Das menschliche Gehirn, eine etwa 1,3 Kilogramm schwere Masse aus rund 86 Milliarden Nervenzellen, ist die komplexeste Struktur, die wir im Universum kennen. Es ist das Organ, das uns zu dem macht, was wir sind, und ermöglicht uns zu denken, zu fühlen, zu handeln und uns zu erinnern. Doch wie genau erzeugt das Gehirn Gedanken? Diese Frage beschäftigt Philosophen und Wissenschaftler seit Jahrhunderten.
Die neuronale Grundlage des Denkens
Lange Zeit gingen Hirnforscher davon aus, dass jedem Objekt unserer Gedanken, sei es eine Person, ein Gegenstand oder eine Tätigkeit, eine bestimmte Nervenzelle im Denkorgan zugeordnet ist. Die Idee schien plausibel: Denke ich, sagen wir, an einen Aston Martin DB4 GT, Baujahr 63, flackert in meinem Gehirn ein spezifisches Neuron auf, in dem ebendieser konkrete Gedanke hinterlegt ist. Heute ist hingegen klar, dass unser Denken so nicht funktioniert. Vielmehr arbeiten bei jedem Gedanken Netze von Neuronen in der Großhirnrinde zusammen. Es gibt also keine zentrale Stelle, die den Gedanken erfasst. Im Gegenteil: Eine Region analysiert Sinnesdaten, eine weitere verknüpft diese mit Erfahrungen, andere Teile des Großhirns bewerten eine Situation oder formulieren Wörter, um Dinge oder Vorgänge zu benennen. Kurz: Ein Gedanke ist eine über das ganze Gehirn verstreute Erscheinung.
Eine Unmenge elektrischer Signale breitet sich dabei gleichzeitig in unserem Kopf aus. Wie jedoch das Gehirn aus diesen unzähligen Reizen einen zusammenhängenden Eindruck entwickelt, der etwa dem einer zurückliegenden Urlaubserinnerung entspricht, ist ein bis heute ungelöstes Rätsel. Denn die Erkenntnis, dass elektrische Signale von einer Nervenzelle zur nächsten fließen, sagt ja noch nichts über deren Bedeutung aus, geschweige denn darüber, wie die Neuronen-Verbände jeweils zusammenarbeiten. Die Forscher wissen nur, dass jeder Gedanke mit einem eigenen Muster der Gehirnaktivität einhergeht: mit einem jeweils spezifischen Gedankenabdruck. Und seit einiger Zeit ist es möglich, solche Aktivitätsmuster sichtbar zu machen, die für bestimmte geistige Zustände und damit bestimmte Gedanken charakteristisch sind.
Jeder Gedanke stellt einen elektrisch und biochemischen Prozess dar. Dabei laufen im Gehirn und im Körper viele verschiedene physiologische Prozesse ab. Jeder Gedanke, wenn ein bestimmtes Aktionspotential erreicht wird, löst im Gehirn eine biochemische Reaktion aus. Botenstoffe (Neurotransmitter, Neuropeptide und Hormone) werden ausgeschüttet.
Bei negativen Gedanken werden zum Beispiel Adrenalin, Noradrenalin, Cortisol, Cytokine und Histamine ausgeschüttet, bei positiven Gedanken Serotonin, Oxytocin, Dopamin, Endorphine und Vasopressin. Diese Botenstoffe führen zu negativen oder positiven Emotionen. Auch auf der Körperebene nehmen wir die Gedanken schlussendlich wahr, zum Beispiel als Kloß im Hals, als Druck im Magen oder als verspannte Schultern.
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Wenn wir uns entscheiden positiv zu denken, dankbar zu sein, Respekt und Wertschätzung anderen Menschen gegenüber zu haben, dann fühlen wir genauso wie wir denken und wir spüren das auch auf der Körperebene, wenn uns beispielsweise warm ums Herz wird. Mentaltraining zeichnet aus, dass wir entscheiden können, wie wir denken. Wer ist verantwortlich für unser Denken? Ja genau, nur wir selbst! Und weil wir ohnehin den ganzen Tag denken, können wir entscheiden, unsere Gedanken in eine für uns positive Richtung zu lenken. Veränderungen sind jederzeit möglich. Positives Denken bedeutet aber nicht, alles durch die rosarote Brille zu sehen und negative Dinge im Leben einfach auszublenden.
