Wie aus Neuronen ein Gehirn wurde
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- Differenziertes Erkennen der Umgebung
- Differenzierung von Partnern, Feinden, Opfern, Freunden
- Differenzierte Erkennung von Bewegungs- und Verhaltensmustern
- Kommunikation über Verhaltens- und Bewegungsmuster
- Kommunikation mit dem "ICH"
Inhaltsverzeichnis |
Anlass
Die Fragen nach der Entstehung des menschlichen Geistes sind bis heute nicht beantwortet. Allerdings wurden durch unterschiedlichste Forschungsbereiche vielfältige Spuren und Indizien zusammengetragen, die uns erlauben erste schemenhafte Skizzen eines "Gehirnmodells" zu entwerfen. Die folgenden Gedanken beruhen nicht auf detailliertem Wissen über neurobiologische und biochemische Zusammenhänge. Sie sind abgeleitet aus einigen Grundannahmen:
- neuronale Strukturen berechnen nicht, sondern bilden Eingangsmuster in Ausgangsmuster ab, wobei ähnliche Eingangsmuster zu gleichen Ausgangsmustern führen
- Strukturen und Funktionen des Gehirns wurden nicht geplant, sondern entspringen einem einheitlichen Grundkonzept, das lediglich immer feiner modifiziert wurde
- die Entwicklung des Gehirns unterliegt einem evolutionären Prozess in dem die verschiedenen Entwicklungsstufen unseres Gehirns in sehr feinen Schritten entstanden
- die verschiedenen Entwicklungsstufen müssen sich bei anderen Lebensformen, die diesen Entwicklunsstufen entsprechen, wiederfinden lassen
- die Entwicklung des Gehirns muss aus seiner Struktur und Funktionalität ableitbar sein
- Bewusstsein ist eine Eigenschaft aller höher entwickelten Lebewesen
Ohne auf Einzelheiten einzugehen, lässt sich aus diesen Annahmen eine Entwicklung ableiten, die im folgenden kurz skizziert wird.
Wahrnehmung physikalische Reize und Muster
Die ersten neuronalen Strukturen finden wir bereits in sehr primitiven Lebewesen. Dabei lassen sich 3 grundsätzliche Zellen unterscheiden:
- sensorische Zellen die auf Reize aus der Umwelt (oder dem Inneren des Lebewesens reagieren)
- Verbindungszellen (Neuronen), die Signale weiterleiten und modifizieren
- motorische Zellen, die auf Reize durch Neuronen reagieren
Diese Strukturen erlauben es einem Lebewesen, Informationen über den Zustand der Umgebung (oder den eigenen Zustand) zu erfassen, auszuwerten und daraus ein spezifisches Verhaltensmuster abzuleiten. Diese Fähigkeiten finden sich in allen komplexen, vielzelligen Lebewesen - auch beim Menschen. Die neuronalen Strukturen sind fest verknüpft und äußern sich in Reflexen und instinktiven Handlungen, die durch bestimmte Reizmuster ausgelöst werden. Dabei sind durchaus komplexe Handlungsmuster möglich, wie bereits bei einfachen Insekten - etwa einer Fliege - beobachtet werden kann. Welche Handlungsmuster durch welche Reizmuster ausgelöst werden hängt ausschließlich von der Verschaltung der sensorischen Zellen mit den motorischen Zellen ab, wobei ein zwischengeschaltetes neuronales Netzwerk komplexe Modifikationen erlaubt. So ist eine Fliege durchaus imstande, eine andere Fliege von einem Kieselstein zu unterscheiden oder komplexe Flugmanöver im Raum auszuführen. Dabei müssen die dahinter liegenden Regeln nicht unbedingt kompliziert sein, wenn die Reize spezifisch genug sind. So genügt eine einfach optische Mustererkennung, wenn mögliche Geschlechtspartner durch eindeutige Farbmuster gekennzeichnet sind.
Die Verarbeitung von umweltbedingten Reizmustern erlaubt auf diese Weise bereits eine differenzierte Unterscheidung von Freund, Opfer oder Feind: allerdings nur dann, wenn diese Reizmuster nicht allzusehr variieren. Tun sie das, so führt eine unveränderliche neuronale Verschaltung nicht weiter.
Modifikation von Verhaltensmuster durch ein Gedächnis
Wenn Reizmuster aus der Umwelt trotz gleicher Ursache variieren können, ist es hilfreich frühere Reizmuster zum Vergleich heranziehen zu können oder fest verankerte Reizmuster zu modifizieren. Dies erlaubt z.B. eine differenziertere Unterscheidung der Umgebung auch wenn diese sich verändert und ein differenzierteres Verhalten.
Eine mögliche Lösung für diese Aufgabe besteht darin, dem fest verschalteten Netzwerk ein paralleles, veränderbares Netzwerk hinzuzufügen. Das parallele Netzwerk erhält ein ähnliches Reizmuster und bildet daraus ein Ausgangsmuster, das auf das Ausgangsmuster des fest verschalteten (angeborenen) Netzwerks einwirken kann. Durch diese "Schaltung" lassen sich Reaktionen auf Reizmuster modifizieren. In diesem Fall sind im angeborenen Teil feste "Verhaltensmodule" abgelegt (z.B. Greifreflex, Zucken bei Schmerz u.a.). Abhängig von den Reizen aus Umwelt (und Körper) modifiziert und kombiniert der Gedächtnisteil diese Reflexe so, dass sie zum gewünschten Ergebnis führen und bewahrt diese dauerhaft, wenn sie sich als "sinnvoll" erweisen. Bereits Bienen verfügen über eine sehr rudimentäres Gedächtnis, das ihnen erlaubt, eine Information über die Position von Honigquellen an andere Arbeiterinnen im Bienenstock weiterzugeben (mit dem "Schwänzeltanz").
Für die Entscheidung, ob ein Verhalten "sinnvoll" war, müssen sich übrigens im fest verschalteten Netzwerk Strukturen für Vergleiche und Bewertungen herausgebildet haben. Sind sie dort vorhanden, können auch sie durch ein paralleles "Wertegedächnis" modifiziert werden. Mit dieser einfachen "Konstruktion" ist bereits ein sehr plastisches, lernendes Gebilde entstanden.
Kontrolle des Gedächnisses durch Bewusstsein
