Lesezeit ca. 13 Min.
arrow_back

Ein ewiges Rätsel?


Logo von Gehirn & Geist
Gehirn & Geist - epaper ⋅ Ausgabe 3/2022 vom 04.02.2022

Artikelbild für den Artikel "Ein ewiges Rätsel?" aus der Ausgabe 3/2022 von Gehirn & Geist. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: Gehirn & Geist, Ausgabe 3/2022

DAS GANZE UND DIE SUMME DER TEILE | Die Natur mentaler Zustände stellt Forscher seit Jahrhunderten vor Herausforderungen.

UNSERE AUTOREN

Emma Young und David Robson sind britische Wissenschaftsjournalisten und Redakteure beim Magazin »New Scientist« in London.

1 Was ist Bewusstsein?

Die einfachste Antwort darauf lautet: Bewusstsein ist jede Art von subjektiver Erfahrung. Schmerz empfinden, den Duft einer Rose riechen, sich schämen, einen Freund in einer Menschenmenge entdecken, sich darüber klar werden, dass man heute ein Stück klüger ist als vor einem Jahr – das alles sind Beispiele für bewusste Erfahrungen. Auf einem Forschungsgebiet voller Widersprüche und konkurrierender Ansätze ist das jedoch schon so ziemlich das Einzige, worüber sich die meisten Experten einig sind. Jenseits dieser simplen Feststellung beginnt der Dissens.

Der französische Philosoph René Descartes (1596– 1650) unterteilte das bekannte Universum in Materie (»res extensa«) und Geist (»res cogitans«). Ausgehend von dieser dualistischen Trennung, die ...

Weiterlesen
epaper-Einzelheft 5,99€
NEWS Jetzt gratis testen
Bereits gekauft?Anmelden & Lesen
Leseprobe: Abdruck mit freundlicher Genehmigung von Gehirn & Geist. Alle Rechte vorbehalten.
Lesen Sie jetzt diesen Artikel und viele weitere spannende Reportagen, Interviews, Hintergrundberichte, Kommentare und mehr aus über 1050 Magazinen und Zeitungen. Mit der Zeitschriften-Flatrate NEWS von United Kiosk können Sie nicht nur in den aktuellen Ausgaben, sondern auch in Sonderheften und im umfassenden Archiv der Titel stöbern und nach Ihren Themen und Interessensgebieten suchen. Neben der großen Auswahl und dem einfachen Zugriff auf das aktuelle Wissen der Welt profitieren Sie unter anderem von diesen fünf Vorteilen:

  • Schwerpunkt auf deutschsprachige Magazine
  • Papier sparen & Umwelt schonen
  • Nur bei uns: Leselisten (wie Playlists)
  • Zertifizierte Sicherheit
  • Freundlicher Service
Erfahren Sie hier mehr über United Kiosk NEWS.

Mehr aus dieser Ausgabe

Titelbild der Ausgabe 3/2022 von Liebe Leserin, lieber Leser!. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Liebe Leserin, lieber Leser!
Titelbild der Ausgabe 3/2022 von Orang-Utan-Mütter helfen Nachwuchs altersgerecht. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Orang-Utan-Mütter helfen Nachwuchs altersgerecht
Titelbild der Ausgabe 3/2022 von Warme Hände, warm ums Herz. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Warme Hände, warm ums Herz
Titelbild der Ausgabe 3/2022 von Heilende Immunzellen bei Asthmatikern. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Heilende Immunzellen bei Asthmatikern
Mehr Lesetipps
Blättern im Magazin
Wie das Gehirn zwischen alter und neuer Information unterscheidet
Vorheriger Artikel
Wie das Gehirn zwischen alter und neuer Information unterscheidet
»Wir müssen die richtigen Fragen stellen«
Nächster Artikel
»Wir müssen die richtigen Fragen stellen«
Mehr Lesetipps

... Descartes’ Nachfolger noch weiter verfeinerten, prägte der australische Philosoph David Chalmers (* 1966) auf einer Konferenz im Jahr 1994 ein berühmtes Bonmot: Es gebe neben einigen einfachen auch ein »hartes Problem« der Bewusstseinstheorie.

