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Was dachten Sie, als Sie den Titel dieses Artikels sahen? Haben Sie darauf geklickt, weil Sie die Antwort bereits kannten und überprüfen wollten, ob wir richtig lagen? Oder vielleicht, weil Sie selbst noch nie darüber nachgedacht hatten und es Ihr Interesse geweckt hat? Oder denken Sie oft darüber nach und finden selbst keine Antwort?
Vielleicht haben Sie einen Schritt zurückgetreten und sich angesichts des Themas gefragt, warum Sie überhaupt darüber nachdenken. Wie ermöglicht Ihnen Ihr Gehirn, das Gesagte zu verstehen und sich darauf basierend eine Meinung zu bilden? Was genau in Ihrem Gehirn lässt Sie etwas denken oder verstehen?
Obwohl die Neurowissenschaften eine Disziplin des 20. Jahrhunderts sind und die Psychologie bereits in den 1870er Jahren entstand, wissen wir noch immer sehr wenig über einige Bereiche des Gehirns und ihre Funktionsweise. Das heißt aber nicht, dass wir gar nichts wissen – und das ist gut so. Wir lernen und entwickeln uns ständig weiter, und eines Tages werden wir vielleicht alle subtilen Nuancen des menschlichen Geistes vollständig verstehen. Aber wissen wir schon, wie Gedanken und Bewusstsein entstehen? Schauen wir uns das einmal genauer an.
Grundlagenforschung
Fangen wir mit den Grundlagen an. Wie funktioniert unser Gehirn? Dank der Neuronen. Neuronen sind die grundlegenden Bausteine, die unser Gehirn für alles Mögliche rüsten – vom Atmen bis hin zum Entwickeln neuer mathematischer Formeln, falls das Ihr Ding ist. Neuronen machen all das möglich.
Neuronen sind Nervenzellen, die sich zu Nervenbahnen zusammenschließen und Signale untereinander austauschen. Sie empfangen Sinnesinformationen von außerhalb des Gehirns, darunter beispielsweise Signale aus dem Magen über die Verdauung von Nahrung, Gerüche in der Luft, Musik, die man hört, ein Film, den man gerade sieht, oder eine kühle Brise im Nacken.
Neuronen senden elektrische Signale untereinander und durch das gesamte Nervensystem und steuern so den Körper in Reaktion auf Sinnesreize. Manche Vorgänge liegen völlig außerhalb unserer Kontrolle, wie die Kontraktionen des Darms während der Verdauung oder unser Herzschlag. Andere wiederum können wir selbst entscheiden, zum Beispiel, ob wir spazieren gehen oder uns auf die Couch legen. Doch die Art und Weise, wie unsere Neuronen feuern, steuert alles.
Um all Ihre Gehirnfunktionen zu steuern, verfügen Sie über 80 bis 100 Milliarden Neuronen. Diese sind durch 500 Billionen Synapsen miteinander verbunden. Elektrische Impulse entstehen innerhalb eines Neurons durch den Fluss positiver Ionen über die Zellmembran. Jedes Neuron ist durchlässig für Natrium- und Kaliumionen, wobei der Kaliumausstrom größer ist als der Natriumeinstrom. Dadurch kann sich im Neuron eine negative innere Ladung ansammeln, bis es ein Aktionspotenzial auslöst und sich die Natriumkanäle öffnen. Anschließend findet ein Ionenaustausch statt. Natrium strömt ein, und das Neuron depolarisiert. Kaliumkanäle öffnen sich, und Kalium strömt aus. Ein winziger Funke entsteht, und Ihr Neuron kann ein Signal an das nächste in der Kette senden. Stellen Sie sich nun vor, dass dies millionenfach entlang der Axone geschieht, die Ihre Neuronen verbinden.
Wenn Neuronen feuern, produzieren sie Neurotransmitter. Diese Neurotransmitter aktivieren weitere Neuronen. Durch die Ausbreitung dieser Neurotransmitter werden Hunderte, dann Tausende von Neuronen aktiviert – so entsteht im Wesentlichen ein Gedanke.
