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Abstract

Die Hirnforscher Christof Koch und Susan Greenfield debattieren ihre Standpunkte zur Hirnaktivität bei Bewusstseinsprozessen.

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Abstract

Welche neuralen Aktivitäten bestimmten Bewußtseinsinhalten entsprechen, läßt sich in einfachen Fällen nunmehr experimentell untersuchen. Die Befunde erfordern freilich eine Interpretation in enger Zusammenarbeit von Psychologen, Neurophysiologen und Theoretikern

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Abstract

Das Bewusstsein ist eines der letzten großen ungelösten Rätsel der Wissenschaft - und sicherlich das größte der Biologie. Wir können den salzigen Geschmack von Kartoffel-Chips spüren, den unverkennbaren Geruch von Hunden wahrnehmen, wenn sie im Regen waren, und kennen das besondere Gefühl, wenn man nur an den Fingerkuppen hängend viele Meter über dem sicheren Boden in einer Felswand klettert. Wie können diese Eindrücke aus den Neuronen und den mit ihnen assoziierten Synapsen und molekularen Prozessen entstehen? Die Frage nach dem Bewusstsein hat die Ideen von Philosophen, Wissenschaftlern, Ingenieuren und den denkenden Menschen generell beflügelt. Was ist Bewusstsein? Wie passt es sich ein in unser Universum? Wozu ist es Nütze? Kommt es nur beim Menschen vor? Warum laufen so viele unserer tagtäglichen Handlungen bewusst ab? Antworten auf diese Fragen werden ein neues Bild kreieren, was es bedeutet, ein Mensch zu sein. In diesem Sachbuch, das aufgrund seines Schreibstils - ein Glossar erläutert die Fachausdrücke - für den interessierten Menschen mit Grips ebenso geeignet ist wie - aufgrund der exakten Literaturhinweise - für den Wissenschaftler oder Studenten, ergründet Christof Koch, einer der international renommiertesten Forscher in der Bewusstseins-Forschung, die der subjektiven Wahrnehmung von Mensch und Tier zugrunde liegende biologische Grundlage. Er erklärt das Gedankengerüst, das er und Francis Crick entwickelt haben, um das alte Leib-Seele-Problem zu verstehen. Das Herzstück dieses Gerüstes ist ein tragender Ansatz, die neuronalen Korrelate des Bewusstseins zu entdecken und zu charakterisieren, feine, flackernde Muster von Gehirnaktivität, die wirklich jeder bewussten Erfahrung zugrunde liegen. Ausgehend von umfangreichen anatomischen, physiologischen, klinischen, psychologischen und philosophischen Ansätzen und Daten umreißt dieses anspruchsvolle Sachbuch die wissenschaftliche Grundlage von Bewusstsein, zeigt die Grenzen unseres Wissens auf und beschreibt Versuche, die durchgeführt werden müssen, um dieses Rätsel erfolgreich abzuschließen.

