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Nur eine Kopfgeburt?


Gehirn & Geist - epaper ⋅ Ausgabe 7/2018 vom 08.06.2018

KOGNITION Bewusstsein betrachteten Neurowissenschaftler lange Zeit als reines Produkt des Gehirns. Doch Erkenntnisse der Embodiment-Forschung legen nahe: Der ganze Körper – samt Herz und Darm – erschafft bewusstes Erleben!


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Bildquelle: Gehirn & Geist, Ausgabe 7/2018

UNSER AUTOR


Christian Wolf ist promovierter Philosoph und Wissenschaftsjournalist in Berlin. Er glaubt schon lange nicht mehr, dass er nur ein Gehirn in einem Tank ist.

TOLGART / GETTY IMAGES / ISTOCK ( SYMBOLBILD MIT FOTOMODELL)

Auf einen Blick: Die Verkörperung des Geistes

1 Nach der Embodiment-These aus der Kognitionswissenschaft bedingen sich bewusste Wahrnehmungen und aktives ...

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... Interagieren mit der Umwelt immer gegenseitig.

2 Befunde aus der Hirnforschung unterstützen diese Sichtweise. Zudem gibt es Hinweise darauf, dass innere Körpersignale, etwa aus dem Herzen oder dem Darm, das Ich-Gefühl aktivieren.

3Viele Wissenschaftler sehen daher das Gehirn nicht mehr als den »Ursprungsort« des Bewusstseins an. Dieses speise sich vielmehr in jedem Moment aus dem gesamten Körper.

Ein warmer Tag im Frühling. Sie liegen im Gras und spüren die warmen Sonnenstrahlen auf dem Gesicht. Wenn Sie den Arm ausstrecken, können Sie die Blumen im Gras berühren, die sich sanft im Wind wiegen. Nichts erscheint wirklicher als diese Wiese und Ihre eigenen Empfindungen. Die Wahrheit aber ist: Vor einigen Tagen drang ein verrückter Wissenschaftler in Ihre Wohnung ein, betäubte Sie, sägte Ihren Schädel auf und entnahm Ihr Gehirn. Nun schwimmt ebendieses in einem Tank mit Nährlösung, damit die grauen Zellen nicht absterben. Ein Supercomputer, der mit den Enden der Nerven verbunden ist, stimuliert das Organ so, als empfange es Reize aus der Umwelt, und gaukelt Ihnen vor, noch zu leben … Beginnend in den 1970er Jahren kursierten zunehmend mehr Versionen dieses philosophischen Gedankenexperiments (hier angelehnt an »Brains in a Vat« in »Reason, Truth and History« von Hilary Putnam, 1981). Denn das Gehirn, so die zu jener Zeit propagierte Sichtweise der Kognitionswissenschaftler, arbeite letztlich genau wie ein Computer. Das rund 1300 Gramm schwere Organ bringe auf diese Weise auch das Bewusstsein hervor, wobei all unsere Wünsche, Gefühle oder Gedanken symbolische Repräsentationen darstellten, im Prinzip also so etwas seien wie die Algorithmen einer aberwitzig komplizierten Software. Manche Denker argumentieren, wir könnten schlichtweg nicht wissen, ob wir als Menschen in der Wirklichkeit oder lediglich als Gehirne in einem Tank existieren.

Gegen das »Computermodell des Geistes« regte sich in den vergangenen Jahrzehnten jedoch zunehmend Widerspruch, und zwar in den eigenen Reihen. So betonen Vertreter der »embodied cognitive science« (»verkörperlichte « Kognitionswissenschaft«) eine Tatsache, die Hirnforscher vielleicht vergessen, wenn sie vor-nehmlich Probanden untersuchen, die bewegungslos im Tomografen liegen: Menschen sind Lebewesen mit einem Körper, der sich einen Großteil seines Daseins aktiv in der Welt bewegt und mit ihr interagiert. Für die Anhänger der »Embodiment-These« ist Bewusstsein daher zwingend an einen handelnden Körper gebunden.

Embodiment ist aber längst auch in den Lebenswissenschaften ein Begriff, etwa in der Psychologie, Psychiatrie, Psychotherapie und natürlich den Neurowissenschaften. Meist wird der Ausdruck gebraucht, wenn sich ein weitaus größerer Einfluss des Körpers auf den Geist offenbart als bislang angenommen. Und inzwischen müssen sich Hirnforscher die Frage gefallen lassen, ob sie das Bewusstsein bisher nicht am falschen Ort suchten.


