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16.10.2008 | Von:
Michael Hagner

Eine sehr kurze Geschichte der modernen Hirnforschung

Interdisziplinäre Ansätze

Nach 1900 mehrte sich die Kritik an der Lokalisationstheorie, wobei Unstimmigkeiten in der Theorie selbst und weltanschauliche Gründe Hand in Hand gingen. Zwar war die Idee einer ganzheitlichen Funktion des Gehirns durchaus nicht dualistisch geprägt. Die Frage war nur, ob das komplexe Verhältnis von Struktur und Funktion aufgrund der Analyse einzelner Hirnregionen abgehandelt werden könne und ob eine neurologische Betrachtung des menschlichen Geistes als Summe seiner Empfindungen für das Verständnis vom Menschen und seiner Krankheiten ausreichend sei. Als wichtiges Argument diente die Verschiedenheit der Symptome bei anscheinend gleicher Lage des Läsionsherds. Zudem konnte aus anatomischer Perspektive kein plausibles Argument für die spätere Rückbildung der Symptome geliefert werden.

Eine entscheidende Reaktion auf diese Unstimmigkeiten lag in der gründlicheren und systematischeren neurologisch-psychologischen Exploration hirngeschädigter Patienten. Dazu gehörte auch die Einführung psychologischer Testverfahren, mit denen etliche Störungen beschrieben werden konnten, die zuvor der Aufmerksamkeit der Neurologen entgangen waren. Letztlich ging es darum, die Neurologie aus ihrem zu engen theoretischen Korsett zu befreien, und das geschah durch zunehmende Integration von Ergebnissen aus Sprachwissenschaft und Psychologie. Manche Hirnforscher versuchten sogar, die sensomotorische, reflexologische und somit reduktionistische Lokalisationslehre in eine übergeordnete psychologische oder biologische Theorie einzubinden, innerhalb derer der ganze Mensch berücksichtigt wurde.

Es waren vor allem Constantin von Monakow und Kurt Goldstein, die eine der individuellen Persönlichkeit des Menschen gerechter werdende biologische Grundlage der Neurologie zu entwickeln versuchten. Für Monakow war die Fähigkeit des Organismus, entstandene Schädigungen bis zu einem gewissen Grad selbst zu reparieren, ebenso zentral wie die Herausbildung von Kompensationsmechanismen. Während vorübergehende reaktive Störungen durch Isolierungen von verschiedenen Nervenzellverbänden, Unterbrechungen von Leitungsbahnen und Ernährungsstörungen ausgelöst würden, führe die Vernichtung von Hirngewebe zu kompensatorischen Regressionen des Verhaltens. Eine Verletzung, auch wenn sie lokal begrenzt war, bedingte allgemeine organische Reaktionen, und das bedeutete, dass man das Gehirn nicht isoliert vom Rest des Körpers betrachten konnte. Umschriebene Ausfallsymptome waren demnach biologische Erscheinungen an einem durch Krankheit veränderten Menschen.

Der Neurologe Kurt Goldstein entwickelte seine Theorie des Organismus ausgehend von Erfahrungen mit hirnverletzten Soldaten, die im Ersten Weltkrieg Opfer von Kopfschüssen geworden waren. In der Kombination aus intensiver psychologischer und psychiatrischer Untersuchung sowie sozialmedizinischer Betreuung fand Goldstein den Schlüssel zu seiner Theorie, die eine der Umweltlehre Jakob von Uexkülls verwandte Auffassung von der Beziehung zwischen Organismus und Umwelt vertrat. Danach wird Normalität bzw. Gesundheit als Adäquatheit zwischen Individuum und Umwelt definiert. Krankheit war für Goldstein stets durch einen dem Organismus inadäquaten Vorgang ausgelöst, der dieses Gleichgewicht aufhob und zu einer Erschütterung, einer "Katastrophenreaktion" führte. Die weitere Reaktion des Organismus sah Goldstein in dem Versuch, ein neues Gleichgewicht herzustellen, das entweder zur vollständigen Gesundung führte, oder, wenn dies nicht möglich war, die Adäquatheit auf einem niedrigeren Level wiederherstellte. Nach dieser Theorie war das Gehirn keine Reiz-Reaktions-Maschine, sondern es reagierte auf Reize und Veränderungen der Umwelt ganz individuell, je nach vorgegebener biographischer Entwicklung. Insofern ist es nicht abwegig, Goldstein als Theoretiker des sozialen Gehirns anzusehen.

In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts gab es also zwei entgegengesetzte Betrachtungsweisen der Gehirnfunktionen: Die eine analysierte eine einzelne Funktion in ihrem Verhältnis zur Gesamtfunktion; die Reaktion auf einen Reiz war dabei abhängig vom Gesamtzustand des Gehirns. Die andere Position verstand das Ganze als Summe seiner Teile. Beispielsweise erklärte Iwan Pawlow den Mechanismus des bedingten Reflexes in der Weise, dass zwei Ereignisse (z.B. Appetitauslösung und ein Klingelgeräusch) in zwei voneinander unabhängigen Gehirnzentren verarbeitet würden, und erst durch die Kombination beider Reize komme es zu einer stabilen Kommunikation der beiden Zentren. Natürlich war eine solche Erklärung rein hypothetisch, doch erstens war die Reflexlehre trotz solcher Makel außerordentlich einflussreich, und zweitens unternahm die Anatomie nach 1900 große Anstrengungen, Mark und Rinde des Kortex nach Anordnung, Zahl, Größe und grober Morphologie der Nervenzellen und Leitungsfasern einzuteilen.

