Die Erforschung des menschlichen Gehirns und der Entstehung von Gedanken ist ein komplexes und faszinierendes Feld, das Wissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen, darunter Philosophie, Biologie, Neurowissenschaften und Psychologie, beschäftigt. Ziel ist es, die neuronalen Grundlagen des Denkens, der Wahrnehmung und des Bewusstseins zu verstehen.
Wahrnehmung und Hypnose: Eine veränderte Sichtweise
Eine Studie von Prof. Dr. Albert Newen am „Center for Mind and Cognition“ an der RUB untersuchte, ob alle Menschen bei funktionierenden Sinnen und gesundem Gehirn stets dasselbe wahrnehmen. Der Ausgangspunkt war die Frage, ob unsere Wahrnehmung der Realität objektiv ist oder von unserem Wissen und unseren Erfahrungen beeinflusst wird.
Um die Wahrnehmung zu verändern, griffen die Wissenschaftler auf Hypnose zurück. Dr. Melanie Lenz, von der Forschungsgruppe Neuronale Plastizität am Berufsgenossenschaftlichen Universitätsklinikum Bergmannsheil, leitete die Tests. In Zusammenarbeit mit dem Hypnosetherapeuten Andreas Ahnfeldt wurden Probanden in Trance versetzt und ihnen Suggestionen gegeben, beispielsweise dass ihr Zeigefinger fünfmal größer oder kleiner sei als normal.
Mithilfe von Elektroden wurde die Hirnaktivität der Probanden in verschiedenen Zuständen gemessen: wach, in Hypnose ohne Suggestion, in Hypnose mit der Suggestion eines veränderten Fingers und in Hypnose mit der Suggestion eines veränderten Fingers. Zusätzlich wurde der Tastsinn mit einer Apparatur getestet, die dünne Metallstifte in unterschiedlichen Abständen aufwies. Ein dritter Versuchsblock umfasste die Verabreichung eines kleinen elektrischen Reizes am Medianus-Nerv am Handgelenk, um die Veränderung der Erregbarkeit bei Hypnose zu untersuchen.
Die Ergebnisse zeigten, dass sich die Hirnwellen im Ruhezustand von denen in Hypnose unterscheiden, wobei die Unterschiede sehr individuell waren. Dies unterstützt die Hypothese, dass sich Hypnose bei jedem Menschen anders anfühlt.
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Die Entschlüsselung des Gehirns: Ein Blick in die Zukunft
Die Forschung zur Entschlüsselung des Gehirns schreitet voran, wie die Entwicklungen im Bereich der Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCI) zeigen. Menschen mit Lähmungen können mithilfe von BCIs Roboterarme steuern oder Cursor auf einem Bildschirm bewegen.
Allerdings stehen die Forscher noch vor großen Herausforderungen. Selbst bei der Tiefenhirnstimulation bei Parkinson-Patienten ist die genaue Wirkweise des Verfahrens noch unbekannt. Um die komplexen Verknüpfungen und Prozesse im Gehirn besser zu verstehen, wurden Projekte wie das europäische Human Brain Project und das amerikanische Human Connectome Project ins Leben gerufen.
Die Hirnforscherin Katrin Amunts präsentierte auf der Tagung „Neuroimaging - Bilder vom Gehirn und das Bild des Menschen“ die Entwicklung der „Kartierung des Gehirns - von der Schemazeichnung zum computerisierten Hirnatlas“. Die funktionelle Kernspintomografie ermöglicht heute die Darstellung der Gehirnaktivität bei lebenden Menschen. Die Schwierigkeit besteht jedoch in der immensen Individualität und Veränderbarkeit des Gehirns.
John-Dylan Haynes, Direktor des „Berlin Center for Advanced Neuroimaging“, betonte, dass die Sprache des Gehirns bisher noch nicht verstanden sei. Die Forschung konzentriert sich darauf, mentale Zustände zu entschlüsseln, aber die Medien neigen dazu, Laborergebnisse zu verallgemeinern und mögliche Anwendungen abzuleiten, wie etwa den Einsatz bildgebender Verfahren als Lügendetektor.
