Wahrnehmung und was unser menschliches Gehirn nicht wahrnimmt

Das menschliche Sehorgan:
Können Sie im Dunkeln sehen? Ja, richtig: Wir sehen wenig bis gar nichts....
Haben Sie sich schon einmal überlegt, was unseren Sinnen bzw. unserer Wahrnehmung in der Nacht alles entgeht?

Können Sie aus 150m Entfernung eine Maus sehen? Nein, auch das können wir nicht. .....Wie sähe die Welt um uns herum aus, wenn wir dies könnten? Oh ja, ich gebe Ihnen Recht: das lässt sich ganz schwer vorstellen; allerdings wäre diese Fähigkeit wohl ganz nützlich.

Tierische Sehorgane:
Bildquelle Pixelio: (c) Marika (bearbeitet)

Die Fledermaus "sieht" über Schallwellen in sehr hoher Frequenz: "Das besondere Orientierungssystem der Fledermäuse wird als Echoortung bezeichnet. Damit können sie auch bei stockfinsterer Nacht ihre "Opfer" lokalisieren. Sie machen sich ein genaues "Hörbild" von ihrer Umgebung." weiter bei Planet Wissen: FLEDERMÄUSE

Der Wanderfalke besitzt z.B. die Fähigkeit aus 100m Höhe ein 1,2 cm großes Objekt zu erkennen. Mehr hier: Neuropädagogik - Wahrnehmung II


Das menschliche Hörorgan:
Können Sie das leise Pfeifen eines Asthmatikers hören? Nein, auch das geht nicht....
Und wie sieht es mit den Lauten der Elefanten aus? Elefanten unterhalten sich nämlich im tiefen Infraschallbereich...Nein, auch das können wir nicht....

Wie würden wir unsere Mitmenschen wahrnehmen, wenn wir weitere Geräusche hören könnten? Könnten wir vielleicht sogar - wie dies manche geschulte Tiere können - epileptische Anfälle vorhersagen? Wäre dann unsere soziale Empathiefähigkeit viel größer als jetzt? Wie stünde es dann um unsere "Spiegelneuronen".....

Das tierische Hörorgan:
Hunde und viele andere Tiere können sehr hohe Frequenzen wahrnehmen, so eben auch die leisen Pfeiftöne eines Asthmatikers, welche durch die verschleimten Bronchien entstehen....
Elefanten unterhalten sich und hören in einem äußerst tiefen, für den Menschen nicht mehr wahrnehmbaren Infraschallbereich: (Bildquelle Pixelio: (c) Ulla Trampert)

"Elefanten können vertraute und fremde Artgenossen anhand bestimmter Schwingungen unterscheiden. Diese erzeugen die mächtigen Säuger mit ihren Rüsseln am Boden. Die Frequenz ist für Menschen nicht hörbar.

Elefanten nutzen eine bislang wenig untersuchte Technik, um sich gegenseitig vor Gefahren zu warnen - auch über größere Distanzen. Dabei benutzen sie ihren Rüssel, um Töne im Infraschallbereich zu erzeugen, die sowohl über die Luft als auch durch den Boden übertragen werden. Die Frequenz liegt unterhalb des für den Menschen hörbaren Bereichs. Wahrnehmen können die Tiere die durch den Boden übertragenen Schallwellen mit besonderen Zellen in ihren Beinen und Rüsseln. Schon früher hatten Wissenschaftler beobachtet, dass Elefanten über solche Infraschalltöne kommunizieren können."

weiter im Spiegel online: Elefanten warnen sich per Infraschall

Das menschliche Riechorgan:
Können Sie die Spur eines Menschen über den Geruch aufnehmen? Nein?.....
Können Sie an der Atemluft eines Menschen erkennen, ob er an Krebs erkrankt ist? Nein?

Das tierische Riechorgan:
Im online-Magazin wissenschaft.de können Sie nachlesen, wie Hunde eine Krebserkrankung über ihren Geruchssinn feststellen können:
Hunde riechen Blasenkrebs im Urin und Der richtige Riecher für Krebs Hunde können im Atem bösartige Erkrankungen aufspüren

oder, dass Taufliegen - über ihre zwei Nasen - die Richtung feststellen können, aus welcher ein Geruch kommt:
"Taufliegen haben einen klaren Vorteil, wenn es um den Geruchssinn geht: Sie besitzen zwei Nasen. Biologen haben nun untersucht, wie die Insekten beide Organe nutzen.
Taufliegen nehmen Gerüche mit zwei Nasen wahr und können so den Ursprung des Geruchs besser finden und sich leichter orientieren." Weiter im Stern Online: Die Kraft der zwei Nasen

Weitere Sinnesorgane über welche nur Tiere verfügen:

