beeinträchtigung der exekutiven Gedächtniskomponenten (Shing et al., 2008; Daselaar und Cabeza, 2008) beeinflusst das Altern im Allgemeinen den Reichtum der erinnerten Informationen und auch die Fähigkeit, mehrere Elemente im Gedächtnis zu binden (Levine et al., 2009; Old und Naveh-Benjamin, 2008; St. Jacques et al., 2012; Yonelinas et al., 2007; Piolino et al., 2006; St. Jacques und Levine, 2007). Eine Schwierigkeit, Erinnerungsrepräsentationen voneinander zu trennen (Reagh et al., 2015, 2018; Yassa et al., 2011a, 2011b) kann mit einer Neigung einhergehen, vollständige Erinnerungshinweise zu mustern (Vieweg et al., 2015), was dazu führt falsche „Erinnerungen“ (Devitt und Schacter, 2016; Fandakova et al., 2015). Während das episodische Gedächtnis mit zunehmendem Alter stark abnimmt, ist das semantische Gedächtnis weniger betroffen (Zacks et al., 2000). Dies führt zu einem Profil fragmentierter autobiografischer Erinnerungen, die immer noch semantische Details und persönliche Semantik bewahren, während episodische Inhalte wie persönliche Gedanken fehlen (z. B. Levine et al., 2002; Piolino et al., 2002).

Die beiden charakteristischen zugrunde liegenden PathologienAlzheimer-Krankheitsind neurofibrilläre Tangles und Beta-Amyloid-Plaques (Braak und Braak, 1991, 1995, 1991; Braak und Del Trecidi, 2015; Hyman et al., 1989; McKhann et al., 2011). Beides sind anatomisch fortschreitende Pathologien mit stereotypen Ausbreitungsmustern im Gehirn. In Humanbildgebungsstudien beginnt die Amyloidpathologie häufig in medialen Parietalstrukturen, einschließlich des retrosplenialen Cortex, des posterioren Cingulums und des Precuneus sowie der medialen Frontalbereiche (Grothe et al., 2017; Mattsson et al., 2019; Palmqvist et al., 2017; Villeneuve et al., 2015). Im Gegensatz dazu beginnt die kortikale Tau-Pathologie häufig im transentorhinalen Bereich, bevor sie sich auf den entorhinalen Kortex, Teile des Hippocampus, dann den perirhinalen Kortex, den lateralen Temporallappen und schließlich die kortikalen Frontal- und Parietalregionen ausbreitet (Braak et al., 2006; Braak und Braak, 1991).

Die Pathologie, letztlich einhergehend mit dem Zellverlust in den jeweiligen Hirnregionen, betrifft Hirnregionen, die für ein erfolgreiches episodisches Gedächtnis entscheidend sind (Jagust, 2018; Jagust et al., 2006). Immer mehr Beweise zeigen, dass die Tau-Pathologie im medialen Temporallappen den episodischen Gedächtnisverlust am besten vorhersagt (z. B. Maass et al., 2017; Lowe et al., 2018; Sperling et al., 2019; Hanseeuw et al., 2019), während eine Amyloidbelastung vorliegt allein zeigt nur schwache Assoziationen zur episodischen Gedächtnisleistung. Ein schneller fortschreitender Gedächtnisverlust ist jedoch am wahrscheinlichsten, wenn beide Arten von Pathologien zusammenlaufen (Betthauser et al., 2019). Ob tatsächlich nur der synergistische Effekt beider Pathologien zu einem fortschreitenden Gedächtnisverlust führt, wird noch untersucht (Jessen et al., 2014; Lowe et al., 2018; Maass et al., 2017; Scholl und Maass, 2020; Sperling et a., 2018).

