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Wie denkt der Mensch?

Heidelberg. Wie denkt der Mensch? Diese Frage war jahrhundertelang eine Domäne der Philosophie. Neuerdings versuchen aber auch Neurowissenschaftler und Psychologen die Sprache der Gedanken zu entschlüsseln. Ein Problem dabei: Neben logischem Schlussfolgern und Urteilen existieren noch viele andere Denkformen – sprachliche und nichtsprachliche, analytische und intuitive. Das berichtet das Magazin Gehirn und Geist ist seiner neuen Ausgabe (Heft 4/2014).

Wie Untersuchungen mittels bildgebender Verfahren offenbaren, gibt kein festes “Denkareal” im Gehirn. Vielmehr werden, je nach Art und Gegenstand der kognitiven Prozesse, verschiedene neuronale Netzwerke aktiv. Maßgeblich beteiligt ist unter anderem der präfrontale Kortex im Stirnhirn, eine Art Kontrollinstanz für das Arbeitsgedächtnis und die Handlungssteuerung.

Auffällig ist, dass beim Denken häufig auch sensorische und motorische Hirnrindengebiete aktiv werden, die ansonsten für Wahrnehmung und Bewegungssteuerung verantwortlich sind. In Experimenten von Psychologen beeinflussen entsprechend auch physische Faktoren den Ideenfluss von Probanden: Schwere Kladden laden zu “gewichtigen” Argumenten ein, ausholende Armschwünge und hohe Decken fördern kreative Ideen. Denken ist offenbar kein so abstraktes Tun zu sein, wie häufig angenommen.

Laut der jungen Theorie der Embodied Cognition handelt es sich vielmehr um ein internes Probehandeln. Das konnte auch erklären, warum “sinnliche” Begleiterscheinungen wie Gestikulieren oder die Verwendung von bildhaften Metaphern und Schemazeichnungen das Denken unterstützen.

Imagination, Urteilsvermögen und die Fähigkeit, mehrere Informationen gleichzeitig im Geist präsent zu halten, sind die wesentlichen Säulen unserer Geistesgaben. Wie diese Vorgänge neuronal genau repräsentiert sind, bleibt allerdings zu erforschen. (Quelle: Gehirn und Geist, März 2014)

Buchtipps:

 

Gehirnstimulation: Tablette für doppelten Lernerfolg

Aktives Training: Die Empfindlichkeit der Fingerspitzen wird mit Drahtstiften getestet, danach werden die Hirnströme registriert.

Bei passivem Training und Gabe von Amphetamin (oben,Mitte) ergibt die Hirnstrommessung eine zunehmende Repräsentation des Zeigefingers auf der Hirnoberfläche.

Übung macht den Meister – das gilt auch für Wahrnehmungsleistungen, die sich durch Lernaufgaben kontinuierlich verbessern lassen (perzeptuelles Lernen). Nehmen Testpersonen dazu noch spezielle Medikamente ein, dann verdoppelt sich der Lernerfolg – das zeigen jetzt die beiden Bochumer Forschergruppen von PD Dr. Hubert Dinse (Institut für Neuroinformatik) und Prof. Dr. Martin Tegenthoff (Neurologische Universitätsklinik Bergmannsheil): Die Neurowissenschaftler manipulieren pharmakologisch das perzeptuelle Lernen und zugleich damit verbundene Gehirnveränderungen, die sie durch Hirnstrommessungen erfassen.

Aktives Training: Zwei Drahtstifte – zwei Reize

Perzeptuelles Lernen erfolgt durch stete Wiederholung. So lassen sich Objekte, die in ihrer Oberflächenbeschaffenheit sehr ähnlich sind, mit einiger Übung allein durch Anfassen
voneinander unterscheiden. Diese Fähigkeit zur “taktilen Auflösung” messen die Forscher psychophysisch bei Versuchspersonen, indem diese zwei dünne Drahtstifte tasten müssen, deren Abstand voneinander immer geringer wird. Der kleinste Abstand, bei dem die Versuchsperson noch zwei Drahtstifte wahrnimmt, ist die Zweipunktdiskriminationsfähigkeit. Jeder Mensch hat eine individuelle Zweipunktdiskriminationsschwelle, die sich durch langandauerndes Training herabsetzen lässt.