Footnote

Rez. in: Spektrum der Wissenschaft 2006, H.6, S.101-102 (M. Springer): "Wir erforschen den Kosmos, um zu erfahren, woher wir kommen, und die Welt der Elementarteilchen, weil wir erkennen wollen, woraus wir letztlich bestehen. Nun wenden wir uns mit dem in Jahrhunderten gewonnenen Wissen dem nächstliegenden Forschungsobjekt zu: dem eigenen Gehirn. Das ist ein Schwindel erregendes Unternehmen, denn dabei beugt sich gewissermaßen das Gehirn wissbegierig über sich selbst. Geht das? Kann eine ursprünglich zur Analyse der unbelebten, bewusstlosen Natur entwickelte Methode jemals erklären, wie unser Gehirn Bewusstsein produziert? Muss nicht zwischen physikalisch-chemischen Hirnvorgängen und unserem sinnlichen Erleben von Farben, Schmerzen und Emotionen die notorische »Erklärungslücke« der Bewusstseinsforschung klaffen? Es kommt auf den Versuch an. Wer wissen will, was die Naturwissenschaft - konkret die Neurobiologie - bisher über die materielle Basis unseres bewussten Erlebens herausgebracht hat, sollte dieses Buch lesen. Christof Koch sucht empirisch nach den »neuronalen Korrelaten des Bewusstseins« (neuronal correlates of consciousness, NCCs) - dem kleinsten Satz neuronaler Ereignisse, der für eine bestimmte bewusste Wahrnehmung hinreichend ist. Gewiss vermag unser Gehirn noch viel mehr, als bloß Sinneserlebnisse zu vermitteln: Wir können sprechen, Erlebnisse reflektieren, zählen, logisch denken und so weiter. Das vergleichsweise bescheidene Projekt, NCCs für bewusste visuelle Wahrnehmung zu suchen, hat Koch gemeinsam mit Francis Crick, dem Mitentdecker des genetischen Codes, bis zu dessen Tod 2004 verfolgt, weil die beiden darin den einfachsten Zugang zum Rätsel des Bewusstseins sahen. Damit wiederholte Crick eine Vorgehensweise, mit der er schon 1953 erfolgreich war: zur Erforschung des bislang Unvorstellbaren zunächst ein möglichst einfaches Beispiel zu studieren. Bevor Crick zusammen mit James Watson die Struktur der DNA aufdeckte, konnten die Biologen sich nicht vorstellen, wie ein einzelnes Molekül die Information über den Aufbau eines lebenden Organismus enthalten sollte. Analog hofften später Crick und Koch, aus der Struktur der Neuronen und ihren Wechselwirkungen auf die physische Grundlage des Bewusstseins schließen zu können.
Das ist kein Top-down-, sondern ein Bottom-up-Ansatz. Die Leistung, Bewusstsein hervorzurufen, wird nicht »holistisch« dem Gehirn als Ganzem oder größeren Hirnarealen zugeschrieben, sondern möglichst kleinen Ensembles spezifischer Neuronen, eben den NCCs. Koch hebt beispielsweise die Fähigkeit einzelner Neuronen hervor, selektiv auf ein bekanntes Gesicht anzusprechen. Er bestreitet nicht, dass »höhere« bewusste Leistungen - etwa das Erfassen von Dingkategorien - größere Areale beanspruchen; aber für die empirische Untersuchung der Hirnvorgänge bei einfachen Wahrnehmungen sucht er nach dem neuronalen Minimum. Dafür müssen die Versuchspersonen nicht unbedingt Menschen sein; auch Affen, denen im Experiment unterschiedliche Bilder für beide Augen dargeboten werden, richten ihre Aufmerksamkeit abwechselnd auf das eine oder andere Bild, und entsprechend variiert das - mit modernen Verfahren messbare - neuronale Erregungsmuster ihres Gehirns. So wird Bewusstsein zu einem Gegenstand empirischer Forschung im Tierversuch. Koch - der immer wieder betont, auch im Namen seines verstorbenen Mentors Crick zu schreiben - behauptet nicht, er könne mit den NCCs schon das Rätsel des Bewusstseins insgesamt lösen. Wohl aber beharrt er darauf, dass nur dieser Bottom-up-Ansatz den Weg zu einer Erklärung weist. Er skizziert ein langfristiges Forschungsprogramm, das, so hofft er, die Erklärungslücke zwischen objektiven Hirnprozessen und subjektivem Erleben schließen wird. Bewusstsein ist für Koch eine emergente Eigenschaft komplexer Nerventätigkeit. Darum würde er auch nicht zögern, einem hochkomplex verdrahteten und autonom agierenden Roboter eine Art Bewusstheit zuzugestehen. Das ungeheuer reichhaltige, elegant geschriebene und gut übersetzte Buch wendet sich eigentlich an zwei verschiedene Lesergruppen: Die einen wollen »nur« erfahren, was die modernste Naturwissenschaft über das Bewusstsein zu sagen weiß; die anderen finden ein komplettes Lehrbuch der Neurobiologie vor. Der Autor versucht, es beiden recht zu machen, indem er Details und Quellen in umfangreiche Fußnoten verbannt. Ein neugieriger Leser wird sich förmlich zwingen müssen, über das Kleingedruckte hinwegzulesen, welches das untere Drittel fast jeder Seite ausmacht." Originaltitel: The quest for consciousness -a neurobiological approach.