Die Rolle der Neuroplastizität
Neuroplastizität umschreibt die Fähigkeit unseres Gehirns, lebenslang veränderungs- und lernfähig zu sein. Die Wissenschaft war über 100 Jahre davon überzeugt, dass wir nur als Kinder lernen und uns anpassen können, als Erwachsene jedoch nicht mehr.
Unser Gehirn besitzt nach neuesten Forschungen circa 86 Milliarden Nervenzellen, auch als Neuronen bezeichnet. Jede Nervenzelle besteht aus drei Teilen:
- Dendriten, das sind die Teile, die Signale empfangen,
- dem Zellkörper, der die Signale verarbeitet und
- dem Axon, der Teil, der die Signale zur nächsten Nervenzelle weiterleitet.
Wie werden jetzt aber die Signale im Gehirn von einer Nervenzelle zur nächsten übertragen? Wir nehmen unsere Umwelt über unsere fünf Sinne wahr: Sehen, Hören, Fühlen, Riechen und Schmecken. Diese Sinneswahrnehmungen werden in elektrische Impulse umgewandelt. Die Nervenzellen stehen nicht in direkter Verbindung zueinander, sondern zwischen den Zellen ist ein kleiner Zwischenraum, der sogenannte synaptische Spalt. Trifft ein elektrisches Signal am Ende des Axons ein, werden dort chemische Botenstoffe freigesetzt, die über den synaptischen Spalt den Dendriten erreichen und dort wieder einen elektrischen Impuls auslösen.
Die Plastizität ist immer gegeben, in unserem Gehirn finden ständig Aufbau- und Abbauprozesse statt. Bei Veränderungen werden neue Schaltkreise werden gebildet, d. h. wenn wir Neues lernen, eine neue berufliche Herausforderung haben, uns sportlich betätigen oder meditieren. Alte Schaltkreise werden abgebaut, wenn wir sie nicht mehr nutzen, z. B. wenn wir einen alten Glaubenssatz, der uns blockiert hat, durch eine neue Überzeugung ersetzen.
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Der Wissenschafter Donald Ording HEBB hat 1970 folgende Aussage formuliert: „What fires together wires together.“ Das bedeutet, jene Nervenzellen im Gehirn, die gleichzeitig aktiviert werden, verbinden sich zu einem Neuronen-Netzwerk. Wissenschafter haben untersucht, wie das Gehirn sich beim Lernen verändert. PASCUAL-LEONE et al. haben in einer oft zitierten Untersuchung gezeigt, dass alleine die Gedanken in der Lage sind, die physische Struktur des Gehirns zu verändern. In seinem Experiment bildete er zwei Testgruppen, die noch nie in ihrem Leben Klavier gespielt haben. Mittels fMRT-Untersuchungen (funktionelle Magnetresonanztomographie) wurde vor dem Experiment die Struktur des Gehirns aufgezeichnet. Dann brachte man den Teilnehmern eine bestimmte Tonfolge bei, indem ihnen gezeigt wurde, welche Tasten auf dem Klavier sie zu spielen hatten. Das Experiment ging über fünf Tage mit täglich 2 Stunden Übungszeit.
Die erste Gruppe hatte im Training die Aufgabe, sich nur vorzustellen, die Tasten der Tonfolge zu drücken. Die zweite Gruppe spielte die Tonfolge im Training real am Klavier. Um Veränderungen sichtbar machen zu können, wurden am Ende der fünf Tage wieder Gehirnscans mittels fMRT aufgenommen. Pascual-Leone stellte dabei fest, dass sich die Gehirne beider Gruppen auf ähnliche Weise verändert haben. Sowohl die praktische Übung mit dem Klavier als auch die rein mentale Vorstellung schien eine Veränderung im Bewegungszentrum des Gehirns zu bewirken. Es wurden neue Synapsen gebildet und vorhandene Synapsen wurden verstärkt.
Wenn wir wirklich fokussiert sind, aktiviert unser Gehirn dieselben Synapsen = Schaltkreise, egal, ob wir uns etwas nur mental vorstellen oder tatsächlich real erleben.
Die Anzahl unserer Gedanken
In der Literatur findet man immer wieder Hinweise darauf, dass der Mensch angeblich pro Tag ungefähr 60.000 bis 80.000 Gedanken denkt. Außerdem ist zu lesen, dass wir durchschnittlich 24 % negative Gedanken haben sollen, 3 % positive Gedanken und der Rest ist ohne besondere Wirkung. Das würde bedeuten, dass der durchschnittliche Mensch achtmal mehr negative Gedanken hat als positive. Wissenschafter gehen davon aus, dass die Anzahl der negativen Gedanken unter Stress stark ansteigt, auf bis zu 70 % und mehr.