Einfache Probleme beträfen demnach die Frage, wie gewisse Hirnprozesse mit Bewusstsein verknüpft sind, etwa mit unterschiedlichen Sinneseindrücken, mit Lernen und Denken, Wachheit und Träumen. Obwohl vieles davon noch nicht geklärt ist, glaubt Chalmers nach wie vor, die bewährten Strategien der kognitiven Neurowissenschaft werden eines Tages Licht ins Dunkel bringen. Die wirklich harte Nuss dagegen sei zu erklären, wie und weshalb es überhaupt bewusste Erfahrungen gibt. »Bewusstsein ist das Schwierigste, was die Erforschung des Geistes zu bieten hat«, erklärt der Neurophilosoph von der New York University. Wenn wir denken oder wahrnehmen, kommt es zu einem Anstieg der Informationsverarbeitung im Gehirn, aber zugleich besitzen wir davon mutmaßlich klar unterscheidbare mentale Zustände. Wie kommt ein knapp anderthalb Kilogramm schweres Organ mit der Konsistenz von Tofu zu so etwas wie dem Gefühl zu existieren?

Manche Experten bezweifeln, dass wir diese Kluft jemals schließen werden – es übersteige das menschliche Erkenntnisvermögen. Andere vermuten, das vermeintlich Unerklärliche werde sich mit einem besseren Verständnis des Gehirns in nichts auflösen (siehe auch das Interview ab S. 20). Anil Seth von der University of Sussex in England sieht noch eine dritte Möglichkeit. Ihm zufolge werde die Arbeit an den einfacheren Fragen uns eines Tages in die Lage versetzen, das harte Problem ganz neu anzugehen. Seth entwickelte eine Art Rahmentheorie zu den wichtigsten Aspekten von Bewusstsein, die es zu erklären gelte. Er hält drei Komponenten für entscheidend: bewusste Inhalte, das Selbst und die verschiedenen Grade von Bewusstsein.

Bewusste Inhalte umfassen alles, dessen wir uns bewusst sein können, etwa Sinneserfahrungen. Ein Kernmerkmal von ihnen ist, dass sie sich auf ein Subjekt beziehen – ein Selbst also, das über sich reflektiert, daher auch Ich- oder Meta-Bewusstsein genannt. Die Grade von Bewusstsein wiederum unterscheiden Zustände wie Traumschlaf, Narkose oder Wachheit (siehe »2 Wie viele Bewusstseinsformen gibt es?«).

All diese Aspekte existieren nicht unabhängig voneinander, so Seth. »Erst wenn wir jeden denkbaren Bewusstseinsinhalt erklärt haben, haben wir das Phänomen verstanden«, sagt der Forscher. Bewusstsein in seine Elemente zu zerlegen, hält er für den besten Weg, um seine wahre Natur zu erkennen.

Seth, A. K.: Consciousness: The last 50 years (and the next). Brain and Neuroscience Advances 2, 2018

2 Wie viele Bewusstseinsformen gibt es?

Einst stellte man sich Bewusstsein wie eine Art Lichtschalter vor. Es sei an, sobald man wach ist, und aus, wenn man schläft, unter Narkose oder im Koma. Allerdings ähnelt unsere subjektive Erfahrung im Traumschlaf stark der im Wachzustand. Ausgehend von dieser Beobachtung erweiterten Forscher die Zahl der Bewusstseinsstadien zunächst auf drei.