Vereinfacht gesagt, sendet ein Reiz von außen ein neuronales Signal an das Gehirn. Dadurch wird ein Neuron aktiviert. Das Neuron setzt Neurotransmitter frei, die eine Kettenreaktion in vielen Neuronen auslösen und so Denkprozesse ermöglichen. Dieser Vorgang dauert nur einen Bruchteil einer Sekunde, etwa eine halbe Sekunde.
Natürlich besteht Ihr Gehirn aus vielen verschiedenen Teilen, die eine Vielzahl von Funktionen steuern, aber wir werden hier nicht in die Neurobiologie einsteigen; wir betrachten zunächst nur seine Funktionsweise. Nachdem wir nun wissen, wie es funktioniert, sehen wir uns seine Funktionen genauer an.
Was macht dein Gehirn?
Es ist wichtig zu wissen, dass die Neuronen in unserem Gehirn Verhaltensmuster bilden. Wenn wir etwas wiederholt auf dieselbe Weise tun, entwickelt unser Gehirn neuronale Verbindungen, die umso stärker werden, je öfter wir die gleiche Handlung ausführen und darauf reagieren. Das erklärt zum Teil, warum wir uns an Routinen und Gewohnheiten gewöhnen. Unser Gehirn ist buchstäblich darauf programmiert, bestimmte Handlungen auszuführen, wenn wir sie zulassen. Deshalb kann es schwierig sein, eine neue Vorgehensweise zu erlernen, sobald man sich an eine andere gewöhnt hat. Unser Gehirn hat festgelegt, dass es auf eine bestimmte Weise gemacht werden soll, und wir versuchen nun, ein neues Muster dafür zu entwickeln.
Beim Lernen werden die Verbindungen zwischen Neuronen und neuronalen Bahnen gestärkt. Man festigt einen Gedanken, eine Idee, ein Verhalten – was auch immer. Nun ist es etwas, das man weiß. Je öfter man es tut, desto stärker wird es, desto besser wird man darin. Deshalb sind Wiederholung und Übung oft unerlässlich für den Lernprozess.
Ihr Gehirn wiegt etwa ein halbes Kilogramm und besteht aus grauer und weißer Substanz. Die graue Substanz befindet sich an der Außenseite und ermöglicht die Verarbeitung und Interpretation von Informationen aus allen äußeren Reizen und Sinneswahrnehmungen. Die weiße Substanz befindet sich im Inneren und leitet Informationen an verschiedene Bereiche des Gehirns und des gesamten Nervensystems weiter, damit Sie handeln und auf Ereignisse reagieren können.
Wie entscheidet Ihr Gehirn, was wann und wo zu tun ist? Das ist eine Frage der Anatomie.
Anatomie des Gehirns!
Ihr Gehirn besteht aus vielen Teilen, die sich jedoch im Wesentlichen aus drei Hauptteilen zusammensetzen. Der vordere Teil des Gehirns heißt Großhirn. Hier befindet sich die Großhirnrinde. Sie macht die gesamte Fläche von 801 T1 T3 T2 Ihres Gehirns aus, weshalb der Großteil Ihrer Aktivitäten hier stattfindet. Im Großhirn verarbeiten Sie äußere Reize wie Sehen und Hören. Auch Lernen, Denken, Sprechen und die Kontrolle von Emotionen finden hier statt.
Als Nächstes kommt das Kleinhirn. Dieses kleine Organ befindet sich im hinteren Teil des Gehirns, direkt über dem Hirnstamm. Können Sie noch motorische Fähigkeiten besitzen? Können Sie aufrecht stehen, ohne umzufallen? Das verdanken Sie dem Kleinhirn. Es ist für Gleichgewicht, Koordination und Feinmotorik verantwortlich.