Beispiel Magnetorientierung:
"John B. Phillips (USA), der seit 20 Jahren, vor allem über den Magnetsinn von Molchen arbeitet, gab einen wichtigen Überblick über den Stand der Forschung auf diesem Gebiet, wobei er sowohl die Untersuchungen der Gruppen um Lohmann (USA) mit ihren Experimenten an Meeres-Schildkröten, als auch jene um Wiltschko (Deutschland) einschloss, die sich im wesentlichen mit dem Magnet-Sinn von Vögeln beschäftigen. Die Vielfalt der Organismen, bei denen man eine Magnetfeldorientierung glaubt nachweisen zu können, die sowohl niedere Wirbellose, wie Würmer, aber auch Insekten umfasst und im Reich der Wirbeltiere von Amphibien über Vögel bis zu den Säugetieren reicht, lässt kaum mehr Zweifel an dieser Sinnesleistung zu, obgleich diese bisher noch nicht eindeutig einem Organ zugeordnet werden kann."
Weitere Materialien zur Magnetorientierung von Tieren (Doc-Datei)

Lesehinweis dazu:
Lars Fischer hat in seinem Blog "Abgefischt" bei www.wissenslogs.de einen interessanten Peer Review zum "Magnetsinn" von Kühen geschrieben:

Der Heidelberger Kuh-Kompass

Orientierungsmechanismen (Zitat aus www.biologie-online.eu)

Luftdruck - Höhenbestimmung

Infraschall

Sonnenkompaß Es wird ein bestimmter Winkel zur Sonne eingehalten, die Bewegung der Sonne im Tagesablauf wird mit berücksichtigt. Zum Äquator hin ändert sich der Winkel pro Zeiteinheit weniger. Voraussetzung ist eine innere Uhr.


Polarisiertes Licht Das polarisierte Licht erlaubt eine Orientierung an der Sonne auch bei bedecktem Himmel

Sternenkompaß: Erlernte Orientierung an der unterschiedlichen Rotation der Sterne, diese ist im Norden am geringsten

Wind: Vögel erkennen Windstärke und -richtung, korrigieren die Drift erst am Ende eines Flugtages und können diese auch ohne Bezugspunkte (z.B. in der Wolken ) bestimmen

Landmarken Jungvögel lernen diese beim ersten Mitflug ( Bsp.: Staren) und behalten die Flugroute ihre Leben lang bei

• Es werden immer mehrere Systeme nebeneinander verwendet, die sich gegenseitig korrigieren. Die Fähigkeit zur Kompaßorientierung ist angeboren, ihre Leistungsfähigkeit wird aber erlernt.

Da ich keine Tierbiologin bin, schätze ich, dass Sie hier von mir nur einen kleinen Ausschnitt aus der fantastischen "Sinneswelt" der Tiere präsentiert bekommen haben.

FAZIT dieses Exkurses:

Angesichts o.g. Besonderheiten stelle ich mir einige Fragen:
Wenn wir die vielen weiteren Sinneswahrnehmungsmöglichkeiten betrachten, über welche unsere Spezies ganz offensichtlich nicht verfügt und auch nicht über Hilfsmittel verfügen kann, wie wenig nehmen wir wohl von unserer Umwelt und unseren Mitmenschen tatsächlich wahr?

Fühlt sich "Mensch" zu Recht den Tieren überlegen?

Karl R. Gegenfurtner stellt in seinem Buch "Gehirn & Wahrnehmung fest:
Leseprobe im PDF: Das Fenster zur Welt

Zitat: "Ganz generell lässt sich sagen, dass Sinnessysteme daraufhin optimiert sind, in der Umwelt verfügbare und relevante Informationen aufzunehmen. Was wäre aber, wenn wir uns über eventuelle physikalische Grenzen hinwegsetzen könnten und ungleich mehr an Informationen unserer Umwelt wahrnehmen würden?....[...].....Zur Bewältigung der Datenflut muss das Gehirn die Datenmenge zunächst einmal mit einer ganzen Reihe von "Tricks" reduzieren. Diese Reduktion hat für unsere Wahnehmung einige sehr interessante Folgen."

Karl R. Gegenfurtner bezeichnet diese Reduktion als sinnvoll, da unsere Sinnesorgane intelligent und umweltangepasst arbeiten. Informationen, welche fehlen, werden schlicht ergänzt.

So folgt unsere "Sehwahrnehmung" bestimmten Wahrnehmungsgesetzen, damit wir uns - mit unserer zweidimensionalen Abbildung im Gehirn - dennoch in einer dreidimensionalen Welt räumlich orientieren können. Jene Gesetzmässigkeiten des Sehens ermöglichen dann auch, dass wir uns von optischen Erscheinungen täuschen lassen können........

Nach diesem Exkurs in die Wahrnehmungswelten des Menschen und der Tiere stelle ich mir einige Fragen:

Wie können wir mit Hilfe unserer beschränkten! Sinnesorgane die Funktionsweise unseres Gehirns jemals verstehen?