Leben wir als Menschen in der Wirklichkeit, oder existieren wir lediglich als Gehirne in einem Tank?


Das leibliche Sichspüren

Die Bedeutung des Leibs für das subjektive Erleben zeige sich bereits auf sehr elementarer Ebene, meint beispielsweise der Psychiater und Philosoph Thomas Fuchs vom Universitätsklinikum Heidelberg. Denn Bewusstsein umfasse nicht nur höherstufige kognitive Prozesse wie Gedanken, sondern, so Fuchs: »Dazu gehört eine Art Kernbewusstsein – ein leibliches Sichspüren, Sichlebendig-Fühlen, das in jedem Moment im Hintergrund gegeben und an unseren Körper gebunden ist.« Dieses Grundgefühl entstehe neurobiologisch gesehen durch den ständigen Austausch zwischen Stamm- und Zwischenhirn mit dem gesamten Organismus – über das Rückenmark, die Hirnnerven sowie das autonome Nervensystem. »Das Kernbewusstsein gibt gewissermaßen Auskunft darüber, wie es gerade um unseren Lebenszustand steht«, erklärt der Forscher. Dabei wirke das Gehirn ebenso auf all die regulierenden Körperprozesse ein, wie es umgekehrt von ihnen beeinflusst werde. Schon dieses ganz basale Bewusstsein ist laut Fuchs das Gesamtergebnis aller derartigen Ereignisse im ganzen Körper und daher mitnichten nur ein Produkt des Gehirns. Klettert man von dem Grundgefühl ausgehend weiter die Stufen des bewussten Erlebens hinauf, fällt schnell auf: Auch Emotionen wie Freude oder Angst sind selbstverständlich Zustände, die nahezu den ganzen Körper inklusive seiner verschiedenen Organe ein-beziehen. Als Reaktion etwa auf eine gefährliche Situation lösen zwar limbische Strukturen wie die Amygdala Angstgefühle aus. Doch wie schon lange bekannt, ist das nur die halbe Geschichte. Vermittelt über das autonome Nervensystem kommt der gesamte Organismus auf Touren. Das Herz schlägt heftiger, wir atmen schneller, beginnen zu schwitzen, und womöglich schnürt es uns sogar die Kehle zu oder die Beine schlottern – die Angst wird für uns körperlich spürbar. Aus Sicht des portugiesischen Neurowissenschaftlers Antonio Damasio beinhalten alle Emotionen eine dynamische Empfindung des gesamten Körperzustands, während dieser sich unter dem Einfluss bestimmter Erlebnisse verändert. Gefühle »bieten uns einen Einblick in das, was in unserem Fleisch vorgeht«, brachte es Damasio in seinem Buch »Descartes’ Irrtum« auf den Punkt.

Anfang der 1960er Jahre setzten amerikanische Forscher im Dunkeln aufgezogene Kätzchen täglich drei Stunden in die abgebildete Apparatur. Das eine Tier konnte sich (entlang der Achsen a, b und c) selbstbestimmt bewegen, das andere führte zwangsläufig dieselben Drehungen aus. Lediglich die aktiven Kätzchen lernten, räumliche Tiefe wahrzunehmen, und mieden daraufhin im Test einen Abgrund.


YOUSUN KOH, NACH HELD, R., HEIN, A.: MOVEMENT-PRODUCED STIMULATION IN THE DEVELOPMENT OF VISUALLY GUIDED BEHAVIOR. IN: JOURNAL OF COMPARATIVE AND PHYSIOLOGICAL PSYCHOLOGY 56, S. 872-876, 1963, FIG. 1

Selbst aus Magen und Darm erhält das Gehirn ständig Signale, wie der Neurogastroenterologe Peter Holzer von der Medizinischen Universität Graz 2016 in einer Übersichtsarbeit betont. Dabei dienen die Informationen keinesfalls nur der schnöden Regulation essenzieller Körperfunktionen. Ein Teil davon gelangt nachweislich in kortikale limbische Strukturen und beeinflusse so wahrscheinlich unser Denken und Fühlen, meint Holzer. Als Folge der »Interozeption« (siehe »Kurz erklärt«, S. 46), also der Fähigkeit, Signale aus dem Körperinneren wahrzunehmen, existiert wirklich eine Art Bauchgefühl. Und dieses entspringt direkt aus unserer Körpermitte.

