Neurobiologische Aspekte des Bewußtseins

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Definition von Bewußtsein

Formatio reticularis
Aufbau
Funktionen
Empirische Betrachtung

Der assoziative Kortex
Lobus parietalis, frontalis und temporalis

Das limbische System
Teile des limbischen Systems
Funktionen
Limbisches System und Bewußtsein

Wahrnehmung
Der Wahrnehmungsprozeß
Selbstwahrnehmung-Fremdwahrnehmung
Bewußtseinsrelevante Wahrnehmungstörungen
Seelenblindheit
Assoziative Seelenblindheit
Anosognosie
Split-Brain-Patienten

Gedächtnis
Gedächtnistheorie nach Hebb
Potenzierung der Zellmembrane
Kurzzeitgedächtnis und Bewußtsein

Willensfreiheit
Willkürmotorik
Schlußfolgerungen

Resümee

Literaturverzechnis

Vorwort

Die meisten Themenstellungen, die in den Bereich der Neuropsychologie fallen, drehen sich um defizitäre Begriffe. Diesen Weg wollte ich nicht beschreiten. Das Phänomen des Bewußtseins schien mir geeignet und prädestiniert für eine neurobiologische Betrachtung. Ich muß allerdings zugestehen, daß ich in der darauffolgenden Literaturrecherche bemerkt habe, daß doch die meisten Ergebnisse durch Untersuchungen an Patienten mit Bewußtseinsstörungen erzielt wurden. Diesem Moment mußte ich auch in meiner Hausarbeit Rechnung tragen, was man besonders am Kapitel Wahrnehmung, aber auch an so manch anderem Beispiel in dieser Arbeit, bemerkt. Trotzdem habe ich versucht, einerseits Ergebnisse ins allgemeine zu übertragen und andererseits Resultate zu finden, denen keine Läsionen zugrunde liegen.

Neben der Suche nach einem nicht defezitorientierten Gegenstand hat auch meine rationalistisch materialistische Einstellung einen wichtigen Anstoß zur Themenfindung gegeben. Gerade eine im wahrsten Sinne des Wortes unbegreifliche Erscheinung wie das Bewußtsein ist hier eine große Herausforderung. Da die Ergebnisse der Hirnforschung eine allgemeingültige These des Bewußtseins nur sehr spekulativ zuläßt, habe ich einen reduktionistischen Weg gewählt. Hierzu will ich jedoch bemerken, daß dieser Reduktionismus bereits in den einzelnen Kapiteln seine eigene Illegitimität zeigt, da es nicht möglich ist, das komplexe System des Gehirns in Einzelteile zu zerlgen. Daher habe ich auch in fast allen Kapiteln Querverweise zu anderen angegeben.

Grob wurde die Hausarbeit in zwei Teile gegliedert. Zuerst behandle ich Gehirnstrukturen, die mir für das Entstehen die Existenz von Bewußtsein wichtig scheinen, um dann psychische Prozesse zu beleuchten, wobei allerdings auch hier die neurobiologische Sichtweise Vorrang hat. Es ist mir allerdings im räumlichen Rahmen einer Hausarbeit unmöglich gewesen, alles, was ich für wichtig gehalten hätte, zu behandeln. Die zu lesenden Kapiteln sind allerdings für meine Sichtweise ausschlaggebend, die ich im Resümee noch darlegen werde und stark von Roth (1996) beeinflußt ist.

Zum Formalen ist noch zu bemerken, daß unter den Überschriften meist Literaturangaben stehen. Diese verweisen auf die Hauptbezugspunkte des darauffolgenden Kapitels. Mit dem Begriff des Kortex ist immer der Neokortex gemeint.

Definition von Bewußtsein

„Das erste ist, so wir von unserer Seele wahrnehmen, wenn wir auf sie acht haben, nehmlich daß wir uns vieler Dinge als ausser uns bewust sind. Indem dieses geschiehet, sagen wir, daß wir gedencken, und nennen demnach die Gedancken Veränderungen der Seele, deren sie sich bewust ist.“ (Wollf 1717, zitiert nach Tisdale 1998, S.22)

Es gibt kaum einen Begriff in den Neurowissenschaften, der schwerer zu definieren ist. Da aber das Objekt der Neugierde bekannt und klar abgegrenzt sein sollte, wird dieses Kapitel auch relativ viel Platz in Anspruch nehmen.

Den ersten Versuch im deutschen Sprachraum kann man bereits als Zitat zu Beginn des Kapitels lesen. Ich werde desweiteren zuerst Definitionen aus Lexika, welche ich als Quelle benutze, um einen unspezifischen Überblick zu ermöglichen, der drei Wissenschaften anbieten, die sich hauptsächlich mit dem Bewußtsein beschäftigen, um danach noch Definitionen darzustellen, die sich von den allgemeinen unterscheiden.

