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16.10.2008 | Von:
Gerhard Roth

Homo neurobiologicus - ein neues Menschenbild?

Die naturalistische Sicht von Geist und Bewusstsein

Die Frage nach dem Wesen und der Funktion von Geist und Bewusstsein beschäftigt die Menschen, seit es Philosophie und Wissenschaften gibt. Traditionell werden Geist und Bewusstsein als etwas angesehen, das sich von den Geschehnissen der materiell-physikalischen Welt wesensmäßig unterscheidet ("ontologischer Dualismus"); danach entzieht sich Bewusstsein grundsätzlich der Erklärung durch die empirischen Wissenschaften. Für andere werden Bewusstseinszustände unmittelbar von bestimmten Hirnprozessen hervorgebracht und lassen sich auf diese vollständig reduzieren ("neurobiologischer Reduktionismus"). Für wieder andere entspringt Bewusstsein zwar den Hirnfunktionen, ist jedoch nicht oder nicht vollständig auf sie zurückführbar ("Emergentismus"). Insbesondere das private Erleben von Bewusstsein ("phänomenales Bewusstsein") wird als unüberwindliches Hindernis für eine naturwissenschaftliche Erklärung angesehen. Man spricht hier von einer "fundamentalen Erklärungslücke".

Resultate der empirischen Bewusstseinsforschung. Bewusstsein tritt beim Menschen in einer Vielzahl von Zuständen auf: a) als Sinneswahrnehmungen von Vorgängen in der Umwelt und im eigenen Körper; b) als mentale Zustände wie Denken, Vorstellen und Erinnern; c) als Selbst-Reflexion; d) als Emotionen, Affekte, Bedürfniszustände; e) als Erleben der eigenen Identität und Kontinuität; f) als "Meinigkeit" des eigenen Körpers; g) als Autorschaft und Kontrolle der eigenen Gedanken und Handlungen; h) als Verortung des Selbst und des Körpers in Raum und Zeit; i) als Realität des Erlebten, als Unterscheidung von Realität und Vorstellung. Die unter e) bis i) genannten Zustände bilden zusammen ein "Hintergrund-Bewusstsein", vor dem die unter a) bis d) genannten spezielleren Bewusstseinszustände mit wechselnden Inhalten, Intensitäten und Kombinationen auftreten.

Alle einschlägigen Untersuchungen zeigen, dass bestimmte Bewusstseinszustände, von einfachen Wahrnehmungen bis hin zu Zuständen des Wissens oder Glaubens, und bestimmte Hirnvorgänge untrennbar miteinander verbunden sind. Ebenso lässt sich mit Hilfe der Kombination der Elektroenzephalographie (EEG) oder der Magnetenzephalographie (MEG) mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI) nachweisen, dass allen Bewusstseinszuständen unbewusste Prozesse zeitlich (200 Millisekunden oder länger) in systematischer Weise vorhergehen. Man kann entsprechend in vielen Fällen nicht nur verlässlich von bestimmten Hirndefiziten auf bestimmte Bewusstseinsstörungen schließen und umgekehrt, sondern auch bei Variation der Reizdarbietung und der Beeinflussung spezifischer neuronaler Mechanismen das Auftreten von bestimmten Bewusstseinszuständen gut vorhersagen.

Die verschiedenen Inhalte von Bewusstsein können nach Schädigungen bestimmter Gehirnteile, insbesondere der Großhirnrinde, mehr oder weniger unabhängig voneinander ausfallen. So gibt es Patienten, die völlig normale geistige Leistungen vollbringen, jedoch glauben, dass der sie umgebende Körper nicht der ihre ist bzw. bestimmte Körperteile nicht zu ihnen gehören. Andere wiederum besitzen bei sonst intakten Bewusstseinsfunktionen keine autobiographische Identität mehr. Dies deutet auf eine modulare, d.h. funktional getrennte Organisation der Bewusstseinsinhalte hin.