Woher kommen aber diese Zahlen? Begibt man sich auf die Suche nach Studien, sind aber keine Literaturstellen darüber zu finden, wie diese Zahlen zustande kommen. Ein möglicher Erklärungsansatz könnte die Anzahl der Sekunden pro Tag minus 8 Stunden Schlaf sein. Rechnerisch kommt man auf 57.600 Sekunden, also rund 60.000. Das wären rund 41 Gedanken pro Minute!
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Die Studie aus dem Jahre 2020 von JULIE TSENG und JORDAN POPPENK von der Queen’s University mit 184 Teilnehmern stellt den weit verbreiteten Mythos in Frage, dass Menschen täglich zwischen 60.000 und 80.000 Gedanken haben. Stattdessen deutet die Forschung darauf hin, dass wir eher auf etwa 6.000 Gedanken pro Tag kommen, wenn man ihre Ergebnisse extrapolieren würde.
Die Forscher konzentrierten sich darauf, wie sich die neuronale Aktivität im Gehirn während des Denkens verändert, insbesondere auf die Übergänge zwischen verschiedenen Denkzuständen. Mit Hilfe von Hirnscans (fMRT-Technologie) beobachteten sie den Übergang von einem Gedanken zum nächsten und identifizierten dabei sogenannte “Gedankenwürmer”. Diese bestehen aus aufeinanderfolgenden Perioden, in denen wir denselben Gedanken denken. Die Studie untersuchte diese Übergänge sowohl während des Ansehens von Filmen als auch in Ruhephasen, um zu verstehen, wie sich die Denkdynamik in verschiedenen Situationen manifestiert.
Besonders interessant war die Entdeckung, dass die Übergänge in Filmszenen mit dem Ende eines Gedankenwurms und dem Beginn eines neuen Gedankenwurms übereinstimmten. Dies deutet darauf hin, dass unser Geist ständig aktiv ist und Gedanken in aufeinanderfolgenden “Gedankenwürmern” auftreten.
Die Studie untersuchte auch den Zusammenhang zwischen Übergängen in der Netzwerkaktivität des Gehirns und dem Persönlichkeitsmerkmal Neurotizismus. Neurotizismus bezieht sich auf eine Tendenz zu emotionaler Instabilität, Ängstlichkeit, Unsicherheit und Verletzlichkeit. Die Ergebnisse zeigten, dass Personen mit höherem Neurotizismus tendenziell eine höhere Rate von Übergängen in der Netzwerkaktivität aufwiesen, sowohl im Ruhezustand als auch beim Ansehen von Filmen. Zusätzlich zum Grübeln vor dem Einschlafen, wo bestimmte Gehirnnetzwerke aktiviert werden und Gedanken sich gegenseitig verstärken, wurde auch das Phänomen des “mental Rauschens” untersucht.
Die ethischen Implikationen der Neurotechnologie
Moderne Neuro-Technologie ermöglicht es, unser Gehirn mit Computern zu verbinden und unsere Gedanken zu analysieren und sichtbar zu machen. Mit Hilfe von "Brain Computer Interfaces" (BCI) und leistungsfähiger Analysesoftware, die von Künstlicher Intelligenz unterstützt wird, können Gedanken in Text umgewandelt und Bilder aus unserem Kopf visualisiert werden. Über Gehirn-Computer-Schnittstellen können Computer Signale aus dem menschlichen Gehirn auslesen.
Diese Technologien sind zwar noch in der klinischen Erprobung, aber die Ergebnisse sind erstaunlich. Zum Beispiel können Schlaganfall-Patienten, die ihr Sprachvermögen verloren haben, wieder mit der Außenwelt kommunizieren oder per Gedanken einen Computer steuern. Forscher haben aus den Hirnsignalen einer 47-jährigen Frau, die seit einem Schlaganfall vor 18 Jahren gelähmt ist und nicht mehr sprechen kann, Worte und Gesichtsausdrücke generiert und diese durch einen digitalen Avatar dargestellt. Angehörige können nun über einen Bildschirm mit dem Avatar kommunizieren, der der Frau in Aussehen, Stimme und Mimik sehr ähnlich ist.
