Faszination Gehirn - drjost.ch

Direkt zum Seiteninhalt

Hauptmenü:

Faszination Gehirn

Psychiatrie als Schwerpunkt




Faszination Gehirn

Unser Gehirn ist das komplexeste und faszinierendste Organ in der ganzen Biologie. Wir wissen extrem viel über seine Funktionen, trotzdem verstehen wir ganz grundlegende Dinge überhaupt nicht.
Das mit Abstand grösste Rätsel betrifft das Bewusstsein. Bisher gibt es nur Spekulationen zu diesem Thema. Das Hauptproblem besteht darin, dass wir mit unserem Bewusstsein unser Bewusstsein untersuchen wollen. Ein Gegenstand, der sich selber untersucht, eine ziemlich einmalige und höchst schwierige Konstellation.


Die grosse Herausforderung besteht darin, die wichtigsten Aspekte darzustellen, ohne in der Komplexität des Themas unter zu gehen. Es versteht sich von selbst, dass es nur möglich ist, einige Nägel einzuschlagen. Eines sollte dabei aber erhalten bleiben:
Die Faszination Gehirn.



Zur Anatomie des Gehirns:

Das Gehirn wiegt rund 1.2 bis 1.5 Kilogramm, es wird rundherum von den Schädelknochen geschützt.


 


So wie ein Haus aus Ziegelsteinen, so besteht unser Gehirn aus rund 1oo Milliarden Nerbenzellen, Neuronen genannt.

 


Jedes Neuron besteht aus einem meist sternförmigen Zellkörper, einer einzigen wegführenden Nervenfaser, Axon
genannt und meist hunderten von zuführenden Nervenfasern, Dendriten genannt.
Die Funktion ist vom Prinzip her immer dieselbe: Viele Impulse strömen über die Dendriten zum Zellkörper, werden dort aufsummiert und erzeugen einen elektrischen Impuls, der über das Axon weitergeleitet wird.


Der elektrische Impuls mit einigen Metern pro Sekunde wird durch einströmende Salzteilchen erzeugt. Diese verbreiten sich im Sinne einer Kettenreaktion entlang der Faser. Man kann das vergleichen mit einer Reihe von Dominosteinen. Wenn der erste fällt, dann fallen mit der Zeit alle.
Bild von Claudia Hautumm, pixelio


Irgendwann geht jede Reise zu Ende, das heisst, es kommt der Moment, wo die Nervenfaser zu Ende geht. Die Grundfrage ist: wie sieht dieses Ende aus und wie kommt es, dass der elektrische Impuls auf andere Nervenzellen übertragen wird?

Wenn ein Neuron zu Ende geht, findet sich eine Auftreibung. Diese steht in Kontakt mit einer anderen Nervenzelle. Dabei bleibt aber stets ein mikroskopischer Spalt bestehen, die Nervenfaser haben deshalb NIE einen direkten Kontakt zueinander.

 


Die Kontaktzone zwischen zwei Neuronen nennt sich Schaltstelle oder Synapse. Die Uebertragung des Nervenimpulses geschieht auf chemische Weise nach dem Prinzip der "Flaschenpost". Wenn der elektrische Impuls die Synapse erreicht, entleert sich eines der bereitstehenden Bläschen voll Nervenüberträgerstoffe innert weniger tausendstel Sekunden. Die Ueberträgerstoffe schwimmen durch den mikroskopisch dünnen Spalt (wie eine Flaschenpost) und suchen sich an der Membran der nachgeschalteten Zelle eine "Andockstelle". Wenn genügend Teilchen innert nützlicher Frist angedockt haben, entsteht im Folgeneuron ein neuer elektrischer Impuls, der nach dem Prinzip der Dominosteine fortgeleitet wird.
Wir können uns merken:
Es gibt elektrische Uebertragung innerhalb der Nervenfasern, also vor und nach der Synapse. In der Synapse selber geschieht die Uebertragung chemisch.