Die Anfänge derAlzheimer-Krankheitsind mit episodischen Gedächtnisstörungen verbunden, während die semantische Verarbeitung intakt gefunden wurde (Morris und Kopelman, 1986). Die Forschung weist auf eine zunehmende Abhängigkeit von semantischen Details und dem Kerngedächtnis in diesen Phasen hin (El Haj et al., 2017 für einen Überblick). Es wurde häufig über einen zeitlichen Gradienten mit erhaltenen entfernten Erinnerungen, aber beeinträchtigter Bildung und Abruf neuer Erinnerungen berichtet (Irish et al., 2011a,b; Irish et al., 2011a,b; Kopelman et al., 1989; McKhann et al ., 2011; Addis und Tippett, 2004). Die inhaltsspezifische Bewertung autobiografischer Erinnerungen weist jedoch darauf hin, dass der zeitliche Gradient für die (persönliche) Semantik ausgeprägter sein könnte, während episodische Komponenten durchweg beeinträchtigt sind (Irish et al., 2011a, b; Piolino et al., 2003), ein Befund, der möglicherweise hängen von den Besonderheiten der Bewertungsmethode ab (Barnabe et al., 2012). Darüber hinaus zeigen neuere vorläufige Ergebnisse eine besondere Beeinträchtigung des Alltagsgedächtnisses bei verzögertem Erinnern und für assoziative Erinnerungen bei leichter kognitiver Beeinträchtigung (MCI, Irish et al., 2011a,b). Interessanterweise können jedoch bestimmte reichhaltige Hinweise, z. B. Musik, Gerüche oder Bilder (z. B. El Haj et al., 2020, 2012; El Haj et al., 2018), immer noch fragmentierte autobiografische Erinnerungen hervorrufen, und Erinnerungen können durch a Fokus auf selbstreferenzielle Aspekte (z. B. Carson et al., 2019; El-Haj und Antoine, 2017a; Kalenzaga et al., 2013) sowie auf emotionale Hinweise in frühen Krankheitsstadien (z. B. Hamann et al., 2000; Kensinger et al., 2004; Kumfor et al., 2013; Sava et al., 2015). Insgesamt scheinen emotionale Komponenten der Erinnerung erhalten zu sein, trotz eines allgemein verminderten Gefühls des Wiedererlebens und der visuellen VorstellungskraftAlzheimerDemenz (El Haj et al., 2016; El-Haj und Antoine, 2017a; Rauchs et al., 2007). Tatsächlich haben umfangreiche Untersuchungen autobiografischer Erinnerungen (Levine et al., 2002) ein spezifisches Profil herausgearbeitet und gezeigt, dass innerhalb einer einzigen erinnerten autobiografischen Episode,AlzheimerDemenz hängt mit der spezifischen Beeinträchtigung der ereignisbezogenen und persönlichen gedankenbezogenen Details und einer Tendenz zusammen, mehr semantische Details zu berichten (Barnabe et al., 2012; Irish et al., 2011a,b; Murphy et al., 2008) .

In Bezug auf das kürzliche episodische Gedächtnis zeigen einige Studien eine besonders beeinträchtigte freie und verzögerte Erinnerung (z. B. Bckman et al., 2005), während eine Metaanalyse feststellt, dass die Erkennung nur in der präklinischen Phase erhalten bleibtAlzheimerDemenz (MCI), jedoch nicht in fortgeschrittenen Stadien der Erkrankung (Koen und Yonelinas, 2014). Vergleichbar mit autobiografischen Erinnerungen wurde in letzter Zeit zusätzlich deutlich, dass unter den rezenten episodischen Erinnerungen bestimmte Materialien eine größere Anfälligkeit für Gedächtnisstörungen aufweisen. Daher ist die mnemotechnische Unterscheidung für Iteminformationen bei beginnender Tau-Pathologie stärker beeinträchtigt als für Szeneninformationen (Berron et al., 2019; Maass et al., 2019). Diese Beobachtung bereitet die Grundlage für Untersuchungen zum diagnostischen Wert und zur spezifischen Merkfähigkeit bestimmter Inhalte innerhalb des episodischen Gedächtnisses mit verschiedenen Pathologiestufen in den frühen Stadien des SyndromsAlzheimer-Krankheit(Bainbridge et al., 2019a).

Beachten Sie, dass die Pathologie mehr als ein Jahrzehnt dauert, bevor sich die ersten klinischen Symptome entwickeln (Braak und Braak, 1991; Ossenkoppele et al., 2019). Etwa 30 Prozent der scheinbar gesunden Personen über 65 Jahren tragen eine „versteckte“ Amyloid-Pathologie, während mehr als 60 Prozent der älteren Menschen eine Tau-Pathologie im medialen Temporallappen aufweisen (Braak und Braak, 1997) und kognitive Veränderungen nicht unbedingt nachweisbar sind. Zu diesem Zeitpunkt altersbedingt und pathologischAlzheimerProzesse zu unterschiedlichen Profilen beim episodischen Gedächtnisverlust führen, muss noch bestimmt werden (Jack et al., 2010).