Da wir über den Hirnstamm sprechen, handelt es sich hier um seinen letzten Abschnitt. Der Hirnstamm besteht aus mehreren Abschnitten, und dieser gesamte Abschnitt ist hauptsächlich für die automatischen Körperfunktionen zuständig. Aktionen wie Kauen und Blinzeln sowie Atmung, Schlaf und Herzfrequenz werden im Hirnstamm gesteuert.
Aber Moment mal, werden Sie sagen. Was ist mit Ihrem Frontallappen? Oder Ihrem Okzipitallappen? Die gibt es auch, und sie sind Teil des Großhirns. Ihr Gehirn besteht aus zwei Hemisphären und vier Hauptlappen. Der Frontallappen, der sich – wie der Name schon sagt – vorne befindet, steuert unter anderem Persönlichkeit, Sprache, Entscheidungsfindung und, aus irgendeinem Grund, Ihren Geruchssinn.
Der zentrale Teil enthält die Parietallappen, die bei der räumlichen Wahrnehmung, dem Tast- und Schmerzempfinden, der Objekterkennung und dem Sprachverständnis helfen.
Die Okzipitallappen, die sich im hinteren Teil des Gehirns befinden, helfen uns, visuelle Reize zu sehen und zu verstehen. Das Verständnis von Bewegung, Farbe und Form findet in den Okzipitallappen statt.
Und schließlich die Temporallappen. Sie sind wichtig für das Kurzzeitgedächtnis, den Geruchssinn, die Gesichtserkennung und die emotionale Sensibilität.
Ihr Gehirn enthält außerdem eine Reihe weiterer Strukturen, darunter die Amygdala, den Hippocampus, die Hypophyse, den Hypothalamus, den präfrontalen Cortex und so weiter. Wie Sie sehen, ist es ein äußerst vielfältiges System, was die Zuständigkeiten der einzelnen Hirnregionen betrifft. Es scheint keine klare Organisationsstruktur zu geben, daher müssen alle Teile des Gehirns zusammenarbeiten, damit es richtig funktioniert.
Wir haben nun also ein allgemeines Verständnis davon, wie Gedanken im Gehirn entstehen, aber wie steht es mit dem Bewusstsein? Es ist keine Reaktion auf äußere Reize. Woher kommt das «Ich», das in unserem Gehirn existiert?
Bewusstsein
Es gibt gute und schlechte Nachrichten zur Erklärung des Bewusstseins. Die gute Nachricht ist: Wenn Sie gerade etwas von dem erleben, worüber wir sprechen, sind Sie bei Bewusstsein. Die schlechte Nachricht ist, dass die Wissenschaft Ihnen so ziemlich nicht mehr über Ihr Bewusstsein sagen kann.
Irgendwie prägt die Art und Weise, wie all deine Neuronen und Synapsen im Gehirn miteinander verbunden sind, dein Bewusstsein. Aber was bedeutet das genau? Wir können mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass das Bewusstsein ein Produkt deines Gehirns ist. Wenn du eine Narkose bekommst, verschwindet dein Bewusstsein kurzzeitig. Du schläfst nicht, du träumst nicht und du fühlst dich nicht mehr wie du selbst, weil die Narkose fast die gesamte elektrische Aktivität in deinem Gehirn unterdrückt.
Wenn Sie eine konkrete Antwort darauf suchen, wie die inneren Mechanismen Ihres Gehirns die Entstehung von Bewusstsein ermöglichen, müssen Sie sich noch etwas gedulden. Wir haben diese Frage noch nicht beantwortet.
Wir können bestimmte Aspekte des Bewusstseins beschreiben, was geschehen muss, damit Bewusstsein zu etwas wird. Dazu gehören die Fähigkeit, Gedanken und Gefühle zu haben und sich ihrer bewusst zu sein, ein gewisser Grad an Wachheit und ein gewisser Grad an sensorischer Organisation, der es uns ermöglicht, Konzepte und Wahrnehmungen auf verständliche Weise zusammenzufassen.
