Die Vorstellung, dass die beiden Gehirnhälften des Menschen getrennt voneinander funktionieren und jeweils für unterschiedliche Aufgaben zuständig sind, ist weit verbreitet. Neurowissenschaftliche Studien, insbesondere an sogenannten Split-Brain-Patienten, haben wesentlich dazu beigetragen, unser Verständnis von der Arbeitsweise des Gehirns und der funktionellen Asymmetrie der Hemisphären zu erweitern. Dieser Artikel beleuchtet die Erkenntnisse aus diesen Studien und diskutiert, wie sie unser Wissen über die Gehirnorganisation, die Verarbeitung von Informationen und die Entstehung von Erinnerungen beeinflussen.
Die Split-Brain-Forschung: Einblick in getrennte Realitäten
Die Split-Brain-Forschung begann vor etwa dreißig Jahren mit der Untersuchung von Patienten, bei denen aufgrund schwerer Epilepsie das Corpus callosum, die Hauptverbindung zwischen den beiden Gehirnhälften, durchtrennt wurde. Dieser Eingriff hatte zur Folge, dass die Kommunikation zwischen den Hemisphären unterbrochen war, was es Forschern wie Roger W. Sperry, Joseph E. Bogen und Michael Gazzaniga ermöglichte, die spezifischen Funktionen jeder Hemisphäre genauer zu untersuchen.
Frühe Erkenntnisse: Spezialisierung und Arbeitsteilung
Die frühen Split-Brain-Studien zeigten, dass jede Gehirnhälfte über eigene Aufgaben und Kompetenzen verfügt. Die linke Hemisphäre erwies sich als dominant für Sprache und Sprechen, während die rechte Hemisphäre bei visuell-motorischen Aufgaben glänzte. So konnten Patienten beispielsweise Objekte, die im rechten Gesichtsfeld präsentiert wurden (und somit von der linken Hemisphäre verarbeitet wurden), korrekt benennen. Wurden die Objekte jedoch im linken Gesichtsfeld gezeigt (und von der rechten Hemisphäre verarbeitet), konnten sie diese angeblich nicht sehen. Dennoch konnten sie auf einen passenden Gegenstand deuten, was darauf hindeutet, dass die rechte Hemisphäre das Bild durchaus wahrnahm, aber nicht sprachlich verarbeiten konnte.
Diese Erkenntnisse führten zu der populären Vorstellung, dass die linke Gehirnhälfte für analytisches und logisches Denken zuständig sei, während die rechte Gehirnhälfte für Kreativität und Emotionen verantwortlich sei. Obwohl diese Vereinfachung im Alltagswissen weit verbreitet ist, ist es wichtig zu betonen, dass die Realität komplexer ist und beide Hemisphären bei den meisten Aufgaben zusammenarbeiten.
Kommunikation nach der Durchtrennung: Kommissuren und Aufmerksamkeit
Obwohl das Corpus callosum die wichtigste Verbindung zwischen den Hemisphären darstellt, gibt es noch andere, kleinere Verbindungen, sogenannte Kommissuren. Studien haben gezeigt, dass diese Kommissuren eine gewisse Kommunikation zwischen den Hemisphären ermöglichen können, selbst nach der Durchtrennung des Corpus callosum.
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Jeffrey D. Holtzman fand heraus, dass jede Hirnhälfte von Split-Brain-Patienten bei der räumlichen Wahrnehmung auch auf bestimmte Stellen im Blickfeld achten kann, die eigentlich zur Sinnessphäre der Gegenseite gehören. Dies deutet darauf hin, dass das Aufmerksamkeitssystem, zumindest für räumliche Informationen, beiden Hemisphären gemeinsam ist und über die kleineren Kommissuren eine Verbindung besteht.
Interessanterweise deuteten Holtzmans Arbeiten auch darauf hin, dass die Ressourcen für Aufmerksamkeit begrenzt sind und dass eine Hemisphäre umso mehr die Hilfe der anderen Seite benötigt, je anspruchsvoller die Aufgabe ist. Steve J. Luck, Steven A. Hillyard und Ronald Mangun zeigten, dass Split-Brain-Patienten bei bestimmten visuellen Detektionsaufgaben sogar besser abschneiden konnten als andere Probanden, was darauf hindeutet, dass das intakte Gehirn die Suchmechanismen jeder Hemisphäre hemmen kann.
