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Abstract

Mit 30 Watt erzeugt es Welten, von denen die schnellsten Computer nur träumen können. Das Gehirn besteht aus einfachen Elementen und produziert daraus Myriaden von Verknüpfungen. Dieses Wunderwerk der Selbstregulation ist bis heute nicht abschließend entschlüsselt. Wolf Singer, Neurophysiologe am Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main, hat sein Leben der Erforschung dieses einzigartigen Organs gewidmet. Gemeinsam mit dem Denker Alexander Kluge kommt er ins Philosophieren.

Content

"Da gibt's im Gehirn nicht eine Trennung zwischen Rechenwerk und Programmspeicher und Datenspeicher oder so was, sondern es gibt nur Neurone und deren Verschaltung. Und die Art und Weise, wie die verschaltet sind, nennen wir funktionelle Architektur, und da liegen die ganzen Geheimnisse, denn die Freiheitsgrade sind überschaubar, es kann nur variiert werden, wer mit wem kommuniziert, wie stark oder schwach die Kopplungen sind und ob sie hemmend oder erregend sind, wobei die allermeisten erregend sind. Und mit diesem Lego-Baukasten hat die Evolution die Großhirnrinde zusammengebastelt."

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Content

" ... Profilierung von Hochhäusern als Individuen Aus dieser Perspektive betrachtet, erhalten die hohen Häuser ihre rationale Begründung. In ihnen erfahren die informationsverarbeitenden Prozesse eine besonders hohe Verdichtung, und es ist deshalb kein Zufall, dass sie gerade in ohnehin schon großen Knoten in die Höhe wachsen. Menschen, die sich hauptsächlich damit beschäftigen, Informationen aufzunehmen, zu verarbeiten und weiterzuverteilen, lassen sich ohne Schwierigkeiten in Hochhäuser packen. Aufwendig ist lediglich ihr An- und Abtransport. Einmal angekommen, sind sie genügsam, brauchen etwas Energie für Klima, Licht und Kommunikationshilfen - und wer gut gefrühstückt hat, hält mit etwas Mitgebrachtem bis zum Dienstschluss aus. Wer wo in welchem Turm sitzt, ist nahezu beliebig, da räumliche Nähe für den Austausch der abstrakten Information, die hier verhandelt wird, schon längst nicht mehr bedeutsam ist. Aber da alle dieselben Ressourcen benötigen, gleichgültig, mit welchen Inhalten sie sich gerade befassen, ist es vernünftig, sie auf engstem Raum übereinanderzustapeln. Man spart Energie und muss weniger Kabel verlegen. In informationsverarbeitenden Systemen sind neben der Verarbeitungsgeschwindigkeit und der Fehlertoleranz der Energieverbrauch und die Zahl der notwendigen Verbindungen die wichtigsten Optimierungsfaktoren. So gesehen haben Hochhäuser ihren Sinn, erscheinen sie als ideal angepasste Komponenten eines immer komplexer werdenden, sich selbst organisierenden Interaktionsgeflechts, das die Welt überzieht und die Informationen verarbeitet und zur Verfügung stellt, die zur Aufrechterhaltung der stetig komplizierter werdenden lebensweltlichen Abläufe unabdingbar sind. Und so vermute ich, dass sich Hochhäuser als Individuen zu profilieren suchen, gerade weil die Funktionen, die sie beherbergen, in hohem Maße austauschbar und ortsungebunden geworden sind. Für den, der das, was er tun muss, irgendwo tun könnte, wird mit einmal wichtig, sich wieder mit einem Ort identifizieren zu können, einem Ort, der anderen ein Begriff ist, den man kennt, der einen Namen hat, der beeindruckt. Und deshalb ist hier viel mehr gefragt als die Ingeniosität von Ingenieuren, gefragt ist die Kunst, durch Gestaltung von Raum Identität zu schaffen."

