Selbsterkenntnis des Gehirns
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Die Selbsterkenntnis des Gehirns bezeichnet eine philosophisch-historische Beschreibung einiger Erkenntnisschritte über die Struktur und Funktionsweise des menschlichen Gehirns.
Aristoteles' Vorstellung über die Lokalisation des Gehirns
Nicht von Beginn des philosophischen Denkens in der westlichen Welt wurde das Gehirn als Organ der Denkprozesse und des Gedächtnisses angesehen. So betrachtete Aristoteles das Herz als das für das Denken zuständige Organ, während er das windungsreiche Gehirn nur als Kühlaggregat des menschlichen Blutkreislaufs bewertete. Nach der damaligen Vorstellung wurde das Denk- und Empfindungsvermögen im Brust-Bauchbereich lokalisiert. Das griechische phren für Zwerchfell und zugleich auch für den Sitz des Denkens, Wollens, Fühlens und Gedächtnisses findet sich noch heute in der Bezeichnung Phrenologie (die Lehre von der Lokalisation der verschiedenen Geistesfähigkeiten) und in den Begriffen "phrenetisch" und "Schizophrenie".
Aber auch in vielen anderen Wörtern ist diese jahrhundertelang übliche Vorstellungsweise verankert. So leitet sich der Ausdruck "Hysterie" vom griechischen Wort für Gebärmutter her, und die schon von dem griechischen Arzt Hippokrates von Kos verwendete und später von Iwan Petrowitsch Pawlow übernommene Einteilung der Temperamente in:
Zur Einteilung von Körperfunktionen als Kennzeichnung von Menschencharakteren
- cholerisch ( griech. cholé : Galle, Zorn, Hass, Wut)
- phlegmatisch ( griech. phlegma : Entzündung, Brand, Schleim)
- melancholisch ( griech. melancholos : mit schwarzer Galle bestrichen)
- sanguinisch (lat. sanguis : Blut, Lebensfrische, Kernhaftigkeit)
basiert auf Begriffen, die ursprünglich auf eine Störung der Gallenblase, eine allgemeine Entzündung, einen Überfluss an Gallenflüssigkeit hinwiesen bzw. in Beziehung zum Blutkreislauf standen.
Die Erfahrung somatischer Bestimmung häufig und heftig erlebten psychischen Stresses führte im vorwissenschaftlichen Denken über Jahrtausende zu einer Verkennung der Hirnfunktionen und zur Projektion geistiger und psychischer Funktionen in die Rumpfgegend. Davon zeugen auch noch zahlreiche geflügelte Worte im gegenwärtigen Sprachgebrauch:
Redeweisen als überliefertes antikes Gedankengut
- "Wir lieben noch immer vom ganzen Herzen"
- "Sein Herz wuchs ihm so sehnsuchtsvoll wie bei der Liebsten Gruß" in der Ballade "Der Fischer" von Goethe
- "Unangenehmes schlägt auf den Magen"
- "Es geht einem an die Nieren"
- "Es belastet einen Unverdautes"
Galen, der Hofarzt von Marc Aurel, schrieb Gedächtnisvorgänge animalischen Geistern zu (als spiritus animales), eine Vorstellung, die bis ins Mittelalter vorherrschend blieb. Nach Rene Descartes, dem Philosophen und Begründer der analytischen Geometrie und der mechanischen Reflexvorstellung, vermittelt weniger das Gehirn als die kleine Zirbeldrüse (Epiphyse) zwischen dem "übernatürlichen Geist und dem naturgebundenen Körper". Spielarten des Dualismus, die sich in Vorstellungen widerspiegeln, nach denen der Geist aus dem Körper fahre ("seinen Geist aufgeben") und die in geflügelten Worten, wie "von allen guten Geistern verlassen sein", ihre metaphysische, abergläubische Herkunft preisgeben, sind auch heute noch weit verbreitet und sicher nicht ohne Auswirkung auf die Sachlichkeit beim Beurteilen exakter hirn- und verhaltenswissenschaftlicher Daten.
Weisheiten des Hippokrates, abgeleitet aus anatomischen Beobachtungen
Die Weiterentwicklung der naturwissenschaftlichen Erkenntnis über das Gehirn lässt sich jedoch ebenso wenig aufhalten wie die kopernikanische Theorie, zu der Descartes seine weiterführenden Arbeiten einstellte, als er erfuhr, dass Galileo Galilei als Ketzer verurteilt worden war. Wie modern war dagegen zwei Jahrtausende früher Hippokrates in seinen auf anatomischen Kenntnissen fußenden Auffassungen:
"Die Menschen müssen wissen, dass aus keiner anderen Quelle uns Lust und Freude, Gelächter und Schmerz kommen als eben daher [d. h. aus dem Gehirn], und ebenso Schmerz und Leid, Unlust und Weinen. Mit ihm vor allem denken wir und haben Einsicht und sehen und hören und unterscheiden das Hässliche und das Schöne, das Schlechte und das Gute, das Angenehme und das Unangenehme. Zum Teil beurteilen wir es nach dem Herkommen, zum Teil erkennen wir es am Nutzen, zum Teil unterscheiden wir aber auch Angenehmes und Unangenehmes je nach den Umständen, und so gefällt uns nicht immer dasselbe. Eben dieses [das Gehirn] ist für uns auch Ursache von Raserei und Wahnsinn, und durch seine Einwirkungen befallen uns Angst und Schrecken in der Nacht wie am Tage..."