Individualität und der ganzheitliche Blick
Der Neuropsychologe Lutz Jäncke wies darauf hin, dass jedes Lernen und Üben Spuren im Gehirn hinterlässt und die menschliche Individualität prägt. Der Psychiater und Philosoph Thomas Fuchs warnte jedoch vor einem Hirn-Zentralismus und betonte, dass nicht das Gehirn sieht, sondern der lebendige Organismus, der Mensch als Ganzes. Er beschrieb das Gehirn als ein Beziehungsorgan, das nicht der alleinige Sitz des menschlichen Bewusstseins ist.
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In einer Diskussion mit Lutz Jäncke prallten die unterschiedlichen Menschenbilder aufeinander. Jäncke hält es für denkbar, ein Gehirn zu bauen, das isoliert vom Körper leben kann, während Fuchs betonte, dass Bewusstsein immer ein bewusstes Lebewesen voraussetzt, das sich in seiner Körperlichkeit spürt.
Geisteswissenschaftler wie Philosophen und Theologen halten den Gedanken der Einheit von Körper und Geist wach. Der Körper wird nicht mehr als Hindernis für den Geist betrachtet, sondern als unverzichtbarer Teil einer Ganzheit, die den Einzelnen erst zur unverwechselbaren Person werden lässt.
Die Evolution des Denkens: Zufall oder Notwendigkeit?
Die Neurowissenschaften haben den Menschen auf den Boden der irdisch-körperlichen Tatsachen zurückgeholt. Das Interesse am Gehirn und die damit verbundenen Hoffnungen und Ängste spiegeln die Bedeutung wider, die wir dem Gehirn heute für unser Selbst zusprechen.
Unabhängig davon, ob ein Gehirn ohne Körper in selbst erzeugten Welten leben kann oder nicht, ist die Vorstellung einer Hirntransplantation für die meisten Menschen noch immer undenkbar. Das Unbehagen rührt daher, dass wir heute das Gehirn als den Ort des Selbstbewusstseins betrachten.
Die Frage „Was ist der Mensch?“ kann immer nur in Bildern beantwortet werden, die aber nur einen Teil unserer Wirklichkeit abbilden. Entscheidend ist es, den Menschen nicht auf das von ihm gemachte Bild zu verkürzen.
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Gnostische Neuronen und das Bindungsproblem
Die Theorie der „gnostischen Neuronen“ von Jerzy Konorski besagt, dass es im Gehirn für jeden Gedanken ein entsprechendes Neuron gibt. Beobachtungen des Neurochirurgen Itzhak Fried schienen dies zu bestätigen, als er einzelne Nervenzellen entdeckte, die nur beim Anblick eines bestimmten Menschen aktiv wurden.
Allerdings ist die Entsprechung „ein Neuron - ein Gedanke“ eher die Ausnahme als die Regel. Unser Denken funktioniert nicht auf diese Weise, da unser Gehirn sonst für alle je gesehenen oder erdachten Objekte mindestens ein Neuron haben müsste. Zudem müsste es für unbekannte Objekte „Leer-Neuronen“ bereit halten.
Das „Bindungsproblem“ beschreibt die Frage, wie die verschiedenen Teilaufgaben des Sehens, die in unterschiedlichen Arealen des visuellen Systems verarbeitet werden, wieder zusammengefasst werden, sodass der Eindruck der zusammenhängenden Erkenntnis entsteht. Eine mögliche Lösung ist die Synchronisation der Entladungen von Neuronen, die einen Verbund bilden.
Sprachproduktion und das Denken an die Großmutter
Peter Indefrey erforscht, wie aus Gedanken Wörter und Sätze geformt werden und wo das im Gehirn geschieht. Allein bei der Suche nach einem Wort für ein Tier auf einem Foto werden in Sekundenschnelle bis zu sechs Gehirnebenen durchlaufen. Rätselhaft ist vor allem die vorsprachliche Ebene, also die Frage, wie sich aus dem Anblick des Fotos der abstrakte Denkprozess entwickelt.