Dies hat enorme Konsequenzen: Weil wir im gesamten Nervensystem Billionen von Synapsen haben, die chemisch funktionieren, gibt es die Möglichkeit, diese auf chemische Weise zu beeinflussen. Das hat Vor- und Nachteile. Die Vorteile bestehen darin, dass wir mit Medikamenten die Gehirnfunktion heilend beeinflussen können, was in der Behandlung der Depression, der Angst und der Schizophrenien wichtig ist. Der Nachteil besteht darin, dass wir mit Drogen unser Gehirn schädigen und im Sinne einer Sucht abhängig machen können.


Verschiedene Ueberträgerstoffe

In unserem Gehirn gibt es mindestens 20 verschiedene Ueberträgerstoffe, Transmitter genannt. Davon sind 6 von grosser Bedeutung:

Serotonin spielt eine Hauptrolle bei Depressionen, Zwangserkrankungen und auch bei Aengsten.

Noradrenalin ist ein erregender Neurotransmitter, der ebenfalls bei Depressionen eine Rolle spielt.

Dopamin ist der zentrale Transmitter bei Schizophrenien (Psychosen) auf der einen Seite, ist aber auch wichtig für Motivation und für die Feinsteuerung der Bewegung. Ein Ausfall in bestimmten Hirnregionen führt zum Bild der Parkinson-Erkrankung mit Zittern, Muskelsteifigkeit und kleinschrittigem Gang.

Gamma-Amino-Buttersäure, kurz
GABA genannt, ist ein hemmender Ueberträgerstoff, der sich beruhigend und angstlösend auswirkt. An dieser Stelle greifen viele Beruhigungsmittel, Tranquillizer genannt, an. Auch Alkohol wirkt auf dieser Ebene, was die beruhigende und generell dämpfende Wirkung erklärt.

Acetylcholin ist ein erregender Transmitter, der für die Gedächtnisbildung wesentlich ist. Ein Mangel führt zur Entwicklung einer Demenz, zum Beispiel vom Alzheimer-Typ. Moderne Alzheimer-Medikamente hemmen den Abbau von Acetylcholin und verbessern vorübergehend die Symptomatik.

Glutamat ist ein erregender Transmitter, der in verschiedenen Systemen aktivierend wirkt. Eine zu grosse Glutamat-Konzentration wirkt gewebeschädigend, was zum Beispiel bei einem Hirnschlag von Bedeutung ist.

Die allermeisten Psychopharmaka wirken hemmend auf den Abbau dieser Transmitter ein, was indirekt deren Konzentration erhöht oder sie wirken auf die Synapse und blockieren die Transmitter an der Andockstelle.




Wie reden Nervenzellen miteinander?

Um Botschaften übertragen zu können, braucht es eine "Sprache", die alle beteiligten verstehen können. Das könnte eine Sprache sein, wie wir Menschen sie benutzen oder eine andere Art von codierter Information wie beispielsweise das Morsealphabet oder der ASCI-Code, den Computer verwenden.
Die Sprache der Neuronen, auch neuronaler Code
genannt, birgt noch letzte Geheimnisse, im Prinzip jedoch handelt es sich um einen "Frequenz-Code". Mit anderen Worten:
Es gibt nur ein Wort, das Nervenzellen verstehen, ist ist dies das universelle Nervensignal, das wir zum Beispiel als "Päng" bezeichnen wollen. Wenn wir also Neuronen belauschen würden, hiesse es: "Päng Päng", "Päng Päng Päng", "Päng". Die Botschaft hat immer dieselben Buchstaben, entscheidend ist jedoch, wie viele Buchstaben pro Sekunde übermittelt werden und wo die Pausen sind. Dass die Nerven-Botschaft in der Häufigkeit der Impulse pro Sekunde (Frequenz) codiert wird, ist unbestritten. Noch unklar ist, ob auch im zeitlichen Ablauf noch eine Botschaft steckt. Es käme dann nicht nur auf die Häufigkeit der Impulse an, sondern auch wo und wie lange die Pausen dazwischen sind.
Eines ist klar: Im Gehirn werden keine Bilder oder Töne transportiert, sondern riesige Mengen an Nervenimpulsen. Wenn wir ein Neuron belauschen würden ohne zu wissen, wo dieses Neuron lokalisiert ist, , könnten wir unmöglich sagen, ob da Töne, Gerüche oder Bilder verarbeitet werden.