Issue

Mit einem Vorw. von Francis Crick. Aus dem Amerikan. übers. von Monika Niehaus-Osterloh und Jorunn Wissmann.

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Content

"Manchmal kommt eine SMS, und es steht da »Ich habe nehmen Zug verpasst« - und der Empfänger ist ein wenig ratlos. Der Grund, weshalb solch kryptische Nachrichten entstehen, ist das Computerprogramm im Handy, T9 genannt, das seit ein paar Jahren schon aus der Reihenfolge der gedrückten Zahlentasten errät, welches Wort gemeint sein könnte, und welches die SMS-Tipperei eigentlich erleichtern sollte. Denn zuvor war es noch nötig, mehrmals auf einer einzigen Taste rumzutippen, um einen einzigen Buchstaben hervorzubringen. Der Nachteil von T9: Manche Wörter teilen sich Kombinationen, die Wörter »nehmen« und »meinen« etwa teilen sich die Reihenfolge der Tasten 6-3-4-6-3-6. Auf 400 Millionen Telefonen pro Jahr wird T9, das für »Text auf neun Tasten« steht, inzwischen weltweit ausgeliefert. Wie funktioniert diese Software? Wieso entscheidet es sich bei 6-3-4-6-3-6 zuerst für »nehmen« und erst bei Widerspruch für »meinen«? Die Amerikanerin Lisa Nathan, T9-Produktmanagerin, erklärt es: »Wenn wir die Wort-Datenbank für eine neue Sprache anlegen, sammeln wir zuerst mehrere Gigabyte an Text aus Zeitungen, Zeitschriften und aus Internet-Seiten und Chaträumen in der jeweiligen Sprache.« Die so zusammengetragenen Wortmassen werden anschließend durchgesehen - offenkundig irrsinnige Wörter aus Chats etwa fliegen raus. Je häufiger ein Wort vorkommt, umso eher erscheint es zuerst auf dem Display.
Manche Rechtschreibfehler lassen die Programmierer absichtlich drin - schließlich ist ein SMS-Schreiber frustriert, wenn das Programm ein Wort hartnäckig verweigert, von dem er fest glaubt, dass es existieren müsse. So kommt es, dass T9 sogar ein Wort »Rhytmuß« kennt. »Andere Wörter ergänzen wir, Imperative zum Beispiel wie :gib9 oder :nimm9. Die kommen in gedruckten Texten nur selten vor, in Kurzmitteilungen dafür ziemlich oft«, sagt Lisa Nathan. Aber wie kommt es, dass die Worterkennung zwar den Nazi-Jargon von Hitler bis Euthanasie im Programm hat, Wörter, die den Sex beschreiben oder das Einnehmen von Drogen, häufig aber nicht erkennt und die üblichsten Flüche einfach fehlen? »Wir zensieren nicht«, sagt Lisa Nathan. »in unserer Datenbank stehen alle Wörter - sofern sie häufig genug vorkommen. Aber fast alle Handyhersteller lassen Schimpfwörter und Wörter mit sexueller Bedeutung ausblenden.« Der Nazi-Jargon scheint niemand zu stören. Weil Flüche, Spitznamen oder nette Abkürzungen im Programm fehlen, ist T9 neuerdings lernfähig geworden: Wer Wörter vermisst, kann sie der Worterkennung beibringen. Die neuesten Handys lernen sogar automatisch, indem sie die eingehenden SMS nach neuen Wörtern durchsuchen. Am meisten Zeit spart man durch die Funktionen »Wortkomplettierung« oder »Wortvorhersage«, die nicht nur vorschlagen, wie das angefangene Wort enden könnte, sondern auch, welches wohl als nächstes kommt. »Ich bin kein sehr pünktlicher Mensch«, gesteht Lisa Nathan, »und wenn ich das Wort :komme9 tippe, schlägt mir T9 automatisch :etwas später9 als folgende Wörter vor.« Das kann sehr praktisch sein - aber auch sehr nervig. Denn wer will schon ständig an den Namen der Exfreundin Natalie erinnert werden, wenn er nur »nat« für »natürlich« eingegeben hat?"

