Hallo!
Setzen wir einmal voraus, beim menschlichen Bewusstsein handele es sich tatsächlich um etwas rein Mentales, das demzufolge nicht materiell-energetischer Natur ist. Und vermuten wir weiterhin, dass die bewussten Willenskommandos des Menschen eine Eigenschaft bzw. Fähigkeit dieses Bewusstseins darstellen. Dann stellt sich die vollkommen legitime Frage, wie die Interaktion zwischen dem immateriellen Bewusstsein und dem biologischen Gehirn aussehen könnte, ohne dass sie in einen Konflikt mit dem 1. thermodynamischen Hauptsatz, dem Energieerhaltungssatz, gerät, der fordert, dass eine Kausalität ausnahmslos einer Energieübertragung bedarf. Würde bei der reziproken Korrelation zwischen Bewusstsein und Hirn jedoch eine physikalische Energie projiziert, wäre der Geist materiellen Wesens, also dem Materialismus inhärent, da er Energie besäße, die gemäß der Einstein'schen Formel E = mc² mit der Materie äquivalent ist.
Zum besseren Verständnis der Interaktion zwischen Geist und Gehirn ist es unausweichlich, sich ein wenig intensiver mit dem strukturellen Aufbau des menschlichen Hirns zu befassen. Der Einfachheit halber möchte ich mich in diesem Beitrag auf die dualistische Erklärung der Willkürmotorik beschränken und die Sprachproduktion sowie andere Aspekte der synaptischen Steuerung vorerst außer Acht lassen.
Relevant ist in diesem Kontext primär die physiologische Beschaffenheit der Großhirnrinde (Neokortex), in welcher sowohl die sensorischen Hirnzentren (visueller Kortex, auditiver Kortex usw.) als auch der für die Willküraktionen zuständige Motorkortex lokalisiert sind. In den ersten zwei bis drei Millimetern des Neokortex finden wir so genannte Pyramidenzellen vor, die einen besonders großen Typen von Neuronen darstellen und absolut essenzielle Funktionen im Gehirn erfüllen. Wie andere Nervenzellen besitzen auch die Pyramidenzellen Dendriten und Axone. In die oberste Schicht der Großhirnrinde erstrecken sich in strickleiterförmiger Anordnung die Hauptdendriten der Pyramidenneuronen. An jeden dieser Hauptdendriten können sich etwa 2 000 bis 5 000 Synapsen bilden, um die jeweilige Pyramidenzelle zu innervieren.
Wie geschieht das? Andere Neuronen treten mit den Pyramidenzellen in Interaktion, indem ihre axonalen Endigungen mit den dendritischen Dornen der Pyramidenzellen eine Synapse bilden. Die Impulsübertragung erfolgt jedoch nicht auf direktem Wege, sondern muss eine Kluft, den so genannten synaptischen Spalt, überqueren. Hier helfen biochemische Substanzen, die in der Neurowissenschaft als Neurotransmitter bezeichnet werden.
Im Prinzip ereignet sich an den Synapsen Folgendes: Ein elektrophysiologisches Signal, das als Aktionspotenzial bezeichnet wird, erreicht die präsynaptische Endigung eines an eine Pyramidenzelle ankoppelnden Axons, welche Axonterminal oder Präsynapse genannt wird. Das Axonterminal wird begrenzt durch die präsynaptische Zytoplasmamembran, über der in einem hexagonalen Vesikelgitter bis zu 200 Membranbläschen platziert sind. Diese Membranbläschen (Vesikel) enthalten diverse Neurotransmitter. In der gesamten Präsynapse existieren ca. 2 000 solcher Vesikel.