Zum ersten ist natürlich die Philosophie zu nennen, die sich seit langem mit diesem Thema beschäftigt, und auch das Grundgeflecht für die beiden anderen Richtungen bietet. Im Lexikon wird hierbei Bewußtsein als „eine Art Begleitwissen (con-scientia) um das eigene seelische Sein u seine augenblicklichen Befindlichkeiten“ (Brugger 1976, S. 46) beschrieben.

Die zweite zu nennende Wissenschaft ist die Psychologie, in der „B. hauptsächlich auf die bewußte (im Gegensatz zur unbewußten oder nichtbewußten) Verhaltensteuerung bezogen“ (Meyers kleines Lexikon Psychologie, S. 58) wird (siehe hierzu auch „Willensfreiheit“).

Als letztes will ich noch die Wissenschaft nennen, die die Grundlage dieser Arbeit bildet, die Biologie. Im Gegensatz zur Psychologie gibt es hier zu bewußt nicht das Antonym unbewußt sondern bewußtlos. Bewußtsein wird hier als „nur über die menschl. Selbstbeobachtung des Seelenlebens (Introspektion) erkennbare Instanz, durch die das Individuum sowohl sich selbst als auch die Außenwelt in ganzheitl. Weise erfährt“ (Hemminger 1994, S.424) beschrieben. In diesem Satz manifestiert sich auch bereits das Problem einer neurobiologischen Herangehensweise an diesen Themenbereich. Eine objektive Beschreibung und Beobachtung dieses Phänomens wäre demnach unmöglich, da es sich um einen mentalen oder geistigen Zustand handelt. Eine eigene, an die Neurophysiologie anknüpfende Definition konnte nicht gefunden werden. Als Folge davon werden meist Teile, die zur Bildung des Bewußtseins beitragen, beschrieben, was sich ja auch im Aufbau dieser Hausarbeit ausdrückt. Zum Problem, welches sich der Neurobiologie generell in Bezug zur wissenschaftlichen Auseinandersetzung mit dem Bewußtsein stellt, will ich am Ende dieses Kapitels noch etwas genauer eingehen.

An den 3 nun genannten Definitionen von Bewußtsein ist der hohe Stellenwert des Selbstbewußtseins oder des „Ich-Bewußtsein(s)“ (Roth 1996, S. 213) zu erkennen. Allerdings sollte dies nicht den Anschein erwecken, daß Bewußtsein damit gleichzusetzen wäre. Roth (1996, S. 213/214) unterscheidet neben dem bereits erwähnten Aspekt noch das „Aufmerksamkeitsbewußtsein“ sowie den „Zustand der Wachheit bzw. Bewußtheit“. Unter dem Aufmerksamkeitsbewußtsein versteht er hierbei Prozesse des Wahrnehmens, Erinnerns, Denkens, Fühlens und Vorstellens. Die Theorie Roths wird allerdings in den einzelnen Kapiteln immer wieder auftauchen.

Um darzustellen, wie unterschiedlich die Auslegung des Wortes „Bewußtsein“ ausfallen kann, will ich noch eine Definition des russischen Psychologen Rubinstein (1983) geben:

„Die Entstehung des Bewußtseins steht im Zusammenhang mit der Entstehung einer neuen Seinsform, des menschlichen Daseins, einer neuen Form des Lebens, dessen Subjekt fähig ist, über die Grenzen seiner eigenen einzelnen Existenz hinauszugehen und sich selbst Rechenschaft zu geben über sein Verhältnis zur Welt, zu anderen Menschen, sein Leben der Pflicht unterzuordnen, alles Getane und Unterlassene zu verantworten, sich Aufgaben zu stellen und sich nicht nur an die gegebenen Lebensbedingungen anzupassen, sondern die Welt zu verändern: kurz gesagt, so zu leben, wie der Mensch und kein anderes Wesen lebt.“ (S. 249)

Er bindet den Begriff also nicht an einen individuellen Zustand, sondern stellt Bewußtsein als Ausdruck von menschlicher Moral und Ideologie also quasi von menschlichem Dasein überhaupt dar. Das dies ein illegitimer Anspruch ist, beweisen Versuche, in denen Menschenaffen ihr Spiegelbild erkannten (vgl. Hemminger 1994, S. 425), oder auch die Entdeckung Lienhardts, daß die Dinka, ein Nomadenstamm im Süd-Sudan, kein Konzept besitzen, das dem des Bewußtseins gleicht:

„The Dinka have no conception which at all closely corresponds to our popular modern conception of the „mind“ as mediating and, as it were, storing up the experiencees of the self“ (Lienhardt 1961, S.149 zitiert nach Tisdale 1998, S. 20)

Eine weit verbreitete Definition besteht weiter darin, Bewußtsein als „Gesamtheit des erlebten psychischen Geschehens“ (Gadenne 1996, S. 9) zu sehen, was für eine neurowissenschaftliche Untersuchung allerdings nicht sehr hilfreich ist.