Unabhängig von der Debatte um die neuropathologische Unterscheidung zwischen normalem Altern undAlzheimer, Diagnostik der Gedächtnisfunktion im Alter undAlzheimer-KrankheitBetrachten Sie das episodische Gedächtnis als ein inhaltsunabhängiges klinisches Symptom. Ähnlich wie in der Amnesieforschung liegt das Hauptaugenmerk daher auf der Erfahrungsnatur verblassender Erinnerungen und den davon betroffenen Prozessen. Die neueren Erkenntnisse zur funktionalen Architektur des episodischen Gedächtnisses hingegen auch

Hervorheben des Gedächtnisinhalts als wichtige Variable bei der Bewertung des episodischen Gedächtnisverlusts.

4. Die Einprägsamkeit episodischer Erinnerungen

Erinnerbarkeit bezieht sich auf die Beobachtung, dass unabhängig von der Testsituation und konsistent über Personen hinweg einige Stimuli eher erinnert werden als andere (Bainbridge et al., 2013; Isola et al., 2011). Es hat sich gezeigt, dass diese Einprägsamkeit eines Stimulus bis zu 50 Prozent der Varianz der Gedächtnisleistung ausmacht (Bainbridge et al., 2013) und über verschiedene Aufgaben, Bildkontexte, Präsentationen und Retentionszeiten hinweg konsistent ist (Broers et al ., 2018; Bylinskii et al., 2015; Goetschalckx et al., 2018). Unabhängig von Aufmerksamkeit, Priming-Effekten oder Top-Down-Einflüssen wird das Phänomen als „automatisch“ (Bainbridge, 2020), bereits 160 ms nach Reizbeginn festgestellt (Mohsenzadeh et al., 2019) und mit funktioneller Aktivität in Verbindung gebracht späten Sehregionen (inferotemporaler Kortex), dem medialen Temporallappen und dem vorderen Hippocampus (Bainbridge et al., 2017; Bainbridge und Rissman, 2018; Jaegle et al., 2019).

Einprägsamkeit scheint somit ein inhärentes Merkmal des episodischen Gedächtnisses zu sein. Die aktuelle Forschung versucht, die Qualitäten und den spezifischen Inhalt zu identifizieren, die bestimmen, wie erinnerungswürdig eine Episode wahrscheinlich ist. Während mehrere Attribute für ein Bild Korrelationen mit der Einprägsamkeit gezeigt haben, wurde kein einzelnes Attribut gefunden, das als Proxy für die Einprägsamkeit dienen kann. Zum Beispiel sind künstliche Szenen mit vielen Objekten tendenziell einprägsamer als Naturszenen im Freien (Bainbridge et al., 2019a; Isola et al., 2014), diese Attribute erklären jedoch nicht die große Varianz der Einprägsamkeit. Low-Level-Qualitäten wie Farbkodierung oder Helligkeit und auch die Augenfixationszeit während der Kodierung scheinen die Einprägsamkeit eines Bildes nicht erklären zu können (Bainbridge et al., 2013; Bainbridge et al., 2019a; Isola et al., 2011) . Andere hochrangige Qualitäten eines Bildes wie seine Ästhetik, sein emotionaler Inhalt und sogar die Einschätzung von Beobachtern, wie einprägsam ein Bild erscheint, zeigen keine starken Korrelationen mit der Einprägsamkeit (Bainbridge et al., 2013; Isola et al., 2014). Jüngste Arbeiten unter Verwendung von Computermodellen und Neuroimaging-Techniken haben vorgeschlagen, dass es vor allem die Zusammensetzung der Elemente sein kann, aus denen eine Episode besteht, insbesondere die Beziehung eines Elements zu anderen Elementen im Repräsentationsraum einer Erinnerung, die die Einprägsamkeit einer Episode beeinflusst. Beispielsweise hat die Forschung mit Deep-Learning-Methoden herausgefunden, dass spärlicher verteilte Elemente besser einprägsam sind (Lukavský und Dchtrenko, 2017) und dass die Unähnlichkeit in visuellen Informationen auf niedriger Ebene auf die Einprägsamkeit abbilden kann (Koch et al., 2020). Gleichzeitig kann sich die Ähnlichkeit auf der Ebene der konzeptuellen Informationen auf die Einprägsamkeit beziehen (Koch et al., 2020). Beispielsweise sind stark semantisch verbundene Wörter einprägsamer und werden früher im vorderen Temporallappen wiederhergestellt (Xie et al., 2020) und einprägsame Bilder zeigen ähnlichere Repräsentationsmuster im Gehirn als vergessliche Bilder (Bainbridge et al., 2017; Bainbridge und Rissmann, 2018). Ein Verständnis der Prinzipien, die die Merkfähigkeit einer Episode bestimmen, könnte die Berechnungen aufdecken, die nach dem Wahrnehmen der Episode durchgeführt werden, die zu einer erfolgreichen Gedächtniskodierung führen.