Gelangt nun ein elektrisches Aktionspotenzial in die Präsynapse, kann es zu einer biochemischen Reaktion kommen, die die Freisetzung der Neurotransmittersubstanz zur Folge hat. Tritt dieser Fall ein, kommt es zur Fusion eines Vesikels mit der bereits erwähnten Plasmamembran und die Transmitter-Moleküle erreichen den synaptischen Spalt, um die Postsynapse, das ist die Endigung eines Dendriten, zu aktivieren, so dass dort mit Hilfe spezifischer Rezeptoren ein Mini-Signal (exzitatorisches postsynaptisches Potenzial) entsteht. Eine einzelne synaptische Erregung ist jedoch niemals ausreichend, um eine Impulsinduktion im Pyramidenneuron zu evozieren. Hierfür bedarf es der Addition vieler Mini-Signale an den dendritischen Dornen der Pyramidenzellen, damit ein Schwellenwert überschritten werden kann, was zur elektrischen "Umpolung" des pyramidenzelligen Neurons führt, so dass die Erzeugung eines neuen Aktionspotenzials eintritt.
Bisher deucht all jenes recht physikalistisch. Welche Rolle spielen nun die bewussten Interventionen des Geistes? Um dies nachzuvollziehen, muss man wissen, dass die Emission der Neurotransmittersubstanzen an den Synapsen keineswegs zwingend als Reaktion auf ein axonal einlaufendes Aktionspotenzial erfolgt. Tatsächlich setzt jeder im Axonterminal ankommende Nervenimpuls nur mit einer geringen Wahrscheinlichkeit von durchschnittlich 25% eine Exozytose (Verschmelzung von Vesikel und Zytoplasmamembran mit anschließender Freisetzung einer Transmittersubstanz) in Gange. Das ergaben akribische Berechnungen. Diese minimale Wahrscheinlichkeit ermöglicht es dem Geist, einen aktiven Einfluss auf die Steuerung der Synapsen zu nehmen, indem er z. B. mittels bewusster Willensakte die Wahrscheinlichkeit einer Exozytose am Synapsenspalt gezielt maximiert, so dass eine vesikuläre Emission resultiert. Anders formuliert: Das bewusste Wollen des Geistes modifiziert mit Hilfe einer Einflussnahme auf die Wahrscheinlichkeitsfelder die Wahrscheinlichkeit von Exozytosen in der Großhirnrinde. Da nur jedes vierte Aktionspotenzial eine Ausschüttung von Neurotransmittern bedingt, ist es zumindest fraglich, ob es auf dieser Zufallsbasis jemals zur nötigen Aufsummierung von Exozytosen kommen kann, um die an die Neuronen ankoppelnden Pyramidenzellen hinreichend zu aktivieren. Gerade diese Innervierung ist aber unerlässlich für die Realisierung willkürmotorischer Handlungen, denn die Aktionspotenziale der Pyramidenzellen gelangen über die zum Rückenmark hinabführende Pyramidenbahn zu den unteren Motoneuronen, deren Axone an den motorischen Endplatten die muskulären Fasern der Extremitäten stimulieren.
Die prominenten Libet-Versuche, die bezüglich dieses Themas durchgeführt wurden, können als Evidenz dieser interaktionistischen These hinzugezogen werden. Denn das Ergebnis dieser experimentellen EEG-Versuche war, dass das bewusste Wollen im Durchschnitt 200ms vor der ersten apparativ nachweisbaren Muskelkontraktion reflektiert wird. Das bedeutet: Den bewussten Willensakten bleibt ca. 200 Millisekunden Zeit, um über die Wahrscheinlichkeitsmodifikation eine Erregung der Pyramidenzellen zu generieren. Das Bereitschaftspotenzial, das etwas 350ms vor der bewussten Intention auftritt, wird durch die Beeinflussung der Wahrscheinlichkeitsfelder so weit stabilisiert, dass es zur Innervierung der Pyramidenareale führt. Bleibt das bewusste Wollen des Probanden aus, schließt sich auch keine Willküraktion an. Das Bereitschaftspotenzial, das in der motorischen Rinde als extrem schwache Hirnaktivität in Erscheinung tritt, kommt in diesem Falle zum Erliegen und bleibt somit ohne Konsequenz. Das beweist: Das bewusste Wollen ist zweifelsohne in die Verwirklichung willkürmotorischer Aktionen involviert!