Das hatte freilich nicht lange Bestand. Die Wende kam mit der Erforschung von Komapatienten, deren Gehirn keine messbaren Reaktionen auf Umweltreize mehr zeigt, sowie von Menschen in einem vegetativen Zustand (auch Wachkoma genannt), welche mitunter bei Bewusstsein sind, zugleich aber auf Grund der Lähmung ihres Körpers zu keiner Interaktion fähig sind. Wachkomapatienten scheinen viel bewusster zu sein als solche im echten Koma, und beide wiederum weniger bewusst als wache Gesunde. Neurowissenschaftler und Philosophen argumentierten daher heute, Bewusstsein ähnele eher einem Dimmer – mit vollkommener Bewusstlosigkeit am einen Ende des Spektrums und extrem geschärftem Bewusstsein am anderen.

Dieses Bild verkomplizierte sich durch eine Aufsehen erregende Entdeckung: Einige Menschen im andauernden vegetativen Zustand scheinen tatsächlich zu willentlichen Aufmerksamkeitsleistungen in der Lage zu sein. Ein Forscherteam um Adrian Owen von der University of Cambridge konnte mittels Aufzeichnung von Hirnsignalen mit mehreren solchen Patienten kommunizieren. Darunter war ein 29-Jähriger, der Fragen mit Ja und Nein beantwortete, indem er sich jeweils andere Aktivitäten im Geiste vorstellte.

Hinzu kamen Vermutungen, wonach es auch am anderen Ende des Spektrums, also jenseits der aufmerksamen Wachheit, noch höhere Bewusstseinsformen geben könnte. 2017 erschien eine Studie von Forschern um Michael Schartner und Anil Seth, in der Menschen verschiedene Dosen der Halluzinogene LSD oder Psilocybin erhielten. Unter dem Drogeneinfluss zeigte ihr Gehirn viel komplexere Interaktionsmuster zwischen verschiedenen Arealen als sonst. Die Untersuchung weiterer außergewöhnlicher Zustände wie Hypnose, Schlafwandeln, Epilepsie, Aufmerksamkeitsblindheit oder Tagträumen führte dazu, dass Bewusstsein inzwischen nicht mehr als Alles-oder-nichts-Phänomen aufgefasst wird.

Owen hält selbst das Stufenmodell des Bewusstseins für fragwürdig. »Ein Blinder ist nicht weniger bewusst als ein Sehender«, sagt er. »Und jemand, der ein mildes Beruhigungsmittel geschluckt hat, ist auch nicht weniger bewusst als jemand in nüchternem Zustand.« Man stelle sich vor, wie ein Säugling die Welt wahrnimmt, so der Forscher. Ein Erwachsener sieht ein Bild des Eiffelturms und weiß sofort, wie das Bauwerk heißt, wo es steht, womöglich auch, was er selbst gemacht hat, als er es das letzte Mal besuchte. Dagegen sieht der Säugling allenfalls ein hohes Gerüst. In vieler, aber nicht in jeder Hinsicht unterscheidet sich sein Bewusstsein von dem der Großen. Erkrankt der Mensch an Alzheimerdemenz, gleicht sein Bewusstsein des Eiffelturms irgendwann vielleicht wieder jenem, das er als Säugling besaß. Dennoch wären beide Formen sicher nicht identisch.

»Bewusstsein hat viele Facetten«, meint Owen. »Der Versuch, es an einer einzigen oder an wenigen Dimensionen zu messen, ist zum Scheitern verurteilt.« Seth und seine Kollegen schlagen daher ein komplexeres Bewusstseinsmodell vor. Statt als Punkt auf einer Geraden lasse sich Bewusstsein besser als spinnennetzartiges Koordinatensystem darstellen, in dem jede Dimension für eine andere Eigenschaft steht. Wie man diese verlässlich misst und was sich daraus ableiten lässt, muss die weitere Forschung allerdings noch zeigen.