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Abstract

Neue Erkenntnisse der Hirnforschung verändern unser Bild vom Menschen. Prof. Dr. Wolf Singer, Direktor am Max-Planck-Institut für Hirnforschung, äußert sich über Bewusstesein, die Grenzen des freien Willens und die folgen für unser Rechtssystem und Erziehungswesen

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Abstract

Was wir wahrzunehmen in der Lage sind und wie wir wahrnehmen, ist durch die Natur der kognitiven Prozesse in unserem Gehirn festgelegt. Unser Gehirn wiederum ist das Ergebnis eines evolutionären Prozesses, der über zufällige Mutationen und Wettbewerb Strukturen hervorgebracht hat, sie sich in ihrem jeweiligen Biotop behaupten konnten. Dies macht zwar wahrscheinlich, dass sich dabei kognitive Systeme herausgebildet haben, die Vorgänge in der Welt draußen möglichst genau zu erfassen erlauben. Es gibt jedoch keine Garantie dafür, dass die Systeme daraufhin optimiert wurden, eine möglichst objektive Beurteilung der Welt zu liefern

Footnote

Rez. in: FAZ. (M. Lenzen: Eltern, laßt den Ehrgeiz sein!: "Die Sinnesorgane transportieren die Bilder, Töne und Gerüche der Welt ins Gehirn, und irgendwo dort drinnen sitzt ein Beobachter, ein Homunkulus, der sich ansieht, was auf der inneren Bühne gespielt wird. Diese Idee, die der neuen Essaysammlung des Hirnforschers Wolf Singer den Titel gibt, ist, wie der Autor darlegt, ebenso verlockend wie falsch. Das Gehirn ist ein selbstorganisierendes dezentrales System. Seine Leistungen beruhen auf seiner massiv parallelen Arbeitsweise und der rückgekoppelten Architektur der Großhirnrinde. Der Homunkulus ist überflüssig.' "Der Beobachter des Gehirns" hätte die Sammlung daher besser geheißen, denn unter diesen ist Singer einer der profiliertesten. In seinem neuen Buch reflektiert er über die verschiedensten Aspekte seiner boomenden Disziplin. Seine Themen reichen von der Geschichte der MaxPlanck-Institute über das Verhältnis von Natur- und Geisteswissenschaften, den Wert der Grundlagenforschung, die Unverzichtbarkeit der Tierversuche, den Nutzen der Hirnforschung für die Geschichtswissenschaft, für die Erziehung und für die Wertschätzung der Kunst bis hin zu Vorschlägen für die Stadtentwicklung: Die größte Herausforderung für die Hirnforschung sieht Singer darin, die Erklärungslücke zwischen der Ebene des schon recht gut verstandenen molekularen Geschehens im Gehirn und der Ebene des Verhaltens, das durch diese molekularen Aktivitäten ermöglicht wird, zu schließen. Zum besseren Verständnis der menschlichen Natur wie für die klinische Praxis. Das Gehirn, betont Singer, bildet die Welt nicht passiv ab, sondern trägt Hypothesen an sie heran, die es bestätigt oder verwirft. Daß das menschliche Gehirn mit diesem Frage-und-AntwortSpiel beginnt, noch bevor sein Aufbau abgeschlossen ist, seine Erfahrungen sich also in seiner Struktur niederschlagen können, ist der geniale Trick, dem die Menschen ihre überragende Intelligenz verdanken. Und es ist ein gutes Argument dafür, daß man sich stärker darum bemühen sollte, der Neugier der Kinder entgegenzukommen, als ihnen etwas beibringen zu wollen, das sie nicht interessiert. Reize, die den Erwartungen des Gehirns nicht entsprechen, bleiben wirkungslos, der Ehrgeiz der Eltern ist also überflüssig, meint Singer. Das Wissen über die Welt, das Menschen erwerben, ist nicht Stück für Stück wie in den Speicherplätzen eines klassischen Computers abgelegt, sondern, viel effektiver, in Form gemeinsam schwingender Neuronengruppen über das ganze Gehirn verteilt. Es gibt keine Zentralstelle für die Bewertung von Hirnaktivitäten, sondern lediglich rückgekoppelte Signale darüber, welche Aktivität sich in einer Situation als angemessen erwiesen hat. In kleinen Systemen, schreibt Singer, und meint damit sowohl kleine menschliche Gesellschaften als auch einfache Gehirne, herrscht ein hierarchisches Organisationsprinzip vor. In komplexeren Systemen wird das ineffektiv. An seiner Spitze müßte eine Superintelligenz stehen, die all die eingehenden Informationen aufnehmen und bewerten kann. Weder unter Neuronen noch unter Menschen sind solche Superintelligenzen jedoch verfügbar. Die einzige Chance, ein solches komplexes System dennoch zu beeinflussen; liegt darin, wie das Gehirn verteilte Strukturen auszubilden - wenn auch nicht so rücksichtslos wie das Gehirn, das Strukturen, die nicht mehr gebraucht werden, einfach eliminiert.
Singer entlarvt Mythen wie denjenigen, es gebe im Gehirn brachliegende Kapazitäten, die durch Training zu aktivieren seien, oder die Hoffnung, man könne je mit Sicherheit unterscheiden, was angeboren und was durch Erfahrung erworben ist. Singer bemängelt, daß sich die Menschheit so einseitig der Ausbildung der rationalen Sprache verschrieben hat und kaum Wert auf künstlerische Ausdrucksformen legt. Das menschliche Gehirn lernt in der Kindheit, sich auf seine Umwelt einzustellen. Kommt es mit künstlerischen Ausdrucksformen kaum in Berührung, ist es kein Wunder, wenn es sich dieser später nicht zu bedienen weiß. Bestürzend, meint Singer, denn der nichtsprachlichen Kommunikation könne gerade bei der interkulturellen Verständigung eine wichtige Rolle zukommen. Singers Buch ist nicht nur vielseitig und anregend, es ist auch angenehmen geschrieben und meidet das Modisch-Flapsige vieler populärer Wissenschaftsdarstellungen. Es leidet nur darunter, daß die verschiedenen, zumeist auf Vorträge zurückgehenden Essays nicht aufeinander abgestimmt sind. Statt die interessantesten Punkte zu vertiefen,. wiederholen sie immer und immer wieder dieselben einführenden Erläuterungen und Beispiele.")