Faszination Gehirn, einige Beispiele

Grundlegendes zur Wahrnehmung:

Unser Gehirn hat unter anderem die Aufgabe, die Umwelt um uns herum wahrzunehmen und "uns" darüber zu informieren. Dieser Vorgang läuft bei allen Sinnesqualitäten grundsätzlich gleich ab, ob es nun ums Sehen, Hören etc. geht.

Das er erkundende Gebilde wir mit einem passenden Instrument, zum Beispiel dem Auge oder dem Ohr, registriert und dieses Abbild in Nervensignale umgewandelt.
Was also weitergeleitet und an verschiedenen Stellen weiterverarbeitet wird, sind keine Bilder, sondern nur elektrische Impulse, die dieses Bild codieren oder enthalten. Erst ganz am Ende dieser Uebertragungskette entsteht als Rekonstruktion ein Bild in unserem Kopf.
Mit anderen Worten: Sämtliche Wahrnehmung entsteht als Rekonstruktion in unserem Kopf
, es handelt sich deshalb nie um eine 1 : 1 Abbildung der Realität.

Diese Rekonstruktion hat nun folgende Eigenschaften:
1) Sie ist als erstes ausgezeichnet, dies erlaubt beispielsweise mit hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn zu fahren.
2) Die Rekonstruktion korrigiert die Abbildungsfehler unseres Auges. So ist das ursprüngliche Bild sowohl seitenverkehrt als auch oben mit unten vertauscht.
3) Die Abbildung ist immer unvollständig. Je nachdem, welche Wellenlängen berücksichtigt werden, wird die eigentliche Realität unvollständig oder verändert dargestellt. Ein Beispiel ist die Biene, die auch ultraviolette Strahlung sehen kann oder die Fledermaus, die Frequenzen hört, die uns Menschen nicht zugänglich sind.
4) Wir können auch Eigenschaften abbilden, die es in der Natur gar nicht gibt. So sehen wir Farben, die es in der Natur gar nicht gibt, wir hören Klänge, die nicht existieren und wir nehmen Gerüche wahr, die real gar nicht existieren.

Sehen wir uns ein paar Beispiele an:







Faszination Sehen:

Auf  den ersten Blick haben wir das Gefühl, die Welt um uns herum direkt sehen zu können. Dem ist aber gar nicht so.
Unser Auge ist wie eine Videokamera, die ein Bild registriert und nach einem bestimmten Sprach-Code in elektrische Signale umwandelt. Diese werden an mehreren Zwischenstationen weiterverarbeitet. Dabei wird das seitenvertauschte Bild korrigiert und je nach Frequenz des Lichtes eine Farbe dazugemischt, die es in der Natur gar nicht gibt.
Wir kennen dieses Prinzip beispielsweise bei Ultraschallgeräten. Dort werden bei Gefässuntersuchungen die Fliessgeschwindigkeiten des Blutes mit verschiedenen Farben codiert. Man nennt das Falschfarben, da sie nur auf dem Bildschirm existieren.
Es gibt auch eine Reihe genialer Korrekturen. So sehen die Farben im Tageslauf anders aus, da die Farbtemperatur der Beleuchtung ändert. Unser Gehirn vermag dies zu korrigieren, sodass wir den ganzen Tag die Farben gleich wahrnehmen.
Verschiedene Wahrnehmungs-Aspekte werden in unterschiedlichen Zentren verarbeitet. Dies gilt für Kontraste, Farbe, bewegte Objekte etc. Sämtliche Teil-Informationen werden schliesslich zu einem Gesamtbild zusammengefügt. Ohne diese Mechanismen wäre zum Beispiel ein Tennisspiel gar nicht denkbar.
Ein komisches Gefühl, dass es in unserem Universum absolut dunkel ist. Erst unser Gehirn verarbeitet gewisse Lichtfrequenzen so, dass wir das Gefühl haben, rund um uns sei es hell!
Es versteht sich von selbst, dass jede Wahrnehmung extrem subjektiv ist. Mit anderen Worten: Wenn ich die Farbe rot sehe, kann ich nie ganz sicher sein, dass mein Gegenüber dieselbe Farbe auch gleich sieht wie ich. Dies gilt natürlich generell für jede Wahrnehmung. Deshalb macht es überhaupt keinen Sinn über eine Wahrnehmung zu streiten. Es sind nicht nur die Geschmäcker verschieden, sondern möglicherweise auch die Wahrnehmung selbst.



Faszination Gehör

Die Verarbeitung von Geräuschen funktioniert völlig analog zum Sehen. Durch Sprechen, Musizieren etc. entstehen Schallwellen, die an unser Ohr gelangen. Sie treten durch den äusseren Gehörgang ein und bringen das Trommelfell zum Schwingen. Diese Bewegungen übertrage sich auf die Gehörknöchelchen und von da ins Innenohr, wo sie spezielle Nervenzellen in der Schnecke stimulieren.
Dabei entstehen wieder elektrische Impulse, die in die Gehörzentren weitergeleitet und dort verarbeitet werden.
Es ist ein eigenartiges Gefühl, in einem Konzert zu sitzen und zu wissen, dass es in diesem Saal zwar Luftschwingungen, aber sicher keine Geräusche gibt. Wir sitzen in einem Raum, wo Totenstille herrscht und sind dennoch umgeben von einer faszinierenden Geräuschkulisse. Analog zum Sehen entsteht die Musik erst in unserem Kopf. Wir geniessen eine Qualität, die es in der Natur gar nicht gibt.


Faszination Geruch

Was wir beim Sehen und Hören gesehen haben, gilt analog auch für den Geruch. Geruchsqualitäten aus unserer Umgebung sind in Wirklichkeit in der Luft gelöste Moleküle, die beim Auftreffen auf unsere Nasenschleimhaut elektrische Signale auslösen, die in unserem Geruchszentrum in einzelne Gerüche umgewandelt werden. Wie beim Sehen und Hören ist auch die Geruchswahrnehmung für Mensch und Tier unterschiedlich und subjektiv. So kann es nicht wundern, dass ein Kuhfladen, der für uns Menschen sehr abschreckend riecht, für gewisse Fliegen ein Schmaus und Festessen bedeutet.

 



Die projektive Potenz unseres Gehirns

Meist verwendet man allgemein gebräuchliche Fachbegriffe, die bereits gegeben sind. Hier ist es ausnahmsweise anders. Die projektive Potenz unseres Gehirns ist ein Ausdruck aus der eigenen Küche. Was etwas geheimnisvoll klingt, ist einfach zu beschreiben, aber kaum zu erklären.