Das Erinnerungsmerkmal episodischer Erinnerungen ist besonders überzeugend, wenn es um die Bewertung des Gedächtnisverlustes geht. Eine kürzlich durchgeführte Verhaltensstudie untersuchte die Einprägsamkeit von fotografischen Bildern bei älteren Erwachsenen, die entweder kognitiv normal ohne Gedächtnisbeschwerden, kognitiv normal, aber mit einem subjektiven Gedächtnisverlust, der schwerwiegend genug war, um einen Arzt aufzusuchen (subjektiver kognitiver Rückgang), oder mit einem signifikanten (1,5 SDs) Gedächtnisverlust relativ zur erwarteten Leistungsfähigkeit im Alter (MCI) und zeigt ein prodromaltypisches ProfilAlzheimer-Krankheit(Bainbridge et al., 2019a). Wenn der Rückgang des episodischen Gedächtnisses von kognitiv normalen älteren Erwachsenen zu denen mit MCI das episodische Gedächtnis unabhängig vom Repräsentationsinhalt fotografischer Bilder beeinflussen würde, wäre das Ergebnis dieser Studie eine reduzierte Gedächtnisleistung proportional über alle Bilder gewesen. Diese Studie beobachtete jedoch eine Asymmetrie zwischen den Bildern in Bezug auf

Einprägsamkeit – eine bestimmte Reihe von Bildern blieb für kognitiv normale Erwachsene in hohem Maße einprägsam, wurde jedoch für Menschen mit MCI vergessen. Betrachtet man speziell die Gedächtnisleistung für diese Bilder, konnten wir signifikant vorhersagen, ob eine Person an MCI leidet, besser als jede andere Reihe von Bildern. Ebenso faszinierend blieben einige Stimuli bei gesunden Kontrollen und MCI-Patienten konsistent und in hohem Maße einprägsam, und die Leistung für diese Bilder konnte durch Deep-Learning-Modelle vorhergesagt werden. Während also einige Stimuli für jeden einprägsam zu sein schienen (unabhängig vom pathologischen Zustand), schienen andere Stimuli von diagnostischem Wert zu sein, da sie von Personen mit präklinischen Demenzzuständen sehr leicht vergessen werden konnten, nicht jedoch von gesunden Kontrollpersonen (Bainbridge et al., 2019a). Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass bestimmte neurale Bahnen, die für Gedächtnisprozesse oder für die Repräsentation von mnemotechnischen Informationen wesentlich sind, früher im Verlauf des Verfalls betroffen sein können als andere, was zu einem spezifischen Muster von episodischem Vergessen und potenziellen Erinnerungsinseln führt. Wie wir sie definieren, beziehen sich diese Inseln auf bestimmte mnemotechnische Inhalte, die dem episodischen Gedächtnis zugänglich bleiben, wenn andere Arten von Informationen nicht mehr erinnert werden können. Wichtig ist, dass die bewusste Auswahl des zu erinnernden Inhalts verspricht, diese Unterschiede über neurale Bahnen und über verschiedene Stadien des kognitiven Verfalls aufzudecken.

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