Ist es nicht selbstverständlich, dass wir unser Gehirn nur "beschränkt" und "unvollständig" erfassen können?

Wie viel mehr könnten wir wissen, wie besser könnten wir uns und unser "Gehirn" verstehen, wenn wir ein größeres Repertoire an Wahrnehmungsmöglichkeiten hätten?

Oder anders herum gefragt: Wie reduziert nehmen wir unser Gehirn wahr, weil wir über stark "beschränkte" Sinnesorgane verfügen?

The frontal lobes - Das Frontalhirn und seine Funktionen

This video explains the importance of the frontal lobe in human functioning. The video describes a young man. He has lost a full functioning frontal lobe by having an aneurysma. The frontal lobe is the zone of decision making and planning the future. More competences are described. The video takes 9 minutes.

Ergebnisse aus der Hirnforschung und aus Läsionsstudien deuten darauf hin, dass das Frontalhirn eine bedeutende Rolle in der Entscheidungsfindung und Zukunftsplanung hat. Es befähigt uns, Dinge zu beurteilen, Entscheidungen zu treffen, zwischen verschiedenen Möglichkeiten zu wählen, etwas abwägen oder über Dinge nachzudenken.

Dieses Video zeigt einen jungen Mann, welcher durch ein Aneurysma im Frontalhirn, trotz immer noch vorhandener allgemeiner Intelligenz, sein Organisationstalent und seine Planungsfähigkeit weitgehend verloren hat. Weiter wird die Entwicklung des Frontalhirns angesprochen, denn dieser Bereich des Gehirns entwickelt sich in der Kindheit zuletzt. Mit Hilfe von Tierversuchen konnte die Annahme bestätigt werden, dass das Frontalhirn an Entscheidungsprozessen beteiligt ist. Das Video dauert 9 Minuten.

Wie vermeidet unser Gehirn Fehler? Bestätigt die Hirnforschung ein fast vergessenes kybernetisches Lernmodell?

Auch wenn ich an dieser Stelle nicht die Titelstory des aktuellen Gehirn&Geist -Heftes (Nr.4/2008) behandle und damit magisch Leser anziehe (Sex ist ja immer ein Thema, welches unser Aufmerksamkeitszentrum im Gehirn mobilisiert) so bleibt es für den neurowissenschaftlich interessierten Leser nicht minder spannend.. ...

Im aktuellen Gehirn&Geist wird nämlich berichtet, wie unser Gehirn arbeitet, wenn es Fehler erkennt und dass im Prinzip Irrtümer die Wegbereiter für neue Erkenntnisse sind.

Die Forschung, ihre Ergebnisse und Interpretation(en) ist eine Frage des Zeitgeistes und leider oft nicht eine Frage der vorhandenen Forschungsergebnisse. So fördert jede neue Forschungsstrategie, in diesem Falle die Neurowissenschaft, neue Erkenntnisse zu Tage und lässt "alte" Forschungsergebnisse (insbesondere wenn diese lange zurückliegen und aus einer anderen Disziplin stammen) völlig aus dem Blickfeld verschwinden...

Es sei denn, dass die Art der 'neuen' Ergebnisse die Erinnerung an 'alte' Theorien wieder wach rufen:

Wer sich näher mit (Lern-)Psychologie befasst hat, erinnert sich vielleicht noch an Theorien, wie z.B. "Lernen durch Versuch und Irrtum" oder an jene, von der damals noch völlig neuen Computertechnologie angeregte, kybernetische Lernmodelle (Test-Operate-Text-Exit). Diese Lernmodelle waren es auch, welche mir beim Lesen zu den dort geschilderten Ergebnissen aus der Hirnforschung in den Sinn gekommen sind.

Hat hier nun die Hirnforschung ein fast 50 Jahre altes psychologisches theoretisches Lernmodell, mit naturwissenschaftlichen Ergebnissen untermauert? Ich meine ja und freue mich, dass damit aus meiner Sicht der "Wahrheitsgehalt" einer beinahe vergessenen Theorie anhand der Funktionsweise unserer "Hardware" (= Gehirn) bestätigt wurde.

Ich möchte Sie zunächst auf eine kleine "Zeitreise" in die Geschichte der Psychologie mitnehmen, um danach wieder im hier und jetzt, d.h. im erwähnten Gehirn&Geist-Artikel zu landen:

Ein Blick in die Geschichte
Bildquelle:computerhistory.org
In den 50er Jahren wurden große Hoffnungen in die neue Computertechnologie und ihre Möglichkeiten gesetzt. Man dachte an neue Formen "künstlicher Intelligenz". Die Entwicklung der neuen Computertechnologie führte zur Unzufriedenheit und damit auch zur Überwindung streng behavioristischer Lernparadigmen. [1]

In the Historical Addendum to Newell and Simon’s Human Problem Solving [3] they say: ‘1956 could be taken as the critical year for the development of information processing psychology’ (p. 878). This is not difficult to justify. 1956 was the year that McCarthy, Minsky, Shannon and Nat Rochester held a conference on artificial intelligence at Dartmouth that was attended by nearly everyone working in the field at that time.