All diese Dinge sind jedoch eher philosophischer als biologischer Natur. Es gibt zwar Überschneidungen, doch die Fähigkeit zu denken und zu fühlen ist kein rein wissenschaftliches Konzept, das sich wie die Bewegung von Natrium- und Kaliumionen in den Neuronen des Gehirns erklären lässt. Manche argumentieren, Bewusstsein könne kein rein biologischer Prozess sein und die Biologie repräsentiere Bewusstsein lediglich, so wie ein Stirnrunzeln Traurigkeit ausdrücken kann. Es zeigt Emotionen, ist aber nicht die Emotion selbst, genau wie Muster im Gehirn Bewusstsein zeigen können, aber nicht das Bewusstsein selbst sind.
MRT- und EEG-Studien zeigen, dass der Thalamus und seine Verbindungen im Gehirn im Wachzustand aktiver sind als im Schlaf. Wir wissen, dass dort etwas passiert, aber wir wissen nicht genau was oder wie. Tut mir leid, falls das enttäuschend ist.
Was wir nicht wissen
Das Problem ist, dass selbst Neurobiologen die Funktionsweise des Gehirns nicht im Detail erklären können, weil sie noch nicht viel darüber wissen. Die Billionen von Synapsen, von denen wir vorhin sprachen? Jede einzelne enthält 100.000 molekulare Schalter. Jede einzelne ist mit Proteinmolekülen gefüllt, die Informationen untereinander übertragen.
Da die Erforschung des Denkens und des Bewusstseins die Untersuchung eines lebenden Gehirns und die Erhaltung seiner Integrität während des Forschungsprozesses erfordert, wird deutlich, warum es praktisch unmöglich ist, das Bewusstsein vollständig zu erfassen, wenn man es mit solch riesigen Datenmengen und solch empfindlichem Material zu tun hat.
Wir verstehen im Großen und Ganzen, wie wir lernen, aber wir wissen nicht, wie das Gehirn diese Informationen verarbeitet. Um das menschliche Gehirn vollständig zu verstehen, müssen wir es wahrscheinlich kartieren. Bisher wurden nur wenige Gehirne vollständig kartiert. Es dauerte vier Jahre, eine einfache Karte des Mausgehirns zu erstellen, während das menschliche Gehirn 1.100-mal mehr Neuronen enthält. Ein internationales Wissenschaftlerteam arbeitet seit vielen Jahren und mit Millionen von Dollar an diesem Projekt, doch wir stehen erst am Anfang.
Eine der größten Herausforderungen beim Verständnis der Funktionsweise des Gehirns und sogar bei dessen Kartierung besteht darin, dass jedes Gehirn individuell ist. Neuronale Verbindungen werden unterschiedlich gebildet und Informationen unterschiedlich verarbeitet. Es gibt Menschen mit schweren Hirnschädigungen, bei denen sogar Teile des Gehirns verloren gegangen sind, deren Gehirn sich aber dennoch anpassen und seine Funktionen verändern kann. Daher kann selbst eine detaillierte Hirnkarte nicht alle Aspekte der menschlichen mentalen Leistungsfähigkeit erklären, da sie stark subjektiv ist.
Neurowissenschaftler haben ausführlich über viele Dinge geschrieben, die wir noch nicht wissen. Beispielsweise ist die Anzahl der Neuronen nur ein Näherungswert. Wir wissen nicht genau, wie viele sich im Gehirn befinden, und man kann wohl davon ausgehen, dass sich die Anzahl der Neuronen in unserem Gehirn unterscheidet, da durch Neurogenese neue Neuronen entstehen, während andere abgebaut werden.
Wir wissen nicht, warum Alkohol uns entspannt. Wir wissen nicht einmal genau, wie Paracetamol auf das Gehirn wirkt. Wir sind uns nicht sicher, warum die linke Gehirnhälfte mit der rechten Körperhälfte verbunden ist und umgekehrt. Wir wissen nicht einmal, warum wir träumen.
Obwohl wir immer mehr über die Biologie des Gehirns erfahren, bleibt die Tatsache bestehen, dass wir nur erahnen können, was es leisten kann und warum.
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