Owen, A. M. et al.: Detecting awareness in the vegetative state. Science 313, 2006

Schartner, M. M.: Increased spontaneous MEG signal diversity for psychoactive doses of ketamine, LSD and psilocybin. Scientific Reports 7, 2017

3 Wie können wir uns das Bewusstsein von Tieren vorstellen?

Kinder wissen, wie viel Spaß es macht, einen Ball ins Wasser zu werfen, nur um dabei zuzusehen, wie er in den Wellen treibt. Jennifer Mather und Roland Anderson vom Aquarium in Seattle (USA) stellten fest, dass Oktopusse sich offenbar an ähnlichen Spielen erfreuen. Die Forscher stellten den Weichtieren eine leere Pillendose zur Verfügung. Sechs der acht Kraken des Aquariums verloren zwar recht bald wieder das Interesse, die anderen zwei jedoch ertasteten den Behälter neugierig mit ihren Tentakeln und trieben ihn mit Wasserstrahlen durchs heimische Becken. Dieses Verhalten lässt sich kaum anders interpretieren, als dass die Tiere einem Zeitvertreib nachgingen, für den es laut Experten zumindest einer rudimentären Form von bewusster Aufmerksamkeit bedarf.

Eine Reihe hoch entwickelter Tiere zeigt Verhaltensweisen, die ebenfalls für ein komplexes Innenleben sprechen. Zu den mehr oder weniger bewusstseinsfähigen Spezies zählen Biologen unsere nächsten Verwandten, die Menschenaffen, sowie Rabenvögel, aber eben auch manche Wirbellose wie Kraken. Die Herausforderung besteht darin zu verstehen, wie sich die mentalen Zustände dieser Wesen von unseren unterscheiden.

Lange Zeit sprachen Forscher von den Bewusstseinsgraden wie von einer aufsteigenden Hierarchie mit Homo sapiens an der Spitze. In einem Fachartikel von 2020 argumentierte jedoch eine Arbeitsgruppe um den Philosophen Jonathan Birch von der London School of Economics dafür, fünf verschiedene Elemente von Bewusstsein zu unterscheiden. Das erste lautet »perzeptive Reichhaltigkeit« – gemeint ist, wie gut eine Tierart verschiedene Details in der Sinneswahrnehmung diskriminiert. Das zweite Element ist die »evaluative Reichhaltigkeit«, also die Fähigkeit, Belohnungen und andere positive Verstärker von potenziell schädlichen, unangenehmen Reizen zu unterscheiden. Das menschliche Analogon dazu sind emotionale Färbungen wie Freude oder Schmerz.

Bei der dritten Dimension, Integration genannt, geht es um das Ausmaß, in dem verschiedene Sinnesinformationen zu einem einheitlichen Erleben verknüpft werden. Sodann ist die zeitliche Stabilität wichtig, inwieweit etwa vergangene Erfahrungen das künftige Verhalten beeinflussen und ob Pläne für die Zukunft gefasst werden können. Die fünfte Dimension schließlich beschreibt das Selbst. Sie lässt sich ermessen, indem man beispielsweise prüft, ob ein Tier sich im Spiegel erkennt oder die so genannte Theory of Mind besitzt, sich also zu einem gewissen Grad in Artgenossen hineinversetzen und deren Gefühle oder Motive nachvollziehen kann.

Laut Jonathan Birch und seinen Kollegen hat es keinen Sinn, danach zu fragen, ob ein Tier mehr oder weniger Bewusstsein besitzt als ein anderes, da jede Spezies auf manchen dieser fünf Dimensionen hoch rangieren kann und auf anderen niedrig. Nicola Clayton von der University of Cambridge verdeutlicht das am Beispiel der Raben. Die Vögel legen nicht nur Nahrungsvorräte an, was für eine gewisse Vorausschau spricht, sie bluffen auch mittels falscher Verstecke, um Artgenossen hinters Licht zu führen, die ihnen ihre Leckerbissen stehlen könnten. Somit scheint außerdem eine hoch entwickelte Fähigkeit zum Perspektivenwechsel gegeben zu sein.

Einige Krakenarten hingegen zeigen zwar kaum weitsichtiges Verhalten, spielen jedoch, was darauf hindeutet, dass sie so etwas wie Freude empfinden. Zudem scheint ihr Wahrnehmungsspektrum überaus breit zu sein, da sie zum Beispiel polarisiertes Licht wahrnehmen und mit ihren Tentakeln nicht bloß tasten, sondern auch schmecken können.