So kam es zur sog. "Kognitven Revolution"[1]

By 1960 it was clear that something interdisciplinary was happening. At Harvard we called it cognitive studies, at Carnegie-Mellon they called in information-processing psychology, and at La Jolla they called it cognitive science.

der "enge" behavioristische Blick "weitete" sich: [1]

Interdisciplinary activities I argued that at least six disciplines were involved: psychology, linguistics, neuroscience, computer science, anthropology and philosophy. I saw psychology, linguistics and computer science as central, the other three as peripheral.

und es begann ein Paradigmenwechsel in der Psychologie, die sog. "Kognitive Wende". So war man also von der Erforschung des Geistes zunächst zu streng mess- und untersuchbaren Lernvorgängen (hauptsächlich in Tierversuchen) = Behaviorismus, wieder bei der Erforschung der geistigen, d.h. inneren Vorgänge gelandet. Zwei Beispiele von Jerome S. Bruner aus dieser Zeit:

Value and Need as Organizing Factors in Perception (1947) Jerome S. Bruner and Cecile C. Goodman[1] Harvard University First published in Journal of Abnormal and Social Psychology, 42, 33-44.
So much for the first hypothesis, that socially valued objects are susceptible to behavioral determinants in proportion to their value. Consider now the second hypothesis, that the greater the subjective need for a socially valued object, the greater will be the role of behavioral determinants of perception
On the Perception of Incongruity: A Paradigm Jerome S. Bruner and Leo Postman (1949)
Harvard University First published in Journal of Personality, 18, 206-223.

Merkmale der Kognitiven Wende [2]+ [3]:

Zentral ist die Computermetapher. Sie prägt in der kommenden Zeit die Vorstellungen über das menschliche "Denken": So gilt nun der "sense-think-act cycle" [Sinneswahrnehmung - Denken - Handeln Kreislauf], d.h. man nimmt etwas mit seinen Sinnen wahr, man denkt darüber nach, man handelt und dann geht der Kreislauf wieder von vorne los.

Das T.O.T.E.-Modell
Miller, G.A., Galanter, E. & PribramK.H. haben daraus in Ihrem 1960 erschienenen Buch " Plans and the structure of behavior" eine kognitive Handlungstheorie entwickelt, welche kurz gefasst als das T.O.T.E.-Modell in die Geschichte der Psychologie eingegangen ist. Das Test-Operate-Test-Exit-Modell besagt nichts anderes, als dass wir eine Handlung vornehmen, diese mit unserer Zielsetzung vergleichen und - falls notwendig wieder durch eine neue Handlung korrigieren. Waren wir erfolgreich wird die Handlung beendet. Wobei hier nicht nur sichtbare "Handlungen" gemeint sind, sondern durchaus auch unsichtbare "Denkvorgänge".
Umgangssprachlich könnte man dies als das "Handeln-Prüfen-Handeln- Fertig-Modell", oder Denken-Prüfen-Denken-Fertig-Modell bezeichnen. Eine "wissenschaftliche" und abstraktere Erläuterung zum Modell finden Sie im Buch "Grundlagen der Sozialpsychologie:

Google-Buch: theoretische Erklärung zum T.O.T.E.- Modell "Grundlagen der Sozialpsychologie " von Lorenz Fischer, Günter Wiswede erschienen 2002 im Oldenbourg Wissenschaftsverlag

Wie 1960 die "neuen" theoretischen Überlegungen aufgenommen wurden, vermittelt diese Buchbesprechung aus dem Jahre 1960:

(Buchbesprechung)GEORGE A. TALLAND, Ph.D. Book Review: George A. Miller, Eugene Galanter und "Plans and the Structure of Behavior" - 1960

TOTE stands for test-operate-test-exit and is a cybernetic alternative for the stimulus-response connection modeled on the reflex arc, which the authors reject as the fundamental pattern for the organization of behavior.[...]Perhaps the most serious defect of the theory is that it does not clearly state how Plans are set into operation. [..] To those who believe that, in spite of its lively controversies, psychology is in need of more theoretical systems anchored in empirical data, this essay offers an important contribution to the literature.