Lernen durch passives Training

Bereits vor etwa fünfzig Jahren postulierte der kanadische Psychologe Hebb, dass “Gleichzeitigkeit” bzw. “Simultanität” von Ereignissen synaptische Übertragung und damit Lernprozesse verbessert. Diese Erkenntnis setzen die Forscher in ein Stimulationsprotokoll um, dass die natürliche Tastwahrnehmung nachvollzieht: Mit schwachen elektrischen Impulsen reizen sie gleichzeitig und mit einer niedrigen Rate (ein Reiz je Sekunde) kleine Bereiche der Zeigefingerspitzen von Versuchspersonen. Die Reize überträgt eine bewegliche Membran auf dem Zeigefinger der Versuchsperson. Da diese “Coaktivierung” mobil über ein kleines tragbares Kästchen erfolgt, können die Testpersonen dabei “normalen” Tätigkeiten nachgehen. Das Ergebnis: Nach drei Stunden hatte sich die taktile Diskriminationsfähigkeit vorübergehend für einen Zeitraum von 24 Stunden verbessert.

Was beim Lernen im Gehirn passiert

Gleichzeitig erfassen die Forscher mit 32 Elektroden über der gesamten Hirnrinde die beim perzeptuellen Lernen ablaufenden Vorgänge im Gehirn (somatosensorisch evozierte Potenziale). Sie konnten mit der nicht-invasiven Untersuchungstechnik (“neurophysiologisches Mapping”) Lage und Ausdehnung des sensiblen Repräsentationsgebietes der Fingerspitze auf der Hirnoberfläche genau bestimmen: Die Hirnstrommessungen zeigten eine Verschiebung und Vergrößerung der Repräsentation des Zeigefingers auf der Hirnoberfläche, wenn sich die Diskriminationsfähigkeit verbesserte. Das Ausmaß des Lernerfolgs war von Person zu Person unterschiedlich.

Chemie des Lernens

Nur wenige grundlegende chemische Mechanismen kontrollieren die Effizienz von Synapsen, dazu gehört die Gruppe der sog. NMDA-Rezeptoren (N-Methyl-D-Aspartat). Ihre Aktivierung führt über eine Kette komplexer molekularer Vorgänge zu langanhaltenden Veränderungen der Synapseneffizienz, was u. a. als Langzeitpotenzierung (long-term-potentiation LTP) bezeichnet wird. In diesen Vorgängen sehen die Forscher heute die Basis synaptischer Plastizität. Die LTP ist aber auch durch andere Substanzen modulierbar und lässt sich z. B. durch die Neurotransmitter Serotonin und Noradrenalin steigern. Amphetamine, die im Gehirn Substanzen wie Dopamin, Serotonin und Noradrenalin freisetzten, verstärken somit auch die synaptische Plastizität.

Die Tablette für den Lernerfolg

Nun stellte sich die Frage, ob Substanzen, die auf der Ebene der Synapsen das Lernen ermöglichen und verbessern, auch bei Einnahme durch die Versuchspersonen einen solchen positiven Effekt auf das perzeptuelle Lernen haben würden: Mithilfe einer einmaligen Applikation der Substanz Memantine, die den NMDA-Kanal blockiert, eliminierten die Forscher den Lernerfolg zunächst vollständig. Durch Messung der Tastschwellen des linken, nicht-coaktivierten Zeigefingers konnten sie unspezifische Nebenwirkungen des Medikaments ausschließen. Dann erhielten die Testpersonen eine einmalige Gabe Amphetamin (Psychopharmaka), was tatsächlich zu einer Verdoppelung des Lernerfolges führte, ohne Nebenwirkungen auf die Empfindung des nicht-coaktiverten linken Fingers zu verursachen. Die Hirnstrommessungen zeigten entsprechende Veränderungen: Die Blockade des Lernens unter Memantine schränkte die Hirnveränderungen ein, während der doppelte Lernerfolg durch Amphetamin zu einer Ausdehnung der Hirnrepräsentation führte.

Therapieausblick: “Brain-Training”

Die Ergebnisse stehen möglicherweise am Anfang einer neuen Ära, in der sich Gehirnfunktionen und damit das Verhalten durch eine Kombination von Training, Stimulation und medikamentöser Therapie aktiv und gezielt verändern lassen. Das entwickelte Coaktivierungsprotokoll beruht auf einer passiven Stimulation über mehrere Stunden, die zu massiven Änderungen von Gehirnorganisation und Verhalten führte. Dieses passive Training verspricht neue Therapieansätze: Gerade für ältere Menschen oder Patienten mit neurologischen Störungen, z. B. nach einem Schlaganfall oder einer Hirnverletzung. Sie können sich oft nicht ausreichend lange auf die erforderlichen Therapien konzentrieren oder selbst aktiv mitmachen. Der passiv orientierte Therapieansatz spart zudem Kosten – aufgrund seiner geringeren Personalintensität. (Quelle: idw)

Ist Gott nur ein neuronales Gewitter im Gehirn?