Die vermutlich größte Bandbreite der Bewusstseinsleistungen findet sich bei der Integration unterschiedlicher Sinne zu einem einheitlichen subjektiven Erleben. Der Mensch registriert mit seinen Augen zwei physikalisch unterschiedliche Bilder, welche das visuelle System aber vollkommen bruchlos zu einer einzigen Wahrnehmung kombiniert. Eine wichtige neuroanatomische Voraussetzung dafür ist das dicke Bündel an Nervensträngen, welches die beiden Hirnhälften miteinander verbindet, das Corpus callosum. Vielen Vögeln fehlt diese Brücke zwischen den Hemisphären, weshalb Birch und seine Kollegen davon ausgehen, dass die Tiere über eine Art »zweigeteiltes Bewusstsein« verfügen. Dafür spricht auch, dass einige Zugvögel nachweislich mit nur einer Hirnhälfte schlafen, während sie mit der anderen durch die Luft manövrieren.

Der Oktopus wiederum verfügt über ein eigenes Nervensystem in jedem seiner acht autonom agierenden Tentakel, in denen gut zwei Drittel seiner Neurone lokalisiert sind. »Gut möglich, dass jeder ihrer Arme zu einem gewissen Grad über eigene Bewusstseinsqualitäten verfügt, die im Zentralhirn kombiniert werden«, erklärt Birch. Ein solches Bewusstsein ist dem unseren jedoch derart fremd, dass wir es uns kaum vorstellen können.

Birch, J. et al.: Dimensions of animal consciousness. Trends in Cognitive Sciences 24, 2020

Mather, J.: Octopus consciousness: The role of perceptual richness. NeuroSci 2, 2021

4 Wann hat sich Bewusstsein entwickelt?

Angesichts der Bandbreite an Bewusstseinsformen im Tierreich mag man sich fragen, wann und wie diese entstanden sind. Gibt es einen ersten gemeinsamen Vorläufer? Oder entwickelten sich die unterschiedlichen Ausprägungen getrennt voneinander?

Andreas Nieder von der Universität Tübingen favorisiert Letzteres. Er führte ein originelles Experiment mit Krähen durch, um die Mechanismen zu studieren, die den Tieren bewusste Seheindrücke verschaffen. Die Vögel wurden darauf trainiert, verschiedenfarbige Quadrate zu unterscheiden, von denen sich manche nur durch kaum wahrnehmbare Schattierungen vom Rest abhoben. Bestimmte Neurone feuerten immer dann, wenn die Krähen den Unterschied bemerkten, nicht jedoch, wenn er ihnen entging. Beim Menschen sowie bei anderen Primaten übernehmen Zellen im präfrontalen Kortex des Stirnhirns eine ähnliche Funktion. Daher vermutet Nieder, dass Bewusstsein auf unterschiedlichen Wegen im Lauf der Evolution realisiert wurde, ähnlich wie Flügel bei Insekten, Vögeln und Fledermäusen unabhängig voneinander entstanden.

Eva Jablonka von der Universität Tel Aviv und ihre Kollegin Simona Ginsburg vertreten dagegen die Ansicht, es gebe eine gemeinsame Quelle allen Bewusstseins. Als dessen Keimzelle betrachten sie die Fähigkeit zum unbegrenzten assoziativen Lernen, bei der man neue Stimuli miteinander verknüpft, selbst wenn eine gewisse Zeit zwischen beiden verstrichen ist. Ketten aus solchen gelernten Verknüpfungen könnten, je nach Kontext, flexibel interpretiert werden, so dass ein Ereignis, das anfangs Gefahr signalisiert, später zu einer Belohnung umgedeutet werden kann. Hierfür sei Bewusstsein in Form gezielter Aufmerksamkeitslenkung nötig, die bestimmte Umweltreize umzudeuten helfe. Was sagt uns das über die Geburt des Bewusstseins?