Der Körper hilft zu verstehen

Es gibt zahlreiche Beispiele dafür, wie der Körper unser Denken unterstützt. In einer Studie von 2010 konnten Forscher zeigen: Unterbindet man bei Probanden das Stirnrunzeln durch eine lähmende Botox-Injektion in die Stirnmuskulatur, fällt es ihnen schwerer, beim Lesen emotional negativ gefärbte Inhalte zu verstehen. Als es in einem Text darum ging, von einem Freund endgültig Abschied zu nehmen, erfassten sie das schneller. Offenbar unterstützt unter normalen Umständen eine Rückmeldung des Körpers wie ein mehr oder weniger merkliches Stirnrunzeln das Leseverständnis. Tatsächlich hätten, vollkommen auf sich allein gestellt, die grauen Zellen bereits größte Mühe, bewusste Wahrnehmungen wie eine Wiese zu erzeugen oder überhaupt optische Informationen richtig zu interpretieren. Denn visuelles Erleben ist von Anfang an – sobald ein Lebewesen die ersten Lichtstrahlen der Welt erblickt – an motorisches Handeln gebunden. Das wiesen die Entwicklungsbiologen Richard Held und Alan Hein bereits vor Jahrzehnten in einem heute noch gern zitierten Experiment nach. Zunächst zogen die Forscher neugebo-rene Kätzchen in vollständiger Dunkelheit auf. Später setzten sie jeweils ein Pärchen täglich für ein paar Stunden in ein kleines Karussell mit zwei Halterungen und knipsten das Licht an. Das eine der beiden Tiere konnte das Karussell in Gang setzen, das andere saß in einer Gondel und musste die Bewegungen passiv mitmachen (siehe Bild S. 45). Nach einigen Wochen stellte sich heraus: Anders als die aktiven Katzen waren die untätigen überhaupt nicht in der Lage, räumliche Tiefe zu erkennen – obwohl sie optisch exakt die gleichen Reize erhalten hatten! Ihnen fehlte offenbar schlicht die Verknüpfung von motorischem Agieren und visuellem Erleben und damit die Erfahrung, wie sich die Wahrnehmungen auf Grund der eigenen Körperbewegungen verändern.

KURZERKLÄRT: INTEROZEPTION

Wahrnehmungen aus dem Inneren des eigenen Körpers. Man unterscheidet diePropriozeption , die über Körperlage und -bewegung im Raum Auskunft gibt, und dieViszerozeption – das Empfinden von Organtätigkeiten.

Jedes Erkennen ist letztlich untrennbar mit den Aktionen des beweglichen Körpers verbunden. »Der Anblick von Gebrauchsgegenständen etwa ist von vornherein mit Impulsen des prämotorischen Kortex verknüpft «, sagt Psychiater Thomas Fuchs. »Sehe ich eine Zange, entwirft dieser schon potenzielle Bewegungen, die ich mit dem Werkzeug ausführen kann.« Bewusstsein setzt die Interaktion mit der Umwelt voraus. Findet sie nicht statt, braucht der Organismus ja eigentlich auch kein Bewusstsein. »Würden wir ein Objekt auf dem Mars erforschen, das sich nicht bewegt«, sagt der Neurobiopsychologe Peter König von der Universität Osnabrück, »könnte ich als Hirnforscher ganz prinzipiell kein Kriterium angeben, um zu entscheiden, ob das Objekt über bewusstes Erleben verfügt. Ich würde aber darauf tippen, wenn es nicht mit der Welt interagiert, dann hat es vermutlich kein Bewusstsein.«