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Abstract

Die Genforschung hat den Menschen seinen Mitgeshöpfen näher gerückt, als sich der scharfsinnige Evolutionsforscher Charles Darwin in seiner Verwandtschaftstheorie vermutlich je vorstellen konnte. Zu mehr als 98% stimmen Schimpanse und Mensch genetisch überein. Und doch scheinen nicht nur die äußeren Merkmale, sondern insbesondere die geistigen Fähigkeiten des Menschen so einmalig, dass auch die Naturwissenschaftler staunen. Sie haben heute zwar keine Zweifel, dass es einen bewußtseinsteuernden Homunkulus nicht geben kann und auch hochgeistige Phänomene wie Bewußtsein letztendlich auf evolutionär entwickelte physikalische Prozesse zurückzuführen ist. Aber das Problem, wie das Gehirn Geist erzeugt, woraus gewissermaßen das 'innere Auge' des Menschen besteht, erweist sich als ein vertracktes. In einer Festrede für die Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften, die wir in gekürzter Fassung abdrucken, schildert der am Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt tätige Neurologe wolf singer die Schwierigkeiten bei der Aufklärung dieser komplexen Prozesse; Schwierigkeiten, die dazu führen könnten, dass die Technologen mit dem Bau intelligenter Maschinen bald an Grenzen stossen

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Abstract

Der Marburger Philosoph Peter Janich besprach am 16. Juni in der F.A.Z. das neueste Buch des Frankfurter Hirnforschers Wolf Singer. Janich hielt Singer vor, er missverstehe nicht so sehr den Menschen als vielmehr die Naturwissenschaften vom Menschen, wenn er sie als Ausfluss von Hirnfunktionen beschreibe. Wissenschaftliche Sätze könnten wahr und falsch sein, Naturvorgänge nicht. Ein Experiment setze daher ein normatives Sprachspiel voraus, das sich auf Naturtatsachen nicht zurückführen lasse. "Nicht Hirne erforschen Hirne durch bloße neuronale Aktivität, sondern da muss in die Welt der Dinge mit Händen eingegriffen werden, und zwar nach Regeln." Janichs Besprechung hat Singer zu einem Brief provoziert, den wir mit Janichs Antwort veröffentlichen.