Trugschlüsse und Scheineffekte: Grenzen der Interpretation
Die Split-Brain-Forschung hat auch gezeigt, wie wichtig es ist, bei der Interpretation von Ergebnissen vorsichtig zu sein. Alan Kingstone und der Autor des Artikels demonstrierten dies in einem Experiment, bei dem sie einer Hemisphäre das Wort "Pfeil" und der anderen das Wort "Bogen" zeigten. Der Patient zeichnete daraufhin Pfeil und Bogen in einer Einheit, was zunächst den Eindruck erweckte, als hätte er die Information in einer Hemisphäre integriert.
Es stellte sich jedoch heraus, dass die vermeintliche Integration nur auf dem Papier stattgefunden hatte: Zuerst hatte eine Hemisphäre den Bogen gezeichnet, dann hatte die andere Seite übernommen und den Pfeil darüber gemalt. Dieses Beispiel verdeutlicht, dass es wichtig ist, mögliche Scheineffekte zu berücksichtigen und die Ergebnisse sorgfältig zu analysieren, um falsche Schlussfolgerungen zu vermeiden.
Die Plastizität des Gehirns: Anpassung und individuelle Unterschiede
Die Split-Brain-Forschung hat auch die bemerkenswerte Plastizität des Gehirns verdeutlicht. So konnte ein Patient dreizehn Jahre nach der Operation auch von der rechten Hemisphäre her sprechen. Kathleen B. Baynes berichtete von einer linkshändigen Patientin, die nach der Operation ausschließlich von der stummen rechten Seite her schreiben konnte. Diese Fälle zeigen, dass sich das Gehirn an veränderte Bedingungen anpassen und neue Wege finden kann, um Funktionen auszuführen.
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Trotz dieser Anpassungsfähigkeit gibt es auch erhebliche individuelle Unterschiede in der Spezialisierung der Hemisphären. Während bei den meisten Menschen die linke Hemisphäre für Sprache dominant ist, gibt es Ausnahmen. Neurologische Befunde von Schlaganfallpatienten bestätigen, dass die Folgen eines linksseitigen Hirninfarkts für das Sprachvermögen wesentlich fataler sind.
Lateralisierung und modulare Organisation: Ein Ensemble von Apparaturen
Die Split-Brain-Forschung unterstützt die Vorstellung einer hochgradigen Lateralisierung, also einer Spezialisierung der beiden Hemisphären. Dieses Ergebnis passt gut zu dem Bild einer modularen Organisation des Gehirns, bei der einzelne Einheiten jeweils spezifische Funktionen haben. Nach diesem Konzept ist das Gehirn nicht einfach eine unspezialisierte Problemlösungsmaschinerie, sondern ein Ensemble von eigenen Apparaturen, das alles in allem der geistigen Informationsverarbeitung dient.
Joseph E. LeDoux und der Autor des Artikels zeigten, dass die linke Hemisphäre bei anspruchsvollen kognitiven Leistungen wie dem Problemlösen ziemlich dominant ist und dass die Balkendurchtrennung diese Fähigkeiten nicht beeinträchtigt. In einem Experiment, bei dem sie jeder Hemisphäre ein großes Bild und vier kleine Objekte zeigten, konnte die linke Hemisphäre plausible Erklärungen für das Verhalten der rechten Hand liefern, obwohl sie keine Kenntnis von den Entscheidungen der rechten Hemisphäre hatte. Dieses Talent kreativen Erzählens wurde als Interpretier-Mechanismus bezeichnet.
Falsche Erinnerungen und die Rolle der Hemisphären
Elizabeth A. Phelps, Janet Metcalfe und Margaret Funnell fanden heraus, dass sich die beiden Hemisphären in ihrem Umgang mit neuen Informationen unterscheiden. Die linke Hemisphäre produziert eher falsche Erinnerungen als die rechte Hemisphäre, die sich stärker an die Wahrheit hält. Dieser Befund könnte Aufschluss darüber geben, wo und wie Erinnerungstäuschungen entstehen.