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Abstract

Koma - Immer wieder stehen Ärzte vor der schwierigen Frage, ob ein Patient, der völlig teilnahmslos daliegt, nicht doch noch Gedanken und Gefühle hegt. Ein neues Verfahren erlaubt es, den Grad des Bewusstseins erstaunlich zuverlässig zu messen.

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Abstract

Bewusstsein ist und bleibt ein neurobiologisches Rätsel. Oder doch nicht? In diesem Interview, das Arvid Leyh im Jahr 2010 führte, berichtet Christof Koch, Professor für Kognitive Biologie und Verhaltensbiologie am California Institute of Technology (neu erschienen im April 2012: Christof Koch: Consciousness. Confessions of a Romantic Reductionist, http://www.science-shop.de/artikel/11...), inspirierend über seine Erkenntnisse bei der Suche nach neuronalen Korrelaten des Bewusstseins, die er in jahrelanger Forschung gemeinsam mit dem inzwischen verstorbenen Entdecker der Molekularstruktur der Erbsubstanz DNA, Francis Crick, gewann. NCCs, die neuronalen Korrelate des Bewusstseins sind definiert als der kleinste Satz neuronaler Ereignisse, der für eine bestimmte bewusste Wahrnehmung hinreichend ist.

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Abstract

Wie kann Aktivität im Gehirn Gefühle auslösen? Wie kann "bloßes Fleisch" - so wird der Körper in Cyberpunkromanen oft abfällig genannt -- subjektives Empfinden hervorbringen? Oder allgemeiner gesagt: Wie kann etwas Physisches etwas Nichtphysisches, subjektive Zustände erzeugen? Ob es der Zahnschmerz ist, die Freude beim Anblick der eigenen Kinder oder der Geschmack eines edlen Weins, sie alle haben denselben Ursprung in der Aktivität von Nervengewebe, im Bewusstsein. Christof Koch forscht seit Jahren über das Thema Bewusstsein. In einer Art Bestandsaufnahme zeigt er den derzeitigen Stand der Forschung auf, an dem auch maßgeblich Wissenschaftler wie Francis Crick, Ned Block, David Chalmers, Stanislas Dehaene, Giulio Tononi und Wolf Singer mitgewirkt haben. Ihm erscheint nicht als Widerspruch, mit naturwissenschaftlichen, empirischen Methoden erklären zu wollen, wie Gefühle entstehen. Wir sind uns der meisten Dinge, die in unserem Kopf vorgehen, nicht bewusst. Koch postuliert, dass Zombies ohne Bewusstsein in weiten Teilen unser Leben steuern, auch wenn wir der festen Überzeugung sind, darüber selbst zu bestimmen. Seiner Meinung nach wird es gelingen, empfindungsfähige Maschinen zu bauen - er liefert eine erste Vorlage hierfür im Buch. Er reflektiert so diverse Aspekte wie die Unterscheidung zwischen Aufmerksamkeit und Bewusstsein, das Unbewusste, die Physik und Biologie des freien Willen, Hunde, den Ring der Nibelungen, den Glauben an einen persönlichen Gott und Traurigkeit. Kochs Buch ist mehr als ein wissenschaftlicher Überblick - es ist zudem Bekenntnis, Autobiographie und futuristische Spekulation.

Issue

Aus d. Engl. übersetzt von Monika Niehaus und Jorunn Wissmann.