Selbst wenn die hirnbildgebenden Methoden in der Vergangenheit bahnbrechende Einsichten erlaubten, ist den meisten Neurowissenschaftlern inzwischen klar: Zwar ist der Blick ins Gehirn für das Verständnis von Denken, Fühlen und Handeln wichtig, aber eben nicht ausreichend. Das könne man sich auch an folgendem Beispiel klarmachen, meint König. Vom subjektiven Erleben her haben wir keine Probleme damit, Sehen und Hören zu unterscheiden. Das lasse sich jedoch anhand neuronaler Zustände im Gehirn gar nicht so leicht nachvollziehen. »Die Neurone des visuellen und des auditorischen Kortex sind sich sehr ähnlich. Ich könnte also nicht sagen: Wenn es jene Eigenschaft in einem Hirnareal gibt,hören wir, und wenn es diese Eigenschaft gibt, dannsehen wir. Wenn ich mich aber etwa nach vorne beuge, werden die Gegenstände vor mir größer. Beim Hören dagegen existieren andere Regelmäßigkeiten, zum Beispiel verändert sich das akustische Echo durch die Bewegung«, erklärt König. Nun kamen der Philosoph Alva Noë von der University of California in Berkeley und der inzwischen emeritierte Psychologe J. Kevin O’Regan von der Université Paris Descartes auf die Idee, für die subjektive Qualität der Sinneswahrnehmung brauche es genau dieses implizite Wissen um die sensomotorischen Regelmäßigkeiten. Dass da etwas dran sein könnte, legen Experimente mit Blinden nahe, wie sie als Erster der amerikanische Neurowissenschaftler Paul Bach-y-Rita (1934–2006) durchführte. Eine am Kopf angebrachte Kamera scannt die Umgebung, wobei die visuellen Informationen beispielsweise in unterschiedlich starke Vibrationen auf der Zunge oder auf dem Rücken umgesetzt werden.

Kommt ein Objekt näher, nehmen die Vibrationen zu – so wie beim normalen Sehen die Gegenstände größer werden. Das Besondere daran, so König: Auch wenn die Probanden nach dem mehrstündigen Training keinen Sehsinn im engeren Sinn entwickelt hatten, nahmen sie die Reize nicht mehr als bloße Vibrationen auf der Zunge wahr. Allerdings erzählten nur jene, die sich während des Übens aktiv bewegen durften und sich so mit der Umwelt auseinandersetzten, nach einigen Stunden von bewussten, quasivisuellen Wahrnehmungen. So berichteten sie etwa, ihre »Sicht« auf einen Gegenstand sei blockiert, wenn er tatsächlich durch ein anderes Objekt verdeckt war. Ähnliches beobachtete Peter König, als er seine Probanden mit einem Gürtel mit integriertem Kompass ausstattete. Je nach Drehung des Körpers vibrieren andere Motoren, um den magnetischen Norden anzuzeigen. Nach einigen Trainingswochen gaben die Versuchspersonen an, jetzt über eine ganz »neue«, irgendwie erweiterte räumliche Wahrnehmung zu verfügen.

Signale des Herzens

Laut einer einflussreichen Unterscheidung in der Philosophie des Geistes verfügt bewusstes Erleben nicht nur über einen Gehalt, der sich auf einen Gegenstand bezieht, etwa dass da eine Tasse duftender Kaffee steht. Vielmehr ist das Erleben auch immer an die Perspektive der ersten Person gebunden. Es braucht ein »Ich«, das etwas bewusst sieht, hört, riecht und subjektiv erfährt. Forscher um Catherine Tallon-Baudry vom Laboratoire de Neurosciences Cognitives der École Normale Supérieure in Paris vermuten nun, dass dieses spezifische Ich-Gefühl ebenso wenig allein vom Gehirn kommt. Möglicherweise, so ihre These, seien Signale vom Herzen für das Erleben der subjektiven Perspektive sogar grundlegend.

Die Forscher untersuchten die Hirntätigkeit ihrer Probanden mittels Magnetenzephalografie (MEG), die nicht nur ein gute räumliche, sondern auch eine hohe zeitliche Auflösung von weniger als einer Millisekunde erlaubt. Die Freiwilligen sollten ihre Gedanken schweifen lassen, mussten aber zu bestimmten Zeitpunkten angeben, wie stark sie mental gerade in der Ich-Perspektive unterwegs waren. Überlegt jemand zum Beispiel: »Ich habe Hunger«, steht das Ich stärker im Vordergrund als bei dem Gedanken »Draußen regnet es«. Gleichzeitig betrachteten die Forscher, wie stark das Gehirn in diesem Moment den eigenen Herzschlag registriert. Dabei handelt es sich um so genannte herzevozierte Reaktionen, die immer einige hundert Millisekunden nach jedem Zusammenziehen des Herzmuskels in bestimmten Arealen des Gehirns, etwa dem ventromedialen präfrontalen Kortex, messbar sind.