Erkenntnisse über die Funktion des Gehirns als geistiges Zentrum im Mittelalter
In der Renaissance, als Kopernikus das Ptolemäische Weltbild mit der Erde im Mittelpunkt des Alls für falsch erklärte und die Sonne ins Zentrum des Planetensystems stellte, wurde auch das Gehirn des Menschen zum geistigen Zentrum seiner Persönlichkeit. Gregor Reisch lokalisierte 1504 in seinem Buch "Margarita philosophica" die psychisch-intellektuellen Funktionen des Menschen in den Gehirnkammern oder Ventrikeln. Danach beherbergt der "vordere" Ventrikel einen "sensus communis", Fantasie ("fantasie") und Vorstellungskraft ("imaginatio"), der "mittlere" Ventrikel das Denkvermögen ("cogitatio") und der "hintere" das Gedächtnis ("memoratio").
Als Resultat zahlreicher Sektionen tierischer und menschlicher Körper wies Andreas Vesalius 1543 in seinem Buch "De humani corpris fabrica" (Über den kunstvollen Bau des menschlichen Körpers) dem Gehirn eine zentrale Stellung bei der Steuerung geistiger Funktionen zu und verwarf damit die aristotelische Lehrmeinung vom Herzen als Sitz von Gefühl und Verstand. Vesal erkannte, dass die Entfernung von Gehirnteilen zum Verlust von Empfindungs- und Bewegungsfähigkeit führte, und aus der relativen Größe des Gehirns zog er Rückschlüsse auf seine geistigen Leistungen:
"Die Hirnmasse erreicht ihren größten Umfang beim Menschen, der, wie wir wissen, das vollkommenste Tier ist und dessen Gehirn größer ist als das von drei Ochsen; im Verhältnis zu ihrer Körpergröße weisen dann zuerst der Affe und als nächstes der Hund noch mächtige Gehirne auf, was darauf schließen lässt, dass die Tiere in dem Maße hinsichtlich der Größe ihres Gehirns hervorragen, in dem sie besonders klar und deutlich mit dem Vermögen der höchsten Seele begabt zu sein scheinen."
Zur Lokalisation des Großhirns durch Willis
Der englische Arzt und Pionier der Hirnforschung Thomas Willis lokalisierte in seinem 1664 veröffentlichten Buch "Cerebri anatome" das Gedächtnis im Großhirn. Seine Argumentationen gegen die Auffassung einer Lokalisation im Kleinhirn kennzeichnet die damalige Art der Beweisführung:
"Andere lokalisieren an diesem Ort das Gedächtnis und halten das Kleinhirn für eine Art Kasten oder Behältnis, in welchem die Ideen oder die Vorstellungen bereits erkannter Dinge getrennt von den neu eintreffenden Erscheinungen aufbewahrt werden können; es ist jedoch sehr viel wahrscheinlicher, dass dieses Vermögen in den Windungen der Großhirnrinde seinen Sitz hat (wie wir an anderer Stelle dargelegt haben), denn so oft wir uns an etwas zu erinnern versuchen, was lange Zeit vergangen ist, streichen wir über unsere Schläfen und reiben uns unsere Stirn; wir rütteln das Großhirn wach, so, als ob wir eifrig danach trachten, irgendetwas hervorzuziehen, was dort im verborgenen liegt; dagegen unternehmen wir nichts Vergleichbares in der Gegend des Hinterkopfes, noch sind wir uns bewusst, dass dort irgendeine Bewegung stattfindet".
Erste moderne Postulate über die Gehirnfunktion durch Hartley
In seinem Werk "Observations on Man, His Fame, His Duty and His Expectations" gab der englische Arzt und Psychologe David Hartley, Begründer der Assoziationspsychologie, im Jahre 1749 die bis dahin klarste und über 200 Jahre gültige Darstellung der Hirnfunktionen. Im Hinblick auf eine noch näher auszuführende Oszillator-Resonanz-Theorie des Gedächtnisses ist von Interesse, dass er annahm, zentralnervöse Prozesse und geistige Leistungen basierten auf unterschiedlich frequenten Schwingungen im Gehirn. Die einzelnen Teile des Gehirns wurden fantasievoll etikettiert, z.B. zwei kleine hemiglobische Vorwölbungen am Zwischenhirnboden mit "Copora mamillaria" oder nach ihren Entdeckern benannt, wie "Fissura SYLVII" nach dem französischem Anatom Franciscus de le Doe Sylvius, oder die Rolandosche Furche nach dem italienischen Anatom Luigi Rolando.