Nehmen wir ein Beispiel: Wenn uns eine Kiste auf den Fuss fällt, dann nehmen wir einen Sekundenbruchteil später einen Schmerz wahr. Diese Schmerz-Wahrnehmung wird in unserem Gehirn aufgebaut. Wir spüren den Schmerz aber nicht im Gehirn, sondern im Fuss, wo er eigentlich "hingehört". Der Fuss kann aber gar keinen Schmerz empfinden, da ein solcher nur im Gehirn aufgebaut wird. Unser Gehirn "verlegt" den Schmerz in den Fuss,
sodass wir glauben, er sei dort. Der Schmerz wird quasi in den Fuss projiziert, so wie wir ein Dia an die Leinwand projizieren. Deshalb der Ausdruck der projektiven Potenz.
Wie unser Gehirn das hinkriegt, bleibt bis heute rätselhaft. Wo ist im Gehirn die Leinwand, auf die der Schmerz projiziert werden kann? Klar ist nur, dass das Gehirn eben das Körperschema sehr gut kennt. Sonst wäre diese Verlagerung gar nicht denkbar.
Manchmal erleidet dieser Mechanismus auch eine Störung. Beim
Phantomschmerz, der entsteht, wenn wir zum Beispiel ein Bein verloren haben, darin aber noch Schmerz empfinden, wird die Projektion quasi in die Irre geleitet.
Was für den Schmerz gilt, funktioniert auch für andere Wahrnehmungen. So empfinden wir zum Beispiel beim Sex Lust an den dafür vorgesehenen Organen. Die Lust wird aber auch hier im Gehirn erzeugt. Interessanterweise gibt es hier seltener Weise eine Phantom-Lust. So ist ein Beispiel bekannt, das jemand nach einer Gehirnverletzung den Orgasmus in einem Oberschenkel verspürte. Dies ist sicher gewöhnungsbedürftig.


Das grosse Rätsel um das Bewusstsein

Es kann überhaupt nicht die Absicht sein, hier in wenigen Sätzen das Geheimnis ums Bewusstsein zu lösen. Es soll jedoch das Dilemma klar umrissen werden.

Das Dilemma lässt sich am besten mit der ersten und der dritten Person erklären:

Aus der Perspektive der ersten Person, also dem, was man quasi von innen erlebt, gibt es nicht den geringsten Zweifel, dass wir ein Bewusstsein haben. Nichts ist so gewiss wie das, was wir in uns wissen und fühlen.

Aus der Perspektive der dritten Person, also dem, was man von aussen beobachten und erforschen kann, lässt sich das Bewusstsein direkt nicht nachweisen. Es ist der naturwissenschaftlichen Erforschung nicht zugänglich.

Zwei unvereinbare Positionen
Die Perspektive von innen und von aussen sind absolut nicht miteinander vereinbar,
man kann nur die eine oder die andere Position einnehmen, niemals beide gleichzeitig.
Entweder schauen wir von innen, dann sehen wir keine Synapsen oder Neuronen, oder wir schauen von von aussen, dann sehen wir Synapsen oder Neuronen aber gewiss kein Bewusstsein.  Die beiden Positionen sind Teile einer Wahrheit, die wir aber wahrscheinlich auf längere Zeit nicht unter einen Hut bringen können.
Genau das wäre aber zur Lösung der Bewusstseinsfrage dringend nötig. Es wäre zwingend zu klären, wie diese beiden Ebenen zusammenhängen.



Das Dilemma der Forschung

Normalerweise wird Forschung ausschliesslich auf naturwissenschaftlicher Basis  betrieben. Methoden aus Physik und Chemie werden angewendet.

Bei der Gehirnforschung gibt es neben dem naturwissenschaftlichen Zugang noch zwei andere Wege.
Der zweite ist der subjektive Weg: Man beachtet die Position der ersten Person und fragt, was ein Mensch subjektiv empfindet. Was er wahrnimmt, fühlt und denkt, kann niemand anders an dieser Stelle tun.
Der dritte Weg ist ein Zwischending. Er kombiniert den subjektiven Weg mit dem objektiven. Wenn wir andere Menschen fragen, was sie empfinden, dann bekommen wir eine subjektive Information, die aber nicht von uns stammt, sondern von einer Drittperson. Im Prinzip können wir beliebig viele solche Informationsquellen kombinieren.

 
 
Zurück zum Seiteninhalt | Zurück zum Hauptmenü