Definitionen gibt es noch viele weitere. Das erschöpfende Aufzählen derselben würde allerdings den Rahmen einer Hausarbeit sprengen. Außerdem sind viele Inhalte bereits durch die ersten drei Definitionen dargestellt. Ich werde mich hauptsächlich an der Definition von Roth orientieren, wobei das Ich-Bewußtsein aufgrund der Grenzen einer Hausarbeit eine untergeordnete Rolle spielt.

Das Problem, das nun für die wissenschaftliche Untersuchung des Bewußtseins besteht, drückt sich in nahezu allen Definitionsversuchen aus, die Bewußtsein als Ganzes beschreiben wollen, ohne reduktionistisch vorzugehen. Dies endet dann meist darin, daß Bewußtsein als Zustand eines Individuums und somit quasi als rein subjektiv erfahrbar dargestellt wird. Eine wissenschaftliche Untersuchung besteht allerdings gerade darin, Distanz zu gewinnen, um den Gegenstand des Interesses objektiv betrachten zu können. Da allerdings ohne Bewußtsein jegliche Prozesse, die zum Lösen bzw. sogar zum Auslösen der Fragestellung nötig sind, nicht existent wären, ist das Erreichen einer Distanz nur sehr schwer zu bewerkstelligen. Für die neurobiologische Forschung besteht zur Zeit die einzige Möglichkeit darin, Reduktionismus zu betreiben. (vgl. Feuser 1998). Bewußtsein wird gleichgesetzt mit Wahrnehmung, Denken, Wachheit, Aufmerksamkeit, Gedächtnis und ähnlichem. Prinz, Roth und Maasen (1996, S.27 zitiert nach Feuser 1996) schreiben dazu:

„Neurobiologische Forschung geht (...) von der Charakterisierung von Gehirnprozessen aus, dringt aber bei dem Versuch ihrer funktionellen Beschreibung kaum bis zur Erklärung kognitiver Leistungen vor.“

Formatio reticularis

(vgl. Roth 1996, S. 205-208; Gadenne 1996, S.179-185).

Es ist im allgemeinen unumstritten, daß Wachheit und somit die Tätigkeit der Formatio reticularis eine Grundbedingung für das Entstehen oder besser die Existenz von Bewußtsein ist. So kann eine Beschreibung der Formatio reticularis und deren Einfluß in einer Arbeit zum Thema Bewußtsein nicht fehlen.

Aufbau

Dieses retikuläre System zieht sich vom verlängerten Mark über die Brücke bis zum Mittelhirn und gliedert sich in drei Längsreihen kompakter Zellgruppen, welche Kerne genannt werden (siehe Abb.1).

An der Mittellinie befindet sich die sogenannte mediane Kerngruppe, wo die Raphe-Kerne anzutreffen sind. Einer dieser ist der dorsale Raphe-Kern, der vor allem für die limbisch-kognitiven Funktionen (siehe auch Kapitel „Limbisches System“) wichtig ist. Von diesem gehen Nervenbahnen zum Septum, zur Amygdala, zum Hippocampus des Endhirns (siehe „Gedächtnis“), zum Hypothalamus, zum Thalamus sowie zur Großhirnrinde. Sie sind durch den Neurotransmitter Serotonin charakterisiert.

Die mediane Kerngruppe wird von der medialen Kerngruppe umschlossen, welche die Brücke und das Mittelhirn durchzieht. Sie zeichnet sich durch das Vorhandensein sehr vieler großer Nervenzellen aus. Auch sie ist mit dem Thalamus direkt verbunden und über ihn mit dem Cortex. Der Neurotransmitter Acetylcholin ist für diese Bahnen kennzeichnend.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Ganz außen liegt die sogenannte laterale Kerngruppe, die unter anderem auch den Locus coeruleus beinhaltet. Er hat dieselben Verbindungen zum Zwischen- und Endhirn wie der dorsale Raphekern, unterscheidet sich aber durch den Transmitter Noradrenalin.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Funktionen

Wie bereits zu Beginn des Kapitels geschildert ist die Formatio reticularis generell für die Aktivierung des Gehirns zuständig, was unter dem Begriffkomplex „aufsteigendes retikuläres aktivierendes System“ (ARAS) zusammengefaßt wird. Sie hat direkt oder indirekt zu allen Regionen des Gehirns Zugang und somit auch Einfluß. Allerdings läßt sich der allgemeine Begriff der Aktivierung noch differenzieren.

