2Wie die Welt in uns entsteht

Ist das Gehirn wirklich notwendig?

Geschätzte 100 Milliarden Nervenzellen sind der Ort, an dem unser psychisches Erleben und damit auch unser Gefühlsleben entstehen. Das sind sage und schreibe hundert Millionen Zellen pro Kubikzentimeter Hirnmasse. Jede einzelne dieser Zellen steht dabei über durchschnittlich 10 000 Verbindungsstellen, Synapsen genannt, mit anderen Zellen in Kontakt. Art und Intensität dieser Verknüpfungen bilden dabei die Basis für die Informationsspeicherung.

Gedanken entstehen als Folge elektrischer Erregungen innerhalb dieses komplexen Netzwerks, deren Muster vielfältig variieren. Zudem verfügt unser Gehirn über eine geschickte Feinjustierung, da an den Synapsen unterschiedliche chemische Überträgerstoffe (Transmitter) zum Einsatz kommen, die, je nach Art und Menge, die Weiterleitung von Information verstärken oder hemmen. Mittlerweile sind an die 100 verschiedene Botenstoffe identifiziert worden, und immer noch werden neue gefunden. Diese enorme Vielfalt an Transmittern macht einen Überblick über die detaillierten Wirkungsweisen aller nahezu unmöglich. Doch das ist für uns unerheblich, sind es doch nur einige wenige, die zentral in unseren Gefühlshaushalt eingreifen. Nur sie werden uns deshalb hier interessieren. Schließlich ergänzen noch Auf- und Abbau von Synapsen, von Zellverknüpfungen und selbst von ganzen Nervenzellen die Informationsverarbeitung im Gehirn.

Mit diesem kurzen Überblick haben wir schon das gesamte biologische Rüstzeug vor uns, mit dem unser Gehirn unsere Psyche erschafft, mit dem wir denken, lernen und lieben. So einfach diese Basis ist, so vielfältig sind ihre Schöpfungen. Weil sie enorm flexibel ist. Allein schon die Anzahl an möglichen Verknüpfungen zwischen den Nervenzellen übersteigt bei Weitem unser Vorstellungsvermögen. Neurobiologen rechneten hoch und kamen auf eine Eins mit einer Million Nullen. Ausgeschrieben würde diese Zahl an die 600 Druckseiten dieses Buches füllen. Die Annahme, wir könnten durch die Perfektionierung unserer Untersuchungsmethoden am Gehirn eines Tages Gedanken lesen, erweist sich vor diesem Hintergrund als Illusion. Der Simulation eines Gehirns durch eine Maschine allerdings steht diese Komplexität, wie wir sahen, keineswegs grundsätzlich entgegen.

Wie effizient unser Gehirn arbeitet, wird besonders an Beispielen deutlich, in denen weniger als üblich vorhanden ist und es sich dennoch ganz gut lebt. So berichtete 1980 die renommierte Wissenschaftszeitschrift Science in einem treffend betitelten Artikel »Is Your Brain Really Necessary?« (»Ist Ihr Gehirn wirklich notwendig?«), dass sich im Kopf eines jungen Mannes fast nichts als Flüssigkeit befand. Obgleich 95 Prozent seines Hirnvolumens ohne Substanz waren, er nur etwa 100 Gramm Hirnmasse besaß, schaffte er immerhin einen Universitätsabschluss in Mathematik. Sein Intelligenzquotient lag bei sage und schreibe 126. Wenn dafür 5 Prozent des Hirnvolumens genügten, stellt sich die Frage, was der Normalsterbliche in der Regel mit der restlichen Hirnsubstanz anstellt.

Wer bin ich und wie mache ich das?

Trotz dieser offenkundig enormen Leistungsfähigkeit ist und bleibt die Speicherkapazität unseres Gehirns begrenzt. Die Natur drängt nämlich zur Sparsamkeit im Umgang mit Ressourcen. Und so arbeitet, wie schon erwähnt, unsere Psyche mit Vereinfachungen. Das sind Faustregeln, die komplexe Problemstellungen durch einfache Annäherungen lösen, das sind Konzepte oder Module, die bei Bedarf stets als Ganzes aktiviert werden, wodurch die in ihnen enthaltenen Inhalte schlagartig als Gesamtheit verfügbar sind. Beinahe wie auf Knopfdruck können wir so in unterschiedlichste Rollen schlüpfen, können etwa Arzt, Autor, Vater, Gast, Freund, Liebhaber und vieles mehr sein – und bleiben doch wir selbst.

Das, was wir als einheitliche »bewusste« Wahrnehmung von uns selbst, von anderen und von unserer Umwelt erleben, baut sich unbewusst als Gemisch aus Sinneswahrnehmungen und wertender Interpretation in unserer Psyche auf. Und jeder spätere Außenreiz trifft, noch bevor er überhaupt in unser Bewusstsein gelangt, auf diese unbewusst verankerten Gesamtkonzepte, wird blitzschnell in den für die emotionale Bewertung zuständigen Hirnabschnitten voranalysiert und mit bereits gespeicherten früheren Erfahrungen verglichen. So erklärt sich, warum ein einzelner Reiz von außen immer eine komplexe Antwort im Gehirn hervorruft.

Wie Zellen uns die Welt erschaffen

Doch wie können Nervenzellen überhaupt Informationen übertragen und speichern? Dazu ein wenig Chemie. Gibt man Salz in Wasser, löst es sich darin auf. Salzkristalle bestehen nämlich aus Natrium- und aus Chloridionen, das sind Teilchen, die durch elektrische Ladung aneinander gebunden sind. Im Wasser jedoch trennen sie sich und verteilen sich dann gleichmäßig. Genau dieses Streben nach einem Konzentrationsausgleich machen sich Nervenzellen zunutze. Da bei ihnen die Durchlässigkeit der Zelloberfläche für bestimmte elektrisch geladene Teilchen eingeschränkt ist, entsteht zwischen Zellinnerem und Zelläußerem ein elektrisches Ungleichgewicht. Können etwa negativ geladene Ionen die Schranke ungehindert passieren, positiv geladene dagegen nicht, so stauen sich die positiven Ionen außen an der Zellwand an. Ihr Streben nach Konzentrationsausgleich wird gehemmt, während die negativen Ionen sich ungehindert gleichmäßig zwischen innen und außen verteilen können. Auf diese Weise entsteht entlang der Nervenzellwand ein elektrisches Potenzial, außen positiv, innen negativ, das sogenannte Ruhepotenzial der Nervenzelle.

Wird nun die Zellwand auf einmal auch für die positiven Salzionen durchlässig, etwa weil ein bestimmtes Hormon die sonst verschlossenen Kanäle dafür öffnet, so strömen die bis dahin draußen gehaltenen Teilchen abrupt in die Zelle ein. Blitzschnell schlägt das elektrische Potenzial um in sein Gegenteil. Ein Aktionspotenzial ist entstanden, der Grundbaustein für die Informationsübertragung im gesamten Nervensystem. Einmal losgetreten, pflanzt es sich wie eine Welle über die Oberfläche der Zelle fort bis zu den Synapsen. Dort überträgt sich die elektrische Ladung dann entweder direkt auf die benachbarten Zellen oder es kommt zur Ausschüttung von Überträgerstoffen.

Obwohl die Vielfalt unserer Gedanken grenzenlos ist, sind sämtliche Aktionspotenziale komplett identisch und können daher von sich aus keinerlei Auskunft über die Qualität einer Wahrnehmung geben. Allenfalls ihre Häufigkeit kann indirekt die Stärke eines eingehenden Reizes widerspiegeln. Jede darüber hinausgehende Information aber ergibt sich nur aus dem elektrischen Muster der gleichzeitig und nachgeschaltet feuernden Nervenzellen. Erst aus dem Netz an Erregungen entsteht Bedeutung.

Unsere fünf Sinne (Sehen, Hören, Riechen, Schmecken und Fühlen) verfügen über spezielle Sinneszellen, die durch Außenreize so aktiviert werden, dass sie Aktionspotenziale an das Gehirn aussenden. Im Gehirn kommen also niemals direkte Wahrnehmungen an, sondern immer nur die gleichförmigen Aktionspotenziale, die je nach dem Ort ihres Eintreffens indirekt zu einer Konstruktionsleistung des Gehirns führen. Es muss sich demnach selbst ein Modell von der »Welt da draußen« erschaffen, das zum Überleben in der Umwelt taugt. Pausenlos werden dazu neue Verknüpfungen aufgebaut und alte gelöscht. In dem andauernden Zustandswandel aus Auf- und Abbau als Reaktion auf die Impulse von