Nach diesem Prinzip begründeten Cécile und Oskar Vogt sowie Korbinian Brodmann eine zytoarchitektonische (auf die Architektur der Zellen bezogene) Einteilung der Großhirnrinde, indem sie einheitlich aufgebaute und regional begrenzte Felder voneinander unterschieden. Brodmanns Hirnkarte des Menschen hat bis auf den heutigen Tag ihre Gültigkeit bewahrt. Bestechend an dem Ansatz der Vogts war ihr interdisziplinärer Zugang. Neben Anatomie und Physiologie verwoben sie am Kaiser-Wilhelm-Institut für Hirnforschung in Berlin genetische, chemische, klinische und pharmakologische Forschungsansätze zu einem interdisziplinären Großprojekt, das zu einer empirischen Lösung des Leib-Seele-Problems führen sollte. Diese war in dem Moment erreicht, wenn für jedes Element der Bewusstseinserscheinungen ein physiologisches Korrelat gefunden werden würde und dadurch der Verlauf der seelischen Phänomene vollständig abgeleitet werden könnte. Vor diesem Hintergrund ist es zu verstehen, dass Oskar Vogt nach der vorläufigen zytoarchitektonischen Analyse von Lenins Hirn aus einer verbreiterten III. Rindenschicht und zahlreichen großen Pyramidenzellen auf einen "Assoziationsathleten" schloss und sich aus der Architektonik wichtige Resultate für Pädagogik und Eugenik versprach, indem er glaubte, "Asoziale", Kriminelle und die Elite an ihren Gehirnen zu erkennen.

In Fortführung der Gall'schen Tradition ist der Traum von der Hirnforschung als anthropologischer Leitwissenschaft mit weitgehenden gesellschaftlichen Autoritätsbefugnissen ein typisches Beispiel für die zunehmende Politisierung der biomedizinischen Wissenschaften im ersten Drittel des 20. Jahrhunderts. Wie verheerend sich die Verbindung von Hirnforschung und Biopolitik auswirken konnte, zeigt sich an dem Massaker, das die Nationalsozialisten unter zumindest indirekter Beteiligung führender Hirnanatomen mit der Euthanasie-Aktion veranstalteten.

Während Vogts politisch-szientifische Ambitionen im Nationalsozialismus ein Ende fanden, blieb die interdisziplinär angelegte Hirnforschung beispielhaft, was sich vor allem an der wissenschaftlichen Ergiebigkeit der noch jungen Neurochirurgie zeigte. Der direkte Zugang zum menschlichen Gehirn eröffnete wichtige Perspektiven für die Lokalisationsforschung, insbesondere in Fortführung der von Fritsch und Hitzig im Tierversuch durchgeführten Stimulationsexperimente der Hirnrinde. Am menschlichen Gehirn wurden vergleichbare Untersuchungen im Rahmen einer chirurgischen Therapie der Epilepsie eingeführt. Bereits 1909 vermochte Harvey Cushing durch Stimulation des Gyrus postcentralis beim wachen Patienten Empfindungen in den gegenüberliegenden Extremitäten zu produzieren. Von Brodmanns und Vogts Einteilungen ausgehend, nahm der Breslauer Neurologe Otfried Foerster intraoperative elektrische Reizversuche der motorischen und sensorische Regionen an epileptischen oder an einem Hirntumor leidenden Patienten vor und konnte zeigen, dass bei diesen während der Operation wachen Personen Schmatzbewegungen, Grunzlaute oder Kribbelgefühle ausgelöst werden konnten.

Der kanadische Neurochirurg Wilder Penfield, der sich während eines Aufenthalts bei Foerster mit der intraoperativen Stimulierung des Kortex vertraut gemacht hatte, erstellte durch systematische Reizung des Kortex eine Landkarte der sensomotorischen Funktionen, der mit Bedacht als Homunkulus dargestellt wurde, da die Ausdehnung der Körperteile ihrer Wichtigkeit im Alltagsleben entsprechen sollte. Nach derselben Methode unternahm er auch eine Lokalisierung der Sprachzentren und evozierte experimentelle Halluzinationen und Illusionen optischer und akustischer Art. Diese Phänomene tauchten nicht zufällig auf, sondern standen bei jedem Patienten im engen Zusammenhang mit seiner Biographie. Daraus schloss Penfield, dass diese Areale eine spezielle Beziehung zum record of experience und dessen Reaktivierung hätten.

Das von Penfield beim Menschen systematisch eingeführte Prinzip der intrazerebralen Stimulation ist für die Lokalisationsforschung auch heute noch relevant, denn immer wieder berichten Patienten von neuen und überraschenden subjektiven Erscheinungen, die durch solche Stimulationen im Verlauf einer neurochirurgischen Operation auftauchen, was die Hirnforscher zu neuen Spekulationen über die Funktion eines bis dahin noch nicht näher klassifizierten Hirnareals anregt.