Bewusstseinsrelevante Hirnstrukturen. Dieser Modularität entspricht, dass am Entstehen von Bewusstsein stets viele, über das ganze Gehirn verteilte Zentren mitwirken; es gibt kein "oberstes" Bewusstseinszentrum. Allerdings können Geschehnisse nur dann bewusst werden, wenn sie von Aktivitäten der assoziativen Großhirnrinde (Kortex) begleitet sind, und zwar im hinteren und unteren Scheitellappen (parietaler Kortex), im mittleren und unteren Schläfenlappen (temporaler Kortex) und im Stirnlappen (präfrontaler Kortex). Alles, was nicht in der assoziativen Großhirnrinde abläuft, ist uns nach gegenwärtigem Wissen grundsätzlich nicht bewusst.

Bewusstsein ist aus neurobiologisch-psychologischer Sicht ein besonderer Zustand der Informationsverarbeitung, der dann eintritt, wenn das Gehirn neue, wichtige und meist detailreiche Informationen verarbeiten muss. Während der Bewusstseinszustände finden entsprechend Umstrukturierungen vorhandener kortikaler neuronaler Netzwerke aufgrund von Sinnesreizen und Gedächtnisinhalten statt, und zwar durch eine schnelle Veränderung der Kopplungen (Synapsen) zwischen Neuronen. Hierbei spielen die so genannten Neuromodulatoren Serotonin, Dopamin, Noradrenalin und Acetylcholin eine wichtige Rolle, die über das so genannte limbische System Emotionen, Motivation und Bedeutungen vermitteln. Derartige schnelle Umverknüpfungsprozesse sind stoffwechselintensiv und führen im Kortex zu einem überdurchschnittlichen Verbrauch an Zucker und Sauerstoff, was wiederum den lokalen kortikalen Blutfluss erhöht. Dies macht man sich bei bildgebenden Verfahren wie fMRI zunutze.

Eine wichtige Rolle beim Bewusstwerden von Wahrnehmungsinhalten scheint die simultane oder sequenzielle Aktivierung kortikaler Areale zu sein, und zwar durch eine Kombination aufsteigender und absteigender, d.h. rückkoppelnder Verbindungen zwischen primären und assoziativen Kortexarealen. Entsprechend bleiben sensorische Erregungen unbewusst, wenn sie ausschließlich aufsteigende Verbindungen aktivieren und nicht zu Rückwirkungen assoziativer Areale auf primäre Areale führen. Die Interpretation dieser Befunde lautet: Sinnesreize werden zuerst unbewusst im primären sensorische Kortex nach ihren Details "vorsortiert". Diese Informationen werden zu assoziativen Arealen weitergeleitet und dort unter Zuhilfenahme von Gedächtnisinhalten interpretiert. Diese Interpretation wird zum primären sensorischen Kortex zurückgeleitet, und hierdurch werden die Wahrnehmungsdetails sinnvoll gruppiert.

Zusammengefasst lässt sich heute experimentell nachweisen, mit welchen neuronalen Strukturen und Prozessen das Entstehen von Bewusstsein und auch die Inhalte dieser Zustände verbunden sind, seien sie perzeptiver, kognitiver oder emotional-psychischer Art. Am eindrucksvollsten ist dies zweifellos bei optischen Täuschungen, wo man zeigen kann, dass bestimmte Neurone des visuellen Kortex diesen Täuschungen genauso "unterliegen" wie die subjektive Wahrnehmung, während dies für Neurone außerhalb des Kortex nicht zutrifft - sie reagieren "noch" auf die physikalischen Eigenschaften der Reize. Dies bedeutet, dass bestimmte neuronale Ereignisse einerseits und Erlebniszustände andererseits "zwei Seiten einer Medaille" sind, die unterschiedlich wahrgenommen werden, nämlich einmal aus Sicht des Experimentators und zum anderen aus der Perspektive des Selbsterlebens. Auch das Selbsterleben ist eine Eigenschaft kortikaler neuronaler Netzwerke, aber als solche ist sie von der Außenperspektive verschieden und lässt sich deshalb auch nicht auf sie reduzieren.