Es gibt experimentelle Hinweise darauf, dass auch beim reinen Nachdenken alle Ebenen der Wortproduktion benutzt werden, bis hin zur Silbenbildung und einer leichten Aktivierung der motorischen Zentren. Wenn wir an unsere Großmutter denken, rumort also sozusagen das Wort „Oma“ in unserem Hirn.
Kognitive Delfine und mentales Schlafwandeln
Was wir als "unsere eigenen bewussten Gedanken" bezeichnen, sind in Wirklichkeit eher kognitive Delfine, die für kurze Zeit aus dem Ozean unseres Unterbewusstseins auftauchen, bevor sie wieder abtauchen. Die kognitive Verarbeitung im Gehirn verläuft parallel auf vielen Ebenen, und es gibt einen ständigen Wettlauf zwischen unseren Gedanken.
Studien zeigen, dass wir während unseres Wachlebens bis zu 50 Prozent keine Kontrolle über unsere Gedanken haben. Das anscheinend ziellos umherschweifende Geist, das Tagträumen, die ungebetenen Erinnerungen und das automatische Planen werden als "mentales Schlafwandeln" bezeichnet.
Die empirischen Ergebnisse haben große Bedeutung für Politik, Bildung und Moral. Das autonome "Selbst" als Initiator oder Ursache unserer kognitiven Handlungen ist ein weit verbreiteter Mythos, denn Wesen wie wir besitzen geistige Autonomie nur für etwa ein Drittel unserer bewussten Lebenszeit.
Um einen inneren Monolog oder den ziellos wandernden Fokus der Aufmerksamkeit stoppen zu können, müsste der Schlafwandler aufwachen und sich des eigenen inneren Verhaltens bewusst werden. Wer kritische Rationalität will, muss geistige Autonomie wollen.
Erinnerungen und das Gedächtnis
Täglich nehmen wir jede Menge an Infos über unsere Sinne auf, die die Nervenzellen im Gehirn dann verarbeiten, aussortieren oder speichern. Dabei passieren jedoch Fehler.
Die Schaltzentrale für unser Gedächtnis ist der Hippocampus. Dort werden alle Sinnesreize und Erlebnisse gefiltert und an die verschiedenen Hirnregionen geschickt. Informationen, die unser Gedächtnis möglichst lange behalten möchte, werden im Langzeitgedächtnis abgelegt. Emotionale Momente werden über das limbische System gefiltert, das aus Hippocampus und Amygdala besteht.
Erinnerungen werden in den verschiedenen Regionen des Gedächtnisses abgelegt. Im prozedualen Gedächtnis ist der Platz für Fähigkeiten, wie Fahrrad- oder Autofahren. Andere Erinnerungen, wie Faktenwissen und persönliche Erlebnisse, werden im episodischen Gedächtnis gespeichert.
Besonders belastende Ereignisse werden in unserem Gehirn anders gespeichert. Der Hippocampus wird durch den Stress außer Gefecht gesetzt, und die Amygdala übernimmt die Verarbeitung. Traumatische Erlebnisse verschwinden nicht, sie treten durch sogenannte Flashbacks unwillkürlich immer wieder auf. Nur eine Therapie kann hier helfen, das Erlebte in den richtigen biografischen Kontext einzuordnen.
Es gibt Menschen, die können sich an jeden Tag ihres Lebens erinnern. Vermutlich gibt es weltweit rund 60 Personen mit diesem sogenannten hyperthymestischen Syndrom (HSAM). Ein Gen ist dafür verantwortlich, dass Vergessen an den Schnittstellen der Nervenzellen blockiert wird.
Stress und emotionale Ereignisse
Forschende der Ruhr-Universität Bochum konnten mit dem sogenannten Trier-Social-Stress-Test herausfinden, wie unser Gehirn emotionale Ereignisse speichert und wann wir uns besonders gut daran erinnern. An emotionale Erlebnisse erinnern wir uns wesentlich besser, da das Gehirn die Botenstoffen Noradrenalin und Cortisol ausschüttet. Durch diesen Stresszustand wird die Wahrnehmung schärfer und wir erinnern uns viel besser. Wird der Stress jedoch zu groß, dann blockieren die Botenstoffe, Informationen werden nicht mehr weitergeleitet und nicht miteinander verknüpft.