Viele Grüße
Lamia
Setzen wir einmal voraus, beim menschlichen Bewusstsein handele es sich tatsächlich um etwas rein Mentales, das demzufolge nicht materiell-energetischer Natur ist. Und vermuten wir weiterhin, dass die bewussten Willenskommandos des Menschen eine Eigenschaft bzw. Fähigkeit dieses Bewusstseins darstellen. Dann stellt sich die vollkommen legitime Frage, wie die Interaktion zwischen dem immateriellen Bewusstsein und dem biologischen Gehirn aussehen könnte, ohne dass sie in einen Konflikt mit dem 1. thermodynamischen Hauptsatz, dem Energieerhaltungssatz, gerät, der fordert, dass eine Kausalität ausnahmslos einer Energieübertragung bedarf. Würde bei der reziproken Korrelation zwischen Bewusstsein und Hirn jedoch eine physikalische Energie projiziert, wäre der Geist materiellen Wesens, also dem Materialismus inhärent, da er Energie besäße, die gemäß der Einstein'schen Formel E = mc² mit der Materie äquivalent ist.
Zum besseren Verständnis der Interaktion zwischen Geist und Gehirn ist es unausweichlich, sich ein wenig intensiver mit dem strukturellen Aufbau des menschlichen Hirns zu befassen. Der Einfachheit halber möchte ich mich in diesem Beitrag auf die dualistische Erklärung der Willkürmotorik beschränken und die Sprachproduktion sowie andere Aspekte der synaptischen Steuerung vorerst außer Acht lassen.
Relevant ist in diesem Kontext primär die physiologische Beschaffenheit der Großhirnrinde (Neokortex), in welcher sowohl die sensorischen Hirnzentren (visueller Kortex, auditiver Kortex usw.) als auch der für die Willküraktionen zuständige Motorkortex lokalisiert sind. In den ersten zwei bis drei Millimetern des Neokortex finden wir so genannte Pyramidenzellen vor, die einen besonders großen Typen von Neuronen darstellen und absolut essenzielle Funktionen im Gehirn erfüllen. Wie andere Nervenzellen besitzen auch die Pyramidenzellen Dendriten und Axone. In die oberste Schicht der Großhirnrinde erstrecken sich in strickleiterförmiger Anordnung die Hauptdendriten der Pyramidenneuronen. An jeden dieser Hauptdendriten können sich etwa 2 000 bis 5 000 Synapsen bilden, um die jeweilige Pyramidenzelle zu innervieren.
Wie geschieht das? Andere Neuronen treten mit den Pyramidenzellen in Interaktion, indem ihre axonalen Endigungen mit den dendritischen Dornen der Pyramidenzellen eine Synapse bilden. Die Impulsübertragung erfolgt jedoch nicht auf direktem Wege, sondern muss eine Kluft, den so genannten synaptischen Spalt, überqueren. Hier helfen biochemische Substanzen, die in der Neurowissenschaft als Neurotransmitter bezeichnet werden.
Im Prinzip ereignet sich an den Synapsen Folgendes: Ein elektrophysiologisches Signal, das als Aktionspotenzial bezeichnet wird, erreicht die präsynaptische Endigung eines an eine Pyramidenzelle ankoppelnden Axons, welche Axonterminal oder Präsynapse genannt wird. Das Axonterminal wird begrenzt durch die präsynaptische Zytoplasmamembran, über der in einem hexagonalen Vesikelgitter bis zu 200 Membranbläschen platziert sind. Diese Membranbläschen (Vesikel) enthalten diverse Neurotransmitter. In der gesamten Präsynapse existieren ca. 2 000 solcher Vesikel.
