Das Schicksal von Erinnerungsspuren im Laufe der Zeit: Veränderungen der Repräsentation von Erinnerungen in Netzwerken – ein neuer theoretischer Rahmen für die systemische Gedächtniskonsolidierung

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Wir schlagen einen mechanistischen Rahmen für systemische Gedächtniskonsolidierung deklarativer Erinnerungen vor, der erklärt, warum und wie sich Gedächtnissysteme reorganisieren, der motiviert, auf welche Weise sich Erinnerungen verändern, und der nahelegt, wo Erinnerungen zu welchem Zeitpunkt nach ihrem Erwerb repräsentiert sind. Wir propagieren daher eine neue Theorie, die sich nicht auf die bisher in traditionellen Modellen weit verbreitete Annahme stützt, dass deklarative Erinnerungen zunächst nur im Hippocampus gespeichert und dann in neokortikale Netzwerke übertragen werden. Ein Schlüsselelement unserer neuen Theorie ist ein Mechanismus, der die Interaktion von Gedächtnisnetzwerken erklärt und der zur Veränderung der Repräsentationen von Gedächtnisinhalten führt, was dem Ziel dient, die Lebensdauer von Gedächtnisinhalten zu verlängern und neues Lernen zu erleichtern.

Archiv – B01 (SFB1315/1)

Archive – B01 (SFB1315/2)

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Graphical abstract: Schematic of transformations of memory representations (from left to right). The neocortex (first panel, top) has developed over years representations of concepts (selectivity of neurons color coded) of the sensory world; neurons may also exhibit mixed selectivity (e.g. half red/half blue disc); hippocampal neurons (bottom) are not selective at this early developmental stage. Important/salient concepts presented separately (second panel, colored arrows at top separated by “or”) evoke activity in concept cells in the hippocampus (bottom) via strengthened connections (black lines) (WP1). Formation of symmetric backprojections (second panel, same black lines; WP2) is required for consolidation. One-shot encoding of an association between two simultaneously presented concepts (third panel, colored arrows at top connected by “and”) strengthens connections predominantly in the hippocampus (third panel, solid lines) but also in the neocortex (dotted lines) (WP3). The association encoded in the hippocampus is transferred to the neocortex (fourth panel, solid black lines) as a result of systems memory consolidation (WP2, WP3). Repeated consolidation of associations and control of mean neocortical activity/connectivity (fifth panel, thicker black lines and changed colors of neurons) transforms the neocortical representations (WP4).