Grenzen der Übertragbarkeit von Tierversuchen
Die Split-Brain-Forschung hat auch die Grenzen der Übertragbarkeit von Tierversuchen aufgezeigt. Obwohl es bemerkenswerte Übereinstimmungen zwischen den Gehirnen von Menschen und Tieren gibt, gibt es auch zahlreiche Unterschiede. So können Affen, bei denen die vordere Kommissur bei der Split-Brain-Operation verschont blieb, weiterhin visuelle Information zur anderen Hirnseite geben, was beim Menschen nicht gelingt. Dies zeigt, dass die gleiche Struktur bei verschiedenen Spezies andere Funktionen haben kann und dass man bei der Übertragung von Befunden äußerst vorsichtig sein sollte.
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Das soziale Gehirn: Beziehungen und Kommunikation am Arbeitsplatz
Die Neurowissenschaften haben auch unser Verständnis von der internen Kommunikation in Unternehmen verändert. Entgegen der Vorstellung, dass das Gehirn der Mitarbeitenden eine Festplatte sei, auf die sich Informationen der Geschäftsleitung aufspielen lassen, wird das Gehirn nun als dynamisches, selbstorganisierendes System betrachtet, das Informationen aktiv und selektiv auswählt und in einem komplexen Prozess verarbeitet und bewertet.
Der Mensch ist ein soziales Wesen, und unser soziales Gehirn zeigt sich in verschiedenen Funktionen, wie dem Erkennen und Bewerten von Gesichtern, dem Suchen von Bindungen und der Reaktion auf soziale Unterstützung. Gelingende Beziehungen werden vom Gehirn mit der Ausschüttung von Dopamin belohnt, was die Bedeutung von zwischenmenschlicher Zuwendung am Arbeitsplatz unterstreicht.
Empathie, die Fähigkeit, sich in andere hineinzuversetzen, ist essenziell für das Entstehen und Entwickeln von Beziehungen und gelungene Kommunikation am Arbeitsplatz. Spiegelneurone ermöglichen es uns, die Gefühle anderer Menschen zu erkennen, aufzunehmen und hierauf zu reagieren. Die interne Kommunikation kann dies nutzen, indem sie Bilder zeigt, die genau diese Gefühle transportieren.
Unbewusste Prozesse: Der Eisberg unter der Spitze
Die Neurowissenschaften haben gezeigt, dass wir die meisten Informationen unbewusst verarbeiten, nämlich 95 Prozent. Nur der geringste Teil dringt ins Bewusstsein. Das Gehirn arbeitet mit Prinzipien, die es sich seine Arbeit erleichtern, wie der Trennung von bewussten und unbewussten Aktivitäten. Unbewusste Bewertungen und Entscheidungen beeinflussen uns stark im Arbeitsleben.
In Krisensituationen aktiviert das Gehirn sein Stresssystem und greift auf alte Notfallprogramme wie Angriff, Flucht oder Erstarrung zurück. Die interne Kommunikation sollte daher in solchen Situationen vor allem in einfühlsamer persönlicher Kommunikation beruhigen und implizit ansprechen, zum Beispiel durch Bilder und Geschichten.
Emotion und Verstand: Eine untrennbare Einheit
Entgegen der Vorstellung, dass Gefühl und Verstand streng getrennt sind und dass die linke Hirnhälfte für das Denken und die rechte für das Fühlen zuständig ist, bilden beide Systeme eine Einheit. Gute Entscheidungen fallen nicht emotions- und leidenschaftslos, sondern berücksichtigen sowohl rationale als auch emotionale Aspekte.