Gelangt nun ein elektrisches Aktionspotenzial in die Präsynapse, kann es zu einer biochemischen Reaktion kommen, die die Freisetzung der Neurotransmittersubstanz zur Folge hat. Tritt dieser Fall ein, kommt es zur Fusion eines Vesikels mit der bereits erwähnten Plasmamembran und die Transmitter-Moleküle erreichen den synaptischen Spalt, um die Postsynapse, das ist die Endigung eines Dendriten, zu aktivieren, so dass dort mit Hilfe spezifischer Rezeptoren ein Mini-Signal (exzitatorisches postsynaptisches Potenzial) entsteht. Eine einzelne synaptische Erregung ist jedoch niemals ausreichend, um eine Impulsinduktion im Pyramidenneuron zu evozieren. Hierfür bedarf es der Addition vieler Mini-Signale an den dendritischen Dornen der Pyramidenzellen, damit ein Schwellenwert überschritten werden kann, was zur elektrischen "Umpolung" des pyramidenzelligen Neurons führt, so dass die Erzeugung eines neuen Aktionspotenzials eintritt.
Bisher deucht all jenes recht physikalistisch. Welche Rolle spielen nun die bewussten Interventionen des Geistes? Um dies nachzuvollziehen, muss man wissen, dass die Emission der Neurotransmittersubstanzen an den Synapsen keineswegs zwingend als Reaktion auf ein axonal einlaufendes Aktionspotenzial erfolgt. Tatsächlich setzt jeder im Axonterminal ankommende Nervenimpuls nur mit einer geringen Wahrscheinlichkeit von durchschnittlich 25% eine Exozytose (Verschmelzung von Vesikel und Zytoplasmamembran mit anschließender Freisetzung einer Transmittersubstanz) in Gange. Das ergaben akribische Berechnungen. Diese minimale Wahrscheinlichkeit ermöglicht es dem Geist, einen aktiven Einfluss auf die Steuerung der Synapsen zu nehmen, indem er z. B. mittels bewusster Willensakte die Wahrscheinlichkeit einer Exozytose am Synapsenspalt gezielt maximiert, so dass eine vesikuläre Emission resultiert. Anders formuliert: Das bewusste Wollen des Geistes modifiziert mit Hilfe einer Einflussnahme auf die Wahrscheinlichkeitsfelder die Wahrscheinlichkeit von Exozytosen in der Großhirnrinde. Da nur jedes vierte Aktionspotenzial eine Ausschüttung von Neurotransmittern bedingt, ist es zumindest fraglich, ob es auf dieser Zufallsbasis jemals zur nötigen Aufsummierung von Exozytosen kommen kann, um die an die Neuronen ankoppelnden Pyramidenzellen hinreichend zu aktivieren. Gerade diese Innervierung ist aber unerlässlich für die Realisierung willkürmotorischer Handlungen, denn die Aktionspotenziale der Pyramidenzellen gelangen über die zum Rückenmark hinabführende Pyramidenbahn zu den unteren Motoneuronen, deren Axone an den motorischen Endplatten die muskulären Fasern der Extremitäten stimulieren.
Die prominenten Libet-Versuche, die bezüglich dieses Themas durchgeführt wurden, können als Evidenz dieser interaktionistischen These hinzugezogen werden. Denn das Ergebnis dieser experimentellen EEG-Versuche war, dass das bewusste Wollen im Durchschnitt 200ms vor der ersten apparativ nachweisbaren Muskelkontraktion reflektiert wird. Das bedeutet: Den bewussten Willensakten bleibt ca. 200 Millisekunden Zeit, um über die Wahrscheinlichkeitsmodifikation eine Erregung der Pyramidenzellen zu generieren. Das Bereitschaftspotenzial, das etwas 350ms vor der bewussten Intention auftritt, wird durch die Beeinflussung der Wahrscheinlichkeitsfelder so weit stabilisiert, dass es zur Innervierung der Pyramidenareale führt. Bleibt das bewusste Wollen des Probanden aus, schließt sich auch keine Willküraktion an. Das Bereitschaftspotenzial, das in der motorischen Rinde als extrem schwache Hirnaktivität in Erscheinung tritt, kommt in diesem Falle zum Erliegen und bleibt somit ohne Konsequenz. Das beweist: Das bewusste Wollen ist zweifelsohne in die Verwirklichung willkürmotorischer Aktionen involviert!
Viele Grüße
Lamia