Video: Erforschung der Meditation

(idw). Existiert Gott? Ist es notwendig, dass er existiert? Oder reicht nicht der Glaube allein? Je genauer Naturwissenschaftler die Funktionsweise des menschlichen Gehirns entschlüsseln, umso mehr müssen sich Theologen mit der Frage nach der Beziehung zwischen Gott und Gehirn auseinandersetzen. Dr. Tobias Kläden vom Seminar für Pastoraltheologie der Universität Münster stellt sich dieser Herausforderung. Das neue Gebiet der so genannten Neurotheologie wird zumeist von Naturwissenschaftlern besetzt, Theologen haben bisher eher wenig Kenntnis davon genommen.

Die amerikanischen Neurowissenschaftler Andrew Newberg und Eugene d’Aquili haben untersucht, was passiert, wenn Menschen meditieren. “Sie konnten bei Buddhisten und Franziskanerinnen nachweisen, dass bei der Meditation ein Bereich im Scheitellappen, der dafür sorgt, dass ich mich von der Umwelt als verschieden empfinde, kaum noch aktiviert war”, erläutert Kläden. “Die Menschen fühlten sich eins mit Gott und dem Universum.” Und das unabhängig davon, ob sie an einen personalen Gott glaubten wie die Christinnen oder an ein namenloses Absolutes wie die Buddhisten.

Das, so die Schlussfolgerung von Newberg und d’Aquili, sei ein Beweis dafür, dass Glaube und religiöse Erfahrung keine Hirngespinste seien. Schließlich gebe es den physiologischen Nachweis, dass etwas im Gehirn im Augenblick der religiösen Erfahrung passiere. Umgekehrt ist es dem Kanadier Michael Persinger gelungen, mithilfe eines leichten Magnetfeldes Menschen die Präsenz des Göttlichen zu suggerieren, indem die Schläfenlappen im Gehirn stimuliert wurden. “Bereits in der Antike wusste man, dass Menschen mit Epilepsie etwas Besonderes sind, eine ‘heilige Krankheit’ haben”, erzählt Kläden. Epileptische Anfälle gingen häufig mit religiösen Empfindungen einher, Epilepsie wiederum könne beispielsweise durch Tumore im Schläfenlappen ausgelöst werden.

Die Interpretationen der empirischen Versuche seien häufig vollmundig, mal werde versucht, Gott als Funktion des Gehirns zu erklären, mal, die Funktion des Gehirns als Beweis für die Existenz Gottes heranzuziehen. “Das hängt immer von der religiösen Voreinstellung ab”, meint Kläden. Bei Doubleblind-Experimenten im Magnetfeld von Persinger habe sich gezeigt: Menschen können auch ein religiöses Gefühl spüren, obwohl faktisch nichts passiert ist. “Häufig liefern die Naturwissenschaftler zu ihren Experimenten Interpretationen, die nichts mehr mit Neurowissenschaften zu tun haben, sondern auf bestimmten philosophischen Vorannahmen beruhen”, so Kläden.

Und genau das ist für ihn der Grund, dass sich auch die Theologen einmischen müssen. Denn die Daten zu bezweifeln, das kommt ihm nicht in den Sinn. Aber bei der Interpretation der Ergebnisse und der Beantwortung der Frage, ob Gott nur ein neuronales Gewitter im Gehirn sei, da haben die Theologen auch etwas beizutragen. “Tiefe meditative Versenkungen sind nicht die Religion des Alltags. Haben solche religiösen Spitzenerfahrungen überhaupt Relevanz für den Alltag?” Aber noch gebe es auch bei den Theologen keine eindeutige Definition von Religiosität. “Da können die Neurowissenschaften einen wichtigen Beitrag leisten.”

“Kommt Religion wirklich nur im Gehirn vor? Gibt es denn keine Wirklichkeit außerhalb des Gehirns? Natürlich müssen religiöse Erfahrungen im Gehirn verankert sein, denn dort haben alle Erfahrungen und Gefühle ihre Basis”, sagt Kläden. Er ist sich aber sicher: Gott ist kein Gegenstand der empirisch erfassbaren Welt, daher könne er auch nicht mit naturwissenschaftlichen Mitteln erforscht werden.

Kommentar:
Was sich aber mit naturwissenschaftlichen Methoden erforschen läßt, ist nach Meinung des Autors Klaus-Dieter Sedlacek das Jenseits oder das unsterbliche Bewusstsein.
Im seinem neu erschienenen Sachbuch “Unsterbliches Bewusstsein – Raumzeit-Phänomene, Beweise und Visionen” ISBN: 978-3-837-04351-8 tritt er dafür den Beweis an.