Asymmetrie und funktionelle Gradienten: Vererbung und Erfahrung
Obwohl das Gehirn in zwei Hälften geteilt ist, ist es nicht genau spiegelbildlich. Manche Funktionen werden eher auf der linken Seite verarbeitet, andere eher auf der rechten. Diese Lateralisation ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich ausgeprägt. Studien haben gezeigt, dass es feine Unterschiede darin gibt, wie Hirnregionen unterschiedlicher Funktionen auf der linken und rechten Seite des Gehirns angeordnet sind und dass diese individuellen Unterschiede vererbbar sind. Ein Großteil dieser Asymmetrie im menschlichen Gehirn lässt sich jedoch nicht durch genetische Faktoren erklären, was darauf hindeutet, dass sie durch persönliche Erfahrungen und Einflüsse aus der Umwelt geprägt ist.
Inhalt und Kontext: Die Flexibilität des menschlichen Gedächtnisses
Menschen besitzen die bemerkenswerte Fähigkeit, sich an dieselbe Person oder dasselbe Objekt in völlig unterschiedlichen Situationen zu erinnern. Das Gehirn muss Inhalt und Kontext kombinieren können, um eine nützliche Erinnerung zu bilden. Studien haben gezeigt, dass das menschliche Gehirn Inhalt und Kontext getrennt abbildet, um ein flexibleres Gedächtnis zu ermöglichen. Inhalts-Neurone feuern als Reaktion auf spezifische Bilder, unabhängig von der Aufgabe, während Kontext-Neurone als Reaktion auf spezifische Aufgabenkontexte feuern, unabhängig vom gezeigten Bild. Die Verbindungen zwischen diesen Neuronen verstärken sich im Laufe der Zeit, was es dem Gehirn ermöglicht, aus nur einer Teilinformation den kompletten Erinnerungskontext zu rekonstruieren.
Tauben als Modellorganismen: Evolutionäre Grundlagen des Lernens
Die Arbeitsgruppe Biopsychologie der Ruhr-Universität Bochum untersucht das Extinktionslernen, also das Umlernen von Verhaltensweisen, mit Tauben als Modellorganismen. Da Tauben evolutionär weit vom Menschen entfernt sind, können Studien mit ihnen dazu beitragen, diejenigen Komponenten des Extinktionslernens zu identifizieren, die grundlegend sind und daher selbst bei den evolutionär weit vom Menschen entfernten Arten gleich sein sollten.
Die Forscher fanden heraus, dass Tauben vergleichbare Lernprozesse und Funktionsweisen des Extinktionslernens zeigen wie Säugetiere. Durch gezieltes Ausschalten einzelner Gehirnbereiche konnten sie deren Beitrag zum Extinktionslernen entschlüsseln. Die vergleichenden Ergebnisse waren gemischt: Einige Hirnstrukturen schienen genau das Gleiche zu tun wie von Säugetieren bekannt, während andere Regionen veränderte Funktionen aufwiesen.
Die Experimente zeigten, dass das Ausbleiben der Belohnung nach einer vormals korrekten Handlung im Gehirn zum sogenannten Vorhersagefehler führt. Dieses Ereignis signalisiert dem Gehirn, dass eine Erwartung nicht erfüllt wurde und ein neuer Lernprozess beginnen sollte. Der Vorhersagefehler verändert verschiedene Komponenten des vorher gelernten Verhaltens.
Mit der funktionellen Magnetresonanztomografie konnten die Forscher den Verlauf des Extinktionslernens im gesamten Gehirn mit hoher räumlicher Auflösung bei einem nicht menschlichen Lebewesen darstellen. Die Ergebnisse zeigen, dass das Extinktionslernen den größten Teil des Gehirns umfasst und dass der Vorhersagefehler zu einer massiven Veränderung in der Interaktion verschiedener Areale führt.
Neue Ansatzpunkte für Angsttherapien
Die Erkenntnisse aus der Extinktionslernforschung eröffnen neue Ansätze, an vielen verschiedenen Stellen therapeutische Prozesse für Menschen zu entwickeln, die aus ihrer Angst nicht herausfinden, weil das Extinktionslernen bei ihnen nicht richtig funktioniert.
Angemessenes Verhalten hängt vom Kontext ab. Was in einer Situation passend ist, kann in anderen Situationen völlig unangebracht sein. Studien haben gezeigt, dass jeder Reiz zum Kontext werden kann und dass minimale Änderungen an diesem Reiz die Lernregeln ändern können.
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