FAZIT:
Die Entwicklungen in der "Computerwissenschaft (computer science)", heute würde man sagen in der Informatik, führten zu einem Paradigmenwechsel in der Psychologie. Man hegte ähnliche, noch etwas weniger gewagte Zukunftsvisionen (künstliche Intelligenz) als heute. Da die Tierexperimente nach dem behavioristischen Lernparadigma keine neuen Fortschritte aufwiesen, orientierte man neue Vorstellungen über das Lernen u.a. eben auch an dem Aufbau und der Funktionsweise der seinerzeit neu aufkommenden "Computerwissenschaft". Das T.O.T.E.-Modell erinnert daher an den Aufbau einfacher Computerbefehle (Algorithmen).

Damit möchte ich unsere kleine 'Zeitreise' beenden um an die Situation heute anknüpfen:

Wie bereits Talland in der Buchbesprechung "Plans and structure of behavior" angemahnt hatte:

To those who believe that, in spite of its lively controversies, psychology is in need of more theoretical systems anchored in empirical data, this essay offers an important contribution to the literature.

führt uns die Weiterentwicklung bildgebender Verfahren in den Neurowissenschaften nun zu den dort angemahnten "empirischen Daten".
Wie ich bereits im Beitrag zum Buch "Gedankenlesen" von Stephan Schleim ("Bilder" vom Gehirn und was wirklich "dahinter" steckt....) berichtet habe, ermöglichen erst die hohe Leistungsfähigkeit moderner Computer die Auswertung der Daten, welche in der neurowissenschaftlichen Forschung gewonnen werden:

Bildquelle: (c)MPI Köln
Dr. Markus Ullsperger, Arzt und kognitiver Neurobiologe ist Leiter einer jungen, engagierten Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für neurologische Forschung in Köln. In der aktuellen Ausgabe von Geist&Gehirn(4/2008) "Subtile Lehrmeister : Fehler erkennen" berichtet er auf sehr anschauliche und vor allem verständliche Weise über die aktuellen Erkenntnisse aus der Hirnforschung:

Im frontomedianen Cortex (pFMC) wurde nun das "Überwachungszentrum" für unser Verhalten entdeckt. Dort werden Fehler erkannt und Korrekturen veranlasst, so dass wir unser Verhalten ständig optimieren können. Dort wird verglichen ob die herbeigeführte Aktion stimmig ist. Diese "innere" Kontrolle läuft völlig automatisch ab: So wurde festgestellt, dass bei einer falschen Entscheidung das elektrische Potential abfällt, so dass quasi ein "gedankliches Innehalten" eingeleitet wird und die fehlerhafte Aktion korrigiert werden kann.

Damit bestätigen diese Forschungsergebnisse inhaltlich das T.O.T.E.-Modell, wobei in den aktuellen Forschungen die Rolle von "Belohnungen" für das Funktionieren unseres "Überwachungssystems" untersucht wurden:
Denn Belohnungen sind die Indikatoren für eine "richtige" oder "falsche" Entscheidung. Dass Belohnungen für das Lernen wichtig sind, wissen wir seit vielen Jahrzehnten (=> operantes Konditionieren => Behaviorismus => Lernexperimente mit Tieren) Belohnungen und Motivationsreize sind die Grundlage für eine Entscheidungsfindung bzw. für zielgerichtetes Verhalten. Damit - so wird angenommen - bauen wir die 'Wertesysteme" für unser Verhalten auf. Belohnungen nehmen so eine Schlüsselposition in Entscheidungsprozessen ein.

Auch diese Annahmen der behavioristischen Lerntheorien wurden mit bildgebenden Verfahren bestätigt. So stieg die Feuerungsrate der Dopamin produzierenden Zellen im pFMC, sobald die Versuchstiere eine Belohnung erhielten.=>[4]+[5]

Das Team um Dr. Ullsperger untersuchte die Feuerungsrate der Dopamin produzierenden Zellen an Menschen. Dabei fand der Psychologe Tilmann Klein heraus, dass Menschen mit reduzierter Dopamin-Rezeptor-Dichte in ihren Nervenzellen (= A1-Träger = 1/3 der mitteleurop. Bevölkerung!), weniger auf Fehler reagieren(= kaum Reaktion im pFMC), als andere mit normaler Dichte.
Die Forscher schließen aus ihren Ergebnissen, dass der frontomediane Cortex (pFMC) für das Lernen aus Fehlern zuständig ist, wobei eine normale Rezeptordichte hierfür Voraussetzung wäre.

Sind nun A1-Träger jene, welche im Alltag daher Probleme haben? Nein, sagen die Forscher, denn im Alltag seien die Reize weit stärker und nicht so subtil, wie in ihren Versuchen. Außerdem gleichen A1-Träger ihre geringere Dopamin-Rezeptor-Dichte mit einer erhöhten Dopaminproduktion aus.

Die geringere Fähigkeit von A1-Trägern, aus schlechten Erfahrungen zu lernen, könnte- neben anderen Faktoren- auch erklären, warum dieser Personenkreis eher zu Suchtverhalten neige.

Näheres dazu von Andreas Jahn in Spektrum der Wissenschaft: » Falsch!