Zur Entwicklung der Lokalisationstheorie bei Gall
Der deutsche Arzt Franz Josef Gall grenzte Ende des 18. Jahrhunderts weitere Hirnregionen mit speziellen Kontrollfunktionen ab und wies auf die funktionelle Bedeutung der grauen Substanz hin. Sie wird, wie man heute weiß, vorwiegend von Nervenzellen gebildet, während in der sie umgebenden weißen Substanz markhaltige Fasern bzw. Gliazellen vorherrschen. 1861 konnte der französische Arzt Paul Broca durch die ersten gezielten Schädeltrepanationen schlüssig nachweisen, dass eine Zerstörung der dritten Hirnwindung des linken Stirnlappens zur motorischen Aphasie führt, d.h. zur Unfähigkeit des funktionsgerechten Gebrauchs der Sprachwerkzeuge. Der englische Neurologe John Hughlings Jackson fand Ende des 19. Jahrhunderts, dass die Hirnwindung vor der Zentralfurche motorische, jene dahinter sensorische Funktionen ausübt. Auf diesen Hirnwindungen sind, wie später Läsions- und Reizversuche zeigten, die Körperpartien repräsentiert, häufig als deformierte " Homunculi" dargestellt.
Diese Erfolge grober Zuordnungsversuche von Hirnstruktur und Funktion ermunterten zur systematischen Kleinarbeit. Mit Fantasie und Konsequenz unternahm Gall den Versuch, alle möglichen moralischen, sozialen und Intelligenzeigenschaften bis hin zum Orts-, Kausalitäts- und Frohsinn in bestimmte Hirnregionen zu verbannen. Damit begründete er eine sehr bald blühende, dem menschlichen Ordnungsbedürfnis entgegenkommende Pseudowissenschaft, der Phrenologie, wonach aus dem Schädelprofil als Abbild der Hirnoberfläche subtile Persönlichkeitseigenschaften abgelesen werden können. Die phrenologischen Modelle haben ihren Platz in den Annalen der Medizingeschichte gefunden.
Zur Entdeckung der Redundanz von Gedächtnisfunktionen im Gehirn bei Lashley
Spätestens in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde mit den experimentellen Arbeiten von Karl Lashley vom Yerkes-Laboratorium, der auf der Suche nach dem Gedächtnis ("In search of the engram") alle möglichen Hirnteile zerstört, ohne dass die vorher vermittelten spezifischen Lerninhalte ausgelöscht oder die Lernfähigkeit prinzipiell verhindert worden wären, die Idee einer strengen Lokalisierbarkeit komplexer Hirnfunktionen widerlegt. Infolge einer hohen Redundanz zellulärer und damit funktioneller Elemente im Gehirn und auf Grund einer weitläufigen Repräsentation lernabhängig modifizierter multineuronaler Strukturen besteht eine hohe Kompensationsfähigkeit.
In vielen Fällen hängt der Funktionsverlust weniger von der Lokalisation einer Gewebezerstörung (Läsion) als von dem Ausmaß der Zerstörung ab. Diese Massenwirkung (mass action) beruht auf der von Lashley bereits 1929 postulierten und im wesentlichen bestätigten "Äquipotentialität" von Hirnstrukturen. Die Lokalisationstheorie war auch vor dem Hintergrund der wachsenden Kenntnis über die elektrochemische Kodierung als Grundlage der Informationsverarbeitung im Gehirn nicht länger aufrechtzuerhalten. Im Jahre 1875 entdeckte der englische Arzt Richard Caton, dass im Gehirn elektrische Aktivitäten sich ereignen, was übrigens schon von Luigi Galvani abermals hundert Jahre zuvor behauptet worden war. Mit Hilfe des von dem holländischen Physiologen Willem Einthoven entwickelten Seitengalvanometers konnte der russische Physiologe Prawdwicz-Nemnski 1913 das erste "Elektrocerebrogramm" von einem Hund ableiten.
Nachweis elektrochemischer Spannungen von Gehirnfunktionen durch Berger
Die hierauf folgenden Arbeiten des Jenaer Neurologen und Psychiaters Hans Berger begründeten 1928 die Elektroenzephalographie beim Menschen, die Registrierung elektrischer Spannungsdifferenzen als Resultat neuronaler Erregungen im Gehirn, was nicht nur zu einer unentbehrlichen Methode in der klinischen Diagnostik wurde, sondern im Ergebnis späterer Untersuchungen auch nahe legte, dass synchrone langsame Potentiale von Nervenzellen die Informationsverarbeitung bzw. Denkprozesse in weiten Teilen des Gehirns begleiten. Für die Registrierung von Biopotentialen im Gehirn erhielten Joseph Erlanger und Herbert Gasser 1944 den Nobelpreis.