Die Fähigkeit zum unbegrenzten assoziativen Lernen ist bei zahlreichen Arten zu beobachten. »Selbst kleine Fische können das«, sagt Jablonka. Laut ihrer und Ginsburgs Theorie führen die Spuren des Bewusstseins zurück bis zu den ersten Wirbeltieren vor 530 Millionen Jahren.

Dass etwa Mollusken kein assoziatives Lernen zeigen, lässt für Jablonka den Schluss zu, erste Bewusstseinsformen bei Kraken seien erst deutlich später entstanden, vor rund 300 Millionen Jahren. »Diese Genealogie ist ein viel versprechender Ansatz der evolutionären Bewusstseinstheorie«, meint Birch.

Ginsburg, S., Jablonka, E.: Evolutionary transitions in learning and cognition. Philosophical Transactions of the Royal Society of Sciences B: Biological Sciences 376, 2021

Nieder, A. et al.: A neural correlate of sensory consciousness in a corvid bird. Science 369, 2020

5 Woher wissen wir, ob Maschinen

Bewusstsein haben? Ob technische Systeme jemals Bewusstsein erlangen können, hängt sehr wahrscheinlich davon ab, was wir unter Bewusstsein verstehen. So ähnlich argumentiert der Philosoph Daniel Dennett von der Tufts University: Sobald eine Maschine in der Interaktion mit uns nicht mehr von einem Menschen zu unterscheiden sei, müsse man ihr Bewusstsein zugestehen. Zumindest, wenn dieser so genannte Turing-Test »mit der gebotenen Ernsthaftigkeit, Konsequenz und Schläue« durchgeführt wird.

Den Neurowissenschaftler Michael Graziano von der Princeton University überzeugt das nicht. Laut seiner Aufmerksamkeitsschema-Theorie ist Bewusstsein so etwas wie das vereinfachte Modell des Gehirns von seiner eigenen Arbeit: eine Repräsentation dessen, was es selbst tut (siehe »Die vier wichtigsten Bewusstseinstheorien«, S. 24). Graziano hält es nicht für ausgeschlossen, einer maschinellen Intelligenz ein vergleichbares selbstreferenzielles Modell einzugeben. Verfügt eine Maschine über ein hinreichend differenziertes Selbstmodell und können wir nachvollziehen, zumindest im Prinzip, wie es Informationen verarbeitet, dann habe so eine Maschine auch Bewusstsein. Das gelte unabhängig davon, ob es sich bei der »Maschine« um Software oder um ein physisches Objekt handelt.

Anil Seth bezweifelt allerdings, dass Bewusstsein derart »substratunabhängig« ist. Für ihn bedarf es eines Analogons zu neuronalem Gewebe, bestehend etwa aus Organoiden, die als Träger bewusstseinsfähiger Prozesse fungieren.

Phil Maguire von der National University of Ireland in Maynooth wiederum hält das Ganze für mehr als die Summe seiner Teile. »Maschinen setzen sich aus Komponenten zusammen, die man getrennt voneinander betrachten und analysieren kann.« Anders gesagt: Sie sind »desintegriert«, und folglich kann man sie vollständig ohne den Rückgriff auf Bewusstseinsprozesse erklären. Desintegrierte Maschinen verfügen grundsätzlich nicht über Bewusstsein, glaubt Maguire.

Graziano, M. S. A.: The attention schema theory: A foundation for engineering artificial consciousness. Frontiers in Robotics and AI 4, 2017

Maguire, P. et al.: Are people smarter than machines? Croatian Journal of Philosophy 20, 2020