Im Gehirn&Geist - Originalartikel werden die Ergebnisse detailliert beschrieben.


Die Studien und Studienergebnisse des Teams Dr. Ullsperger in ausführlicher und wissenschaftlich anspruchsvollerer Form:
Schematisches Modell der kognitiven Prozesse, die für zielorientiertes und flexibles Verhalten notwendig sind
Handlungsüberwachung und flexibles, zielorientiertes Handeln beim Menschen: Neuroanatomische, physiologische und molekulare Grundlagen
Handlungsüberwachung und flexibles, zielorientiertes Handeln beim Menschen: Neuroanatomische, physiologische und molekulare Grundlagen
Der posteriore frontomediane Kortex
Befunde bei neurologisch kranken Patienten

Ergänzung um neue Erklärungsebenen:
Diese Erklärungsebene findet breite Zustimmung, jedoch neben grundsätzlichem Konsens auch die Kritik, dass in o.g. Studien höhere kognitive Funktionen und soziale Einflussfaktoren unberücksichtigt bleiben. (Lieberman- PDF)
Zwischenzeitlich wurden dazu eigene Studien veröffentlicht, z.B.:
Berkman, E. & Lieberman, M. D. (in press). The neuroscience of goal pursuit: Bridging gaps between theory and data. To appear in G. Moskowitz (Ed.) Goals. Guilford Press. PDF
Weitere, insbesondere sozialpsychologisch orientierte, neurowissenschaftliche Studien im PDF-Format auf der Webseite von Matthew Lieberman.


Wichtig für Einwohner in Köln und Umgebung ;-) Das MPI sucht Teilnehmer für ihre Studien:
Das MPI Köln sucht für ihre wissenschaftlichen Studien Teilnehmerinnen und Teilnehmer im Alter von 10 bis 75 Jahren. (Dauer 1- 1½ Stunden, 10 € pro Stunde Aufwandsentschädigung) Nähere Informationen: hier


Quellenhinweise und Links:
* Bildquelle: Minimax and Alpha-Beta Pruning abgebildet: Allen Newell, Herbert Simon, Carnegie Mellon University
[1] http://www.cogsci.princeton.edu/~geo/Miller.pdf (engl)
[2]Kurzinformation zur kognitiven Wende (dt.)
[3] The Evolution of American Educational. Technology,by Paul Saettler, 2004 (engl.)
[4] T. Ljungberg, P. Apicella and W. Schultz; Responses of monkey dopamine neurons during learning of behavioral reactions, Institut de Physiologie, Universite de Fribourg, Switzerland.
[5] W. Schultz and R. Romo, Dopamine neurons of the monkey midbrain: contingencies of responses to stimuli eliciting immediate behavioral reactions ,Institut de Physiologie, Universite de Fribourg, Switzerland.

Weiterführende Informationen:
>Hirnaktivität kündigt Fehler an

Falsch! Hirnaktivität kündigt Fehler an

Etwas wahrnehmen oder nicht wahrnehmen? Wie erzeugt unser Gehirn "Bewusstsein"?

Das Wachkoma (-> Spektrum der Wissenschaft 3/2008) ist für Außenstehende unheimlich und faszinierend zugleich. Und die "Erscheinungsformen" eines Wachkomas sind keinesfalls so einheitlich, wie der Name suggeriert oder suggerieren möchte. Rein medizinisch gesehen wurde zwischenzeitlich - wie bei vielen anderen Krankheitsformen im Sinne der "evidenzbasierten" Medizin eine "Vereinheitlichung" vorgenommen - in unserer Betrachtung hier bleibt dieser Aspekt außen vor.
(Wer sich für das Wachkoma aus Sicht der Patienten, Angehörigen und Mediziner interessiert: Was würden Sie sich wünschen, wenn Sie im Wachkoma wären?)

Was kann nun die Hirnforschung zum Unterschied zwischen dem Bewusstsein gesunder Menschen und Wachkomapatienten sagen?
Betrachtet man per PET (Positronen-Emissionstomografie) den Energieverbrauch im Gehirn, so sind unter Umständen keine Unterschiede zwischen gesunden Probanden und Wachkomapatienten festzustellen.

Jedoch zeigen bestimmte Hirnareale durchaus Unterschiede: So weisen die so genannten assoziativen Rindengebiete von Stirn- und Scheitellappen große Unterschiede auf. Die Fernverbindungen zwischen den beiden Großhirnhälften scheinen bei Wachkomapatienten stillgelegt zu sein. Davon sind auch die Kontakte zwischen Thalamus und Rindengebiete betroffen.

Wie Steven Laureys in seinem Beitrag allerdings hinweist

"wartet noch viel Forschung auf uns, bis wir sicher feststellen können, ob sich ein Kranker wirklich in einem vegetativen Zustand befindet. Das berührt auch Prognosen und Therapiemaßnahmen."