Gehirn-Computer-Schnittstellen und Gedächtnisverbesserung
Mit einer Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI) schaffen es gelähmte Menschen, nur mit Gedankenkraft einen Roboterarm zu steuern, einen Cursor auf einem Computerbildschirm zu bewegen, oder ein Auto durch eine virtuelle Umgebung zu lenken.
Elon Musk arbeitet an der Entwicklung von BCIs. Die Hirnsignale für BCIs müssen jedoch mit Referenzmustern verglichen werden. Dafür sind Daten notwendig. Doch unser Gehirn mit all seinen Schaltkreisen und Verknüpfungen ist sehr komplex.
Es gibt bereits nicht-medizinische BCIs zur Fitnesssteigerung, zum Abbau von Stress, oder als Hilfe gegen Konzentrationsprobleme. Zum Beispiel mit der Neurofeedback-Methode. Mithilfe von Tönen oder Bildern kann diese Methode bei ADHS eine bessere Konzentration fördern.
Gedächtnisleistung ohne Hirnchips verbessern
Viel Bewegung, ausreichend Schlaf und eine gesunde Ernährung schützen vor Demenzerkrankungen und vor Vergessen. Diese einfachen Mitteln sorgen für eine bessere Durchblutung des Gehirns und für ein besseres Gedächtnis. Eine Umgebung mit viel Anregung hält das Gedächtnis jung.
Zufall oder Zwangsläufigkeit? Die Evolution des menschlichen Geistes
Die Evolution lässt sich am besten als opportunistisch beschreiben: Sie nutzt oder verwirft bloß Möglichkeiten, wann und wo sie sich bieten. Es gibt nichts Zielgerichtetes oder Zwangsläufiges im Evolutionsprozess.
Die Fähigkeit zu abstraktem, symbolischem Denken ist die gemeinsame Wurzel der Verhaltensweisen, die den modernen Menschen von jeder anderen Spezies unterscheidet. Es war die Umsetzung abstrakter geistiger Fähigkeiten, die unserer Art den entscheidenden Vorsprung verschafft hat.
Homo neanderthalensis verfügte über ein Gehirn, das genauso groß war wie das unsrige. Demnach lässt sich das Auftreten höherer geistiger Fähigkeiten nicht einfach als Höhepunkt einer allmählichen Steigerung der Leistungsfähigkeit des Gehirns betrachten.
Neue Strukturen entstehen zufällig als Nebenprodukte von Kopierfehlern, die ständig bei der Weitergabe des Erbguts von Generation zu Generation auftreten. Die natürliche Auslese ist keine schöpferische Kraft, die von sich aus neue Strukturen ins Leben ruft. Sie kann nur bei vorgegebenen Varianten ansetzen, die sie dann entweder als nachteilig eliminiert oder als günstig fördert.
Das Beispiel der Neandertaler und der anatomisch, aber noch nicht in ihrem Verhalten modernen Menschen lehrt, dass herausragende kognitive Fähigkeiten eben nicht einfach aus einer Extraportion grauer Zellen erwachsen.
Wenn das moderne menschliche Gehirn mit all seinen Möglichkeiten zusammen mit der modernen Schädelform vor etwa 150000 bis 100000 Jahren entstanden ist, hätte es für eine beträchtliche Zeit als Exaptation existieren können, während die neuralen Strukturen zunächst weiter in der bisherigen Weise arbeiteten.
Wenn es zu einem Zeitpunkt, sagen wir vor 70000 bis 60000 Jahren, eine kulturelle Neuerung in irgendeiner menschlichen Population gab, die das schon lange schlummernde Potenzial für abstraktes Denken im menschlichen Gehirn aktivierte, lässt sich die schnelle Verbreitung symbolträchtiger Handlungen mühelos durch den simplen Mechanismus kultureller Überlieferung erklären.