Die überraschende Beobachtung: Die Hirnantwort auf den Herzschlag war umso stärker, je intensiver die Versuchspersonen gerade in der Ich-Perspektive sinnierten. Ähnlich, als die Probanden ein schwierig zu erkennendes optisches Signal registrieren sollten. Je stärker die herzevozierten Potenziale waren, desto eher tippten sie auf »Ich habe das Signal gesehen«. Nun räumen Tallon-Baudry und Kollegen zwar selbst ein, sie seien bislang nur auf Korrelationen gestoßen – noch fehlt der Beweis dafür, dass der Herzschlag das Ich-Bewusstsein aktiviert. Dennoch spekulieren sie: Das Herz und möglicherweise andere Organe wie der Darm könnten eine stabile Quelle von Signalen für das Gehirn darstellen, die einen »subjektiven Referenzrahmen« für bewusstes Erleben liefern. Und offenbar spiele selbst bei Wahrnehmungen ohne großartige Gefühlsbeteiligung der Körper, in den das Gehirn eingebettet ist, eine wichtige Rolle.

Das Bild vom Gehirn als übermächtiger Steuerungsinstanz hat Risse bekommen. Zwar mag es in gewissem Sinn der zentrale Rechner sein, doch ist es nicht der einzige Ort, an dem sensorische Informationen zusammengeführt und ausgewertet werden. Auch an der Peripherie des Körpers finden komplizierte Kalkulationen statt, wie man sie eigentlich von der Großhirnrinde kennt, erklären Andrew Pruszynski und Roland Johansson von der schwedischen Universität Umeå. So informieren die Fingerspitzen der tastenden Hände das Gehirn nicht nur über bloße Berührungen. Wie eine Studie der beiden Physiologen von 2014 nahelegt, werten die Nervenzellen der Fingerkuppen selbst schon die Form des berührten Objekts aus. Dabei kodieren sie die Ausrichtung von Ecken der Gegenstände in Form der Intensität und des Timings der elektrischen Impulse, die sie selbst neuronal erzeugen. Ähnlich ist bereits lange klar, dass schon die Netzhaut beim Sehen die Kanten und Konturen von Objekten kalkuliert und auch hier nicht die grauen Zellen die Arbeit allein machen.

Das Gehirn ist wohl eine notwendige Bedingung für subjektives Erleben, jedoch längst keine hinreichende. Bewusst zu sehen, zu hören, zu tasten und zu denken, ist in nahezu jedem Augenblick eine Leistung des Lebewesens als Ganzen. Damit unser Gehirn im Tank über menschenähnliches Bewusstsein verfügt, müsste unser verrückter Wissenschaftler mit seinem Supercomputer die dynamische Beziehung des Gehirns zur Umgebung komplett simulieren. Das hieße aber auch, so der Philosoph Alva Noë: ihm mindestens virtuell einen vollständigen Körper zur Verfügung zu stellen – einen »complete agent«, wie Kognitionswissenschaftler ihn nennen. Und dieser müsste annähernd so differenziert reagieren wie wir echten Menschen.


Noch fehlt der Beweis, dass der Herzschlag unser Ich-Bewusstsein aktiviert


LITERATURTIPP

Noë, A.: Du bist nicht dein Gehirn.Piper, München 2010 Der Philosoph Alva Noë argumentiert anschaulich, warum Forscher das Bewusstsein nicht im Gehirn finden können.

QUELLEN

Fuchs, T.: Das Gehirn – ein Beziehungsorgan. Eine phänomenologisch-ökologische Konzeption.Kohlhammer, Stuttgart, 5. Auflage 2016

Holzer, P. : Interoception and Gut Feelings: Unconscious Body Signals’ Impact on Brain Function,

Behavior and Belief Processes.In: Angel, H. F. et al. (Hg.): Processes of Believing: The Acquisition, Maintenance, and Change in Creditions. Springer, Heidelberg 2017, S. 435–442

Koenig, S. U. et al.: Learning New Sensorimotor Contingencies: Effects of Long-Term Use of

Sensory Augmentation on the Brain and Conscious Perception.In: PLoS One 11, e0166647, 2016

Tallon-Baudry, C. et al: The Neural Monitoring of Visceral Inputs, rather than Attention, Accounts for First-Person Perspective in Conscious Vision.In: Cortex 102, S. 139–149, 2018

Weitere Quellen im Internet: www.spektrum.de/artikel/1564728