Dies entspricht auch dem, worauf Prof. Dr. A. Zieger in seinen Beiträgen hinweist.

Hinweise auf den Beitrag von Seven Laureys im Heft "Spektrum der Wissenschaft" und weiterführende Links.
Steven Laureys in Quarks & Co. : Rätsel Wachkoma - Gibt es Spuren von Bewusstsein?

Ein vorläufiges ! FAZIT zur Frage, was "Bewusstsein" ausmachen könnte:

Bewusstsein ist der Zustand des Gehirns, welcher intakte "Fernverbindungen" zwischen Thalamus und Rindengebieten, sowie ein funktionierender Austausch zwischen den beiden Hemisphären voraussetzt.

Zukunftsvision bei Hirnverletzungen?: Nach Gehirnverletzungen: Aus neuralen Stammzellen...Quelle: Bionity.com Biotech News

Asiaten sehen die Dinge anders: Hirnfunktionen hängen vom Kulturkreis ab

Dieselben visuellen Wahrnehmungsaufgaben werden bei unterschiedlicher Kulturzugehörigkeit verschieden gelöst. So extrahieren Amerikaner Objekte aus ihrer kontextuellen Abhängigkeit, während Asiaten Objekte in der Gesamtheit ihrer kollektiven und kontextuellen Abhänigkeit wahrnehmen. (Bild von Trey Hadden zum Artikel von Cathryn M. Delude vom McGovern Institute in Cambridge (Kansas))

Diese kulturellen Unterschiede beeinflussen sowohl die Wahrnehmung, als auch die Speicherung von Informationen und sie spiegeln sich in unterschiedlichen Hirnaktivitätsmustern.

Unter der Leitung von John Gabrieli, Professor am McGovern Institut für Hirnforschung beim MIT, wurden 10 Amerikaner und 10 Ostasiaten mittels einer funktionellen Magnet-Resonanz-Tomografie (fMRI) untersucht. Präsentiert werden die Ergebnisse in der Januarausgabe der "Psychological Science".

Den Probanden wurden Objekte gezeigt (von Quadraten umrahmte Linien) und sie sollten die verschiedenen Bilder miteinander vergleichen. Bei gleichen Leistungen zeigten die Probanden je nach Kulturzugehörigkeit unterschiedliche Aktivierungsmuster. Sie testeten zusätzlich die Einstellungen und Werte ihrer Probanden, um die jeweilige kulturelle Identifikation festzustellen. Dabei zeigte sich, dass die Muster der Hirnaktivierung abhängig von der Stärke ihrer kulturellen Identifikation war.

Gabrieli und Koll. führen diese Ergebnisse auf die unterschiedliche Art und Weise, wie die Wahrnehmung in den jeweiligen Kulturen "geschult" werden, zurück.

Anmerkung:
Die unterschiedlichen Wahrnehmungsprozesse könnten auch auf folgenden Sachverhalt zurückzuführen sein:
Zunächst ist die kindliche Wahrnehmung bildhaft geprägt. Im europäischen und amerikanischem Kulturkreis wird die bildliche Wahrnehmungsdominanz durch den Schulbesuch zunehmend abstrakter, so dass die bildliche Wahrnehmungsfähigkeit leidet und Menschen dieses Kulturkreises für visuelle Wahrnehmungsaufgaben mehr Hirnkapazitäten aufwenden müssen.
Im asiatischen Kulturkreis wird die bildhafte Wahrnehmung auch nach der Einschulung durch ihre bildliche Schriftsprache weiter trainiert. Dies könnte zusätzlich erklären, warum die Asiaten insgesamt weniger starke Hirnaktivitäten bei den o.g. Aufgaben zeigten.

Hintergründe:
Wahrnehmungspsychologen und Neurowissenschaftler vertreten die Auffassung, dass Wahrnehmung einerseits angeboren und andererseits durch Lernprozesse geprägt und verändert wird. In diesem Falle ging es lediglich um die Wahrnehmung von Zeichen, d.h. Quadraten mit eingezeichneten Linienstrukturen. Die Studie bezog sich ausschließlich auf diese Form der Wahrnehmung. Man weiß von Kleinkindern, dass sie bildhaft denken und dass das bildhafte Denken nach Schuleintritt zunehmend "zeichenorientiert" wird. Sie lernen das ABC, die Buchstaben symbolisieren Laute. Asiaten hingegen "schreiben" in einer Bildersprache. Diese Schrift ist entstanden aus "Bildern" der entsprechenden Objekte. Es wird nun davon ausgegangen, da die Bildersprache bei Asiaten auch nach Schuleintritt durch die "Bilder-Schriftzeichen" weiter intensiv geübt wird, dass deren Bildwahrnehmung dadurch auch nach Schuleintritt genau und präzise bleibt. Die kindliche "Bildvorstellung" muss dort nicht zugunsten einer abstrakten "Zeichensprache" aufgegeben werden, weswegen dann Asiaten in bildbezogenen Tests - wie oben erwähnt - automatisch anders vorgehen und dann auch anders abschneiden als Europäer und Amerikaner. D.h. würde man diesen Test mit Vorschulkindern machen, dürfte es vermutlich kaum zu großen Unterschieden kommen.