Content

Singer: Die Beweislast liegt bei Ihnen! Der Hirnforscher Wolf Singer ist des Argumentierens müde. Wenn der Philosoph Peter Janich immer noch Zweifel habe, dass die Hirnforschung die menschliche Geistestätigkeit restlos erklären könne, dann solle er doch in sein Labor kommen. Er würde ihn dann im Selbstexperiment schon davon überzeugen. Janich: Ich lasse mich nicht in den Tomographen schieben! Der Philosoph Peter Janich widerspricht Singers These, dass der menschliche Geist sich durch die Gehirnforschung restlos erfassen lasse. Und er widersetzt sich Singers Aufforderung, sich im Selbstexperiment davon zu überzeugen. Ein solches Experiment könne nichts beweisen außer Singers moralische Bedenkenlosigkeit.

Footnote

Bezug auf: Singer, W, M Ricard: Hirnforschung und Meditation: ein Dialog. Aus dem Engl. von Susanne Warmuth und Wolf Singer. Frankfurt: Suhrkamp. 2008.

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Abstract

Es soll der Frage nachgegangen werden, wie Wissen über die Welt in das Gehirn gelangt, wie es dort verankert wird und wie es bei der Wahrnehmung der Welt genutzt wird, um diese zu ordnen. Behandelt werden müssen dabei kognitive Aspekte der Evolution und der Individualentwicklung. Vor allem aber bedarf es dabei der Auseinandersetzung mit den neurobiologischen Grundlagen der Wahrnehmung, mit der Frage nach der Repräsentation von Wahrnehmungsobjekten im Gehirn. Vorab soll an einem alltäglichen Wahrnehmungsprozess verdeutlicht werden, welche Leistungen unsere kognitiven Systeme erbringen müssen, wenn sie versuchen, Ordnung in die Welt zu bringen. Die erste Abbildung zeigt eine komplexe Szene, in der Figuren zu erkennen sind. Es dauert gemeinhin eine Weile, bis diese als Pferde identifiziert werden können, und je länger die Suche währt, um so mehr Pferde werden sichtbar. Um diese Figuren erkennen zu können, muss das visuelle System zunächst eine Segmentierungsleistung erbringen. Es muss die Figuren vom Grund trennen; die Mustermerkmale, die konstitutiv für individuelle Figuren sind, müssen als zusammengehörig erkannt werden. Ferner müssen die verschiedenen Figuren voneinander getrennt werden, um identifizierbar zu sein. Vermengung von Konturen der Pferde mit Konturen des Hintergrundes oder von Konturen unterschiedlicher Pferde würde das Erkennen individueller Gestalten unmöglich machen, Dieser Segmentierungsprozess läuft meist automatisch ab, bleibt unbewusst und erfordert keine besondere Aufmerksamkeit. Da er der Objektidentifikation vorausgeht, muss er auf einer relativ niedrigen Ebene der visuellen Verarbeitungshierarchie erfolgen. Aus dem gleichen Grund muss er sich an Gruppierungsregeln orientieren, die für alle visuellen Objekte gleichermaßen gelten. Gruppierung muss möglich sein, bevor man weiß, welche Figuren eine Szene enthält. Ohne Vorwissen darüber, wie die Welt strukturiert ist, nach welchen Kriterien Szenen zweckmäßigerweise zu segmentieren sind, wäre es unmöglich, aus den zweidimensionalen Helligkeitsverteilungen, auf welche die Sehwelt in unseren Augen reduziert wird, irgendwelche Figuren zu extrahieren. Natürlich hilft es zu wissen, dass in dieser Szene Pferde grasen, aber dies weist nur zusätzlich darauf hin, dass sprachlich vermittelbares Wissen von den entsprechenden auditorischen Zentren im Gehirn auf periphere Ebenen des visuellen Systems zurückprojiziert werden kann, um dort Segmentierungsprozesse zu unterstützen. In diesem Fall erfolgt die Segmentierung dann aber unter der Kontrolle von Aufmerksamkeit und wird zur bewussten Suche.
Da Segmentierung aber möglich sein muss, ohne dass vorher gewusst wird, was zu sehen ist, muss sie allgemeinen, Im System fest verankerten Gesetzen gehorchen. Es muss angeborenes oder erworbenes Wissen darüber gespeichert sein, mit welcher Wahrscheinlichkeit bestimmte Konstellationen von Mustermerkmalen für visuelle Objekte kennzeichnend sind. Dieses Regelwissen ist in den dreißiger Jahren von den Gestaltpsychologen um Max Wertheimer gründlich erforscht worden. Als starkes Gruppierungskriterium gilt zum Beispiel die Kontinuität bzw. räumliche Kontiguität von Konturen. Das Sehsystem hat die Tendenz, Konturen, die zusammenhängen, als zu einer Figur gehörig zu gruppieren. Das Gleiche gilt für Bildelemente, die nahe benachbart sind (Kriterium der Nähe) oder für Elemente, die in irgendeinem Merkmalsraum Ähnlichkeiten aufweisen, etwa die gleiche Farbe oder die gleiche Textur haben (Kriterium der Ähnlichkeit). Ein ganz besonders effizientes Gruppierungskriterium, das vermutlich angeboren ist und den meisten Spezies gemeinsam ist, wird als Kriterium des gemeinsamen Schicksals angesprochen, Wenn ein gut getarnter Käfer reglos im Laub sitzt, ist er in der Regel nicht segmentierbar und damit auch nicht erkennbar. Bewegt er sich aber, was zur Folge hat, dass sich die Konturen seines Tarnmusters alle mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung bewegen, wird er sofort vom Hintergrund abgrenzbar, als Käfer identifizierbar und, wenn er Pech hat, gefressen. Kognitive Systeme wenden also zunächst relativ elementare Kohärenzkriterien an, um Bildelemente zusammenzufassen, die mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit konstitutiv für Wahrnehmungsobjekte sind. Hinzu treten eine Reihe komplexerer Kriterien wie die Geschlossenheit oder die gute Fortsetzung sich überschneidender Konturgrenzen. Wir gehen davon aus, dass sich Konturen harmonisch und kontinuierlich fortsetzen, auch wenn sie partiell verdeckt sind. Und schließlich bewerten wir sogar symmetrische Bezüge von Musterelementen als konstitutiv für Objekte. Es werden solche Konturgrenzen gruppiert, die, wenn zusammengefasst, symmetrische Figuren ergeben. Es entspricht dies dem Faktum, dass die meisten Organismen entweder radial- oder axialsymmetrisch sind.