So ist die mediale Kerngruppe, die das aufsteigende aktivierende System bilden, für die generelle Erregung der Großhirnrinde und somit für unsere allgemeine Wachheit zuständig. Sie erhält von allen Sinneszentren laufend Informationen. Treten hierbei Veränderungen auf, vollzieht sich die genannte Aktivierung.

Die anderen beiden Kerngruppen und hier insbesondere die bereits unter „Aufbau“ hervorgehobenen Bereiche, der dorsale Raphekern und der Locus coeruleus, sind für gezielte Erregung zuständig. Präziser formuliert erregen sie nicht, sondern sie zügeln die mediale Kerngruppe in ihrer generellen Aktivierung. Es wird angenommen, daß die Regionen der Großhirnrinde, in denen eine bestimmte Schwelle überschritten wird, nicht gehemmt werden (vgl. Roth 1996, S.208). Ein Beispiel soll dies verdeutlichen: Man sitzt im Auto und fährt gedankenversunken eine Landstraße lang. Plötzlich hört man wildes Gehupe hinter sich. Die mediale Kerngruppe würde nun, von den Reizen des auditiven Zentrums dazu gedrängt, einen allgemeinen Erregungszustand und somit eine erhöhte Wachheit hervorzurufen. Der Raphekern und der Locus coeruleus würden jedoch diese Erregung nur in den Bereichen zulassen, die nun als „wichtig“ und/oder als „unbekannt“ eingestuft werden. So z.B. das visuelle und motorische Zentrum. Was es mit dieser Bewertung auf sich hat, wird im Kapitel „Limbisches System“ betrachtet.

Diese nun eben dargestellten Eigenschaften der medianen und lateralen Kerngruppe bieten neben der Grundvoraussetzung der Wachheit einen zweiten Beweggrund, die Formatio reticularis genauer zu betrachten. Denn werden nun Reize vom Bewertungssystem des limbischen Systems bzw. nach der Theorie Roths (siehe Gadenne 1996, S.184/185) der beiden bereits erwähnten Kerne des retikulären Systems als unwichtig oder bekannt eingestuft, so gelangen diese gar nicht ins Bewußtsein. Hierbei werden die von den Sinnesorganen kommenden Informationen mit Gedächtnisinhalten verglichen. So ist uns die Berührung mit unserer Kleidung oder unser Körpergefühl normalerweise nicht bewußt, da es bekannt ist. Desweiteren wird uns auch nicht jedes Gesicht, daß wir in einer fremden Stadt wahrnehmen, bewußt. Diese sind uns zwar unbekannt, werden allerdings zumeist als unwichtig bewertet, es sei denn es handelt sich um einen möglichen Partner, um ein ausgeprägtes Kindchenschema oder ähnliches.

Ergo ist die Formatio reticularis nicht nur eine Grundvoraussetzung, sondern auch eine Art Selektionsmechanismus für das Bewußtsein.

Als letzte Aufgabe der Formatio reticularis will ich auch noch das Aufrechterhalten eines gewissen Tonus der Muskulatur bemerken, welches neben dem kortikalen Tonus ein weiteres wichtiges Moment für den Zustand der Wachheit darstellt, dessen Nachlassen man durch starkes Zucken bei im Einschlafen begriffenen Personen feststellen kann. Die Formatio reticularis wird unter dieser Funktion auch als absteigendes retikuläres System bezeichnet.

empirische Betrachtung

Wie bei vielen Regionen des Gehirns wurde auch die Funktion der Formatio reticularis erst dadurch bekannt, welche Folgen ein Abschalten dieses Systems nach sich zieht. Hierbei durchtrennte Bremer 1937 (vgl. Gadenne 1996, S. 183) den Hirnstamm bei Katzen in der Höhe des Mittelhirns, die daraufhin in einen dauerhaften Schlaf verfielen. Bei Durchtrennung zwischen Rückenmark und Medulla oblongata konnte er hingegen keine Unterschiede im Schlaf-Wach-Rhythmus feststellen. 1949 wurden diese Befunde von Morruzi und Magoun bestätigt. Außerdem zeigten sie, daß eine elektrische Stimulierung der Formatio reticularis eine schlafende Katze weckt.

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