Aus meiner Sicht kann und sollte dieses Ergebnis wiederum auch nicht allzusehr verallgemeinert werden, denn es betrifft nur einen kleinen Ausschnitt der gesamten menschlichen Wahrnehmung.....

H.-J. Markowitsch: Dem Gedächtnis auf der Spur

Nun ist es wieder da: Das Grundlagenbuch, welches ich vielen empfohlen hatte, allerdings zunächst einmal vergriffen war. Über eine erneute Leseranfrage habe ich festgestellt, dass es wohl seit Ende 2007 wieder zu haben ist:

Hans-Joachim Markowitsch beschreibt in seinem Buch wie unser Gedächtnis funktioniert. Die dort dargestellte Gedächtnistheorie geht auf die Schule von Endel Tulving zurück. Prof. Dr. Markowitsch verbrachte mehrere Forschungsaufenthalte bei Prof. Dr. Tulving am Rotman Research Institute in Toronto. Die "Tulving/Markowitsch - Gedächtnistheorie" ist bislang noch die einzige in sich abgeschlossene Theorie über die Funktionsweise des Gedächtnisses beim Menschen. Sie geht zurück auf die langjährige Arbeit der beiden Forscher an Patienten mit Gedächtnisstörungen.

So enthält das Buch - neben spannenden Fallbeschreibungen jener Patienten - auch einen geschichtlichen Abriß auf dem Weg zur Entstehung der heute gültigen Gedächtnistheorie. Obwohl dieses Buch für Laien oft schwer verständliche Inhalte enthält, ist es leicht verständlich und unterhaltsam geschrieben.

Prof. Dr. Markowitsch besitzt neben seinem unstillbaren Forscherdrang und seiner Spezialisierung auf neurophysiologische Vorgänge die Gabe, schwer zu vermittelnde Inhalte methodisch-didaktisch so aufzubereiten, dass auch Leser mit weniger Vorkenntnissen seinen Ausführungen sehr gut folgen können.

Wer, wie ich, die Chance hatte bei ihm zu studieren, weiß, dass seine Lehrveranstaltungen immer hochinteressant und vor allem gut verständlich waren (sind).
Das bei Psychologiestudenten vielfach gefürchtete "schwere" Fach "Physiologische Psychologie" verlor dank seiner Veranstaltungen für viele den Schrecken. Nicht nur ich verdanke ihm mein nicht nachlassendes Interesse an den Neurowissenschaften.......

Das Buch "Dem Gedächtnis auf der Spur" - Vom Erinnern und Vergessen wurde von ihm speziell für Studienanfänger und für die am Thema interessierte "Laienleserschaft" geschrieben. Herausgekommen ist ein Buch, welches sowohl Laien, als auch Fachwissenschaftler mit Gewinn lesen. (Lt. wiss. Studien lesen nämlich auch Wissenschaftler lieber "gut verständlich geschriebene" Bücher ;-))

Inhaltesverzeichnis

• Gedächtnis
• Formen und Facetten Gedächtnis in heutiger Sicht
• Varianten von Gedächtnis bei Tier und Mensch
• Gedächtnisverarbeitung im Gehirn
• Anatomie des Gedächtnisses
• Gedächtnisstörungen nach Hirnschäden und Korrelate funktioneller Bildgebung
• Beeinflussung des Gedächtnisses durch Psyche und Umwelt
• Gedächtnisdiagnostik und Gedächtnistrainingstechniken
• Ausblick: Erinnern und Vergessen
• Worterklärungen im Glossar

Besonders hervorzuheben ist noch, dass sämtliche Fachausdrücke erklärt werden und diese dank Glossar im Wiederholungsfall nachgeschlagen werden können.

FAZIT:
Ein, nein "das" Buch über das Gedächtnis "gehirn-gerecht" geschrieben

Hans-Joachim Markowitsch
Dem Gedächtnis auf der Spur
Vom Erinnern und Vergessen
WBG-Preis EUR 19,90
Verlagsausgabe EUR 24,90
ISBN 978-3-89678-447-6




Weiterführende Links:

Homepage von Prof.Dr. Markowitsch
Bericht: Erstes Programm - Thema: Plötzlicher Gedächtnisverlust: hier
Gedächtnis und Gedächtnisstörungen. Neuropsychologie des menschlichen Gedächtnisses: hier
Das Ich und die Erinnerung: hier