Doch die Entwickler und Betreiber dieser Analysegeräte haben direkten Zugriff auf die Vorgänge in unserem Gehirn, können sie speichern und weiterverarbeiten. In China nutzen einige Unternehmen bereits die Daten der Gehirnströme von Mitarbeitenden, um Arbeitsabläufe zu gestalten. Beispielsweise tragen Zugführer*innen der Peking-Shanghai-Hochgeschwindigkeitsstrecke Kopfbedeckungen, die ihre Hirnwellen erfassen, um den Grad ihrer Aufmerksamkeit zu messen.
Betreiber von Social-Media-Plattformen führen bereits erste Tests durch, um unsere Hirnwellen zu analysieren und sie mit ihren Inhalten zu verknüpfen. In ersten Labor-Versuchen haben Forscher Ratten falsche beziehungsweise künstliche Gedanken in ihr Hirn "importiert".
Rechtswissenschaftler, Ethiker und Datenschützer plädieren daher für ein Grundrecht auf kognitive Freiheit - das Recht auf Selbstbestimmung über unser Gehirn und unsere mentalen Erfahrungen. Chile hat bereits Neuro-Rechte in seine Verfassung aufgenommen, und auch auf europäischer Ebene werden Neuro-Rechte intensiv diskutiert und entsprechende Maßnahmen ergriffen. Daher muss das Recht des Menschen an seinen eigenen Gedanken gesetzlich geschützt werden. Ein sinnvoller Ansatz ist, unsere Gedanken in bestehende Datenschutz-Gesetze oder Menschenrechts-Konventionen zu integrieren. Der Kampf um den Schutz unserer geistigen Autonomie hat bereits begonnen.
Gedankenlesen und die Grenzen der Hirnforschung
Wenn man manchen Zeitungen und Magazinen Glauben schenken würde, dann wären unsere Gehirne heute schon mit ein paar technischen Geräten auslesbar, wäre Gedankenleserei überhaupt kein Problem mehr und bald würden die Menschen mit kleinen Schnittstellen herumlaufen, mit denen sie ihre Gehirne einfach mit Computern verbinden können. Wenn man den ganzen Schönschätzern und Prahlhänsen aus dem Silicon Valley glauben dürfte, stünden wir kurz davor, dass sich Menschen einfach nur mit Gedankenkraft ins Internet einklinken können, neue Geräte einfach unseren Willen auslesen und umsetzen können und die Zukunft sowieso den Cyborgs gehört.
So gesehen ist das, was der Wissenschaftsjournalist Matthias Eckoldt mit dem am Bernstein Center for Computational Neuroscience der Charité Berlin forschenden John-Dylon Haynes gemeinsam versucht, eine systematische Demontage der bunten Bilder, mit denen heute schon eine ganze „Neuro“-Industrie versucht, ihre Produkte an leichtgläubige Käufer zu verkaufen. Beiden geht es vielmehr darum auszuloten, wo die Hirnforschung heute tatsächlich schon steht, was sie mit tonnenschweren Geräten wie den MRT tatsächlich in den Gehirnen der Probanden erkennen kann und was tatsächlich „gelesen“ werden kann.
Eine Antwort, die fast beiläufig auftaucht, lautet natürlich: Das geht mit der rücksichtslosen Datenauslese in den sogenannten „sozialen“ Netzwerken und ihrer Verknüpfung mit Algorithmen viel besser, eigentlich millionenfach besser, denn mit all unseren Handlungen im Internet verraten wir uns, zeigen, was uns wichtig ist, wofür wir uns interessieren, wie wir es bewerten, mit wem wir in Kontakt sind und wie wir denken. Genau das aber kann man mit den heute verfügbaren Geräten der Neurowissenschaft nicht. Und das, obwohl ja die Gehirnforscher viel dichter dran sind am Quell unseres Ichs.
Doch auch mit dem MRT kommen sie nur bis auf die Ebene der kleinen Blutgefäße, die unser Gehirn durchziehen. Die dort sichtbar werdenden Veränderungen können grafisch dargestellt werden, was zumindest die Lokalisierung von verschiedenen Arbeitsvorgängen im Gehirn ermöglicht. Aber die beiden Autoren schildern auch sehr genau, wo die Grenzen dieser Erkenntnisfähigkeit sind, von denen es gleich mehrere gibt. Denn im Vergleich zu den 86 Milliarden Nervenzellen, aus denen ein menschliches Gehirn besteht, ist dieses Rasterbild aus dem MRT immer noch viel zu grob. Aber diese Aktivitäten verraten weder, ob es genau an dieser Stelle zu einem „Gedanken“ kommt, noch, was das genau für ein Gedanke ist.
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