Footnote

Der vorliegende Beitrag, der hier mit freundlicher Genehmigung des Verlages wiedergegeben wird und in großen Teilen inhaltlich dem an der Universität Kaiserslautern gehaltenen Vortrag entspricht, erschien in dem von H.R. Fischer u. S.J. Schmidt herausgegeben Aufsatzband; "Wirklichkeit und Welterzeugung. In memoriam Nelson Goodman", Heidelberg 2000: Carl-Auer-Systeme Verlag, S. 174-199.

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Abstract

Es gibt drei Mechanismen, über die Wissen in das Gehirn gelangt. Es ist einmal das durch die Evolution in den Genen gespeicherte Wissen über die Welt, wie es im Phänotyp jedes neu ausgereiften Gehirns exprimiert ist. Zum Zweiten gibt es das während der frühen Ontogenese erworbene Erfahrungswissen, das sich in strukturellen Änderungen der Gehirnarchitektur manifestiert - die übrigens kaum von den genetisch bedingten zu unterscheiden sind. Drit ten s ist es das durch Lernen erworbene Wissen, das sich in funktionellen Änderungen bereits bestehender Verbindungen ausdrückt. Auch die lernbedingten Veränderungen führen natürlich zu strukturellen Veränderungen auf der molekularen Ebene, die allerdings nur mit hoch auflösenden Mikroskopen identifiziert werden können. In ihrer Gesamtheit bestimmen diese drei Wissensquellen die funktionelle Architektur des jeweiligen Gehirns und damit das Programm, nach dem das betrachtete Gehirn arbeitet

Source

Weltwissen - Wissenswelt: Das globale Netz von Text und Bild. Hrsg.: Christa Maar, u.a