6 Wozu ist Bewusstsein gut?

Bewusstsein scheint im Lauf der Evolution mehrfach entstanden zu sein (siehe »4 Wann hat sich Bewusstsein entwickelt?«). Demnach bietet es vermutlich einen spezifischen Überlebensvorteil. Nur welchen? Viele Biologen glauben, des Rätsels Lösung liege in der Flexibilisierung des Verhaltens. »Bewusste Zustände ermöglichen es uns, besser mit Umweltreizen umzugehen, als es unbewusste, reflexhafte Reaktionsmuster erlauben«, so der Neurobiologe Andreas Nieder. Bewusst können wir die Welt unterschiedlich bewerten – etwa durch Gefühle, die anzeigen, ob eine Sache gut oder schlecht für uns ist. Dazu gehört auch, dass wir unsere Aufmerksamkeit lenken, je nachdem, was Priorität hat oder den größten Erfolg verspricht. Statt einfach nach dem immer gleichen Schema zu agieren, können bewusste Wesen viel komplexer abwägen und Entscheidungen treffen. »Das bietet dem Individuum und damit der gesamten Art einen unschätzbaren Vorteil in einer sich verändernden Umgebung«, erklärt Nieder.

Dazu passt die Theorie, dass die Keimzelle von Bewusstsein im assoziativen Lernen liegt – der Fähigkeit, beliebige Reizkonstellationen zu einer einzigen Wahrnehmung zu verbinden. Statt sich nur auf genetisch festgelegtes Instinktverhalten zu verlassen, können damit begabte Lebewesen Herausforderungen auf unterschiedliche Weise meistern, wie zum Beispiel auf Grundlage minimaler Wahrnehmungsdifferenzen zwischen guter und schlechter Nahrung unterscheiden. »Assoziatives Lernen war vielleicht der größte Durchbruch bei der Entwicklung intelligenten Lebens«, mutmaßt Eva Jablonka von der Universität Tel Aviv.

Die ersten rudimentären Bewusstseinsformen, die rund 500 Millionen Jahre zurückreichen, lösten zudem eine Reihe weiterer Nebeneffekte aus. Sie könnten zum Beispiel zu enorm wachsender Konkurrenz unter den Spezies geführt haben, einer Art kognitivem Wettrüsten, das manche Evolutionsforscher als Ursache der »kambrischen Explosion«, einer plötzlichen Zunahme des Artenreichtums zu Beginn des Kambriums, ansehen. Raubtiere, die dank ihrer Bewusstseinsfähigkeit geschicktere Jäger waren, erzeugten beispielsweise einen Druck auf Beutetiere, sich auf die neue Gefahr einzustellen, was wiederum vermehrten Einsatz von »Hirnschmalz« seitens der Jäger erforderte. »Das könnte zu einer bis heute andauernden Spirale des geistigen Leistungszuwachses geführt haben«, so Jablonka.

Nieder, A.: Consciousness without cortex. Current Opinion in Neurobiology 71, 2021

7 Lässt sich Bewusstsein im Gehirn messen?

Eine der berühmtesten Wetten der Wissenschaft läuft noch bis zum Jahr 2023: Werden Wissenschaftler bis dahin eine neuronale Signatur von Bewusstsein identifiziert haben? Gewettet haben das 1998 der Philosoph David Chalmers von der New York University sowie der Hirnforscher Christof Koch vom Allen Institute of Neuroscience. Nun, da die Uhr alsbald abläuft, zeichnet sich ab: Trotz allem Fortschritt in der Frage, welche Hirnbereiche und Netzwerke an Bewusstseinsleistungen beteiligt sind, ist ein klares neuronales Korrelat von Bewusstsein, auch NCC genannt, nach wie vor nicht in Sicht. Und der Streit, ob es jemals zu finden sein wird, schwelt weiter.

Einige Wissenschaftler halten den präfrontalen Kortex (PFC), der maßgeblich an Aufmerksamkeit, Entscheidungsfindung und Handlungsplanung beteiligt ist, für eine zentrale Schaltstelle. Ihr Argument: Damit eine Wahrnehmung, etwa die eines roten Apfels, bewusst werden kann, muss sie nicht bloß in der Sehrinde im Hinterkopf, sondern auch im PFC verarbeitet werden. Studien mittels bildgebender Verfahren an Menschen und Makaken legen dies nahe. Andere Forscher glauben, die Aktivität des PFC habe eher etwas mit den Reaktionen auf einen Stimulus wie das Berichten über eine bewusste Wahrnehmung zu tun, nicht mit dieser Wahrnehmung selbst. Koch weist zudem auf Patienten hin, denen auf Grund eines Tumors oder einer unbehandelbaren Epilepsie beträchtliche Teile des PFC entfernt werden mussten. »Diese Menschen leben weiterhin ein ziemlich normales Leben. Nichts deutet darauf hin, dass ihr Bewusstsein getrübt oder verändert ist«, so der Forscher.

Im März 2021 erschien eine Überblicksarbeit von Neurowissenschaftlern um Omri Raccah von der New York University, die alle verfügbaren Arbeiten auswerteten, bei denen Patienten Elektroden ins Frontalhirn eingeführt wurden. Demnach sind überhaupt nur zwei Bereiche mit Veränderungen auf bewusster Ebene ver­ bunden: der orbitofrontale Kortex sowie das anteriore Zingulum. Sie sind für die emotionale Bewertung von Reizen sowie die Metakognition (das Wissen über die eigene Bewusstheit) zuständig, nicht jedoch für sensorische Wahrnehmung. Für diese sind vornehmlich weiter hinten liegende Hirnbereiche verantwortlich.

Eine für Bewusstseinszustände ebenfalls wichtige Region ist der parietale Kortex (Scheitellappen), der insbesondere Signale aus dem Körperinneren erhält. Mohsen Afrasiabi und Michelle Redinbaugh von der University of Wisconsin-Madison zogen aus Einzelzellableitungen bei schlafenden, narkotisierten und wachen Makaken den Schluss, dass die Kommunikation zwischen dem parietalen Kortex sowie zwei tiefer gelegenen Regionen, dem Striatum und dem Thalamus, als Nadelöhr für die bewusste Wahrnehmung fungiert. Damit scheint der Frontalkortex kaum bis gar nicht an bewussten Wahrnehmungsprozessen beteiligt zu sein. »Parietale und subkortikale Regionen spielen für Bewusstsein eine viel größere Rolle als das Frontalhirn«, erklärt Afrasiabi.

Auch Messungen der Hirnaktivität bei Menschen, die aus einem vegetativen Zustand erwachten, zeugen davon, dass die Integration verschiedener Areale notwendig für Bewusstsein ist. Dies entspricht der Global- Workspace-Theorie (siehe »Die vier wichtigsten Bewusstseinstheorien«, S. 24), laut der ein Informationsaustausch nicht nur innerhalb, sondern auch zwischen vielen Arealen Voraussetzung für subjektives Erleben ist. »Die spannende Frage lautet, welche Areale genau dazuzählen«, sagt Redinbaugh. Selbst mit den neuesten technischen Möglichkeiten seien Forscher noch nicht sehr gut in der Lage, neuronale Aktivitätsmuster in der benötigten zeitlichen und räumlichen Auflösung zu registrieren. Es passiert, kurz gesagt, einfach zu viel gleichzeitig im Gehirn.

Daher räumt auch Christof Koch, der seine Wette zu verlieren droht, inzwischen ein: »Die Frage, welchen Beitrag frontale Hirnareale oder andere Regionen zu Bewusstseinsphänomenen leisten, bleibt vermutlich noch auf Jahre hinaus offen.« Kein Wunder, fügt er schmunzelnd hinzu, habe man es doch mit der vielleicht kompliziertesten Materie im Universum zu tun. H

Afrasiabi, M. et al.: Consciousness depends on integration between parietal cortex, striatum, and thalamus. Cell Systems 12, 2021

Raccah, O. et al.: Does the prefrontal cortex play an essential role in consciousness? Insights from intracranial electrical stimulation of the human brain. The Journal of Neuroscience 41, 2021

© 2021 New Scientist Ltd. Syndiziert durch Tribune Content Agency

Dieser Artikel im Internet: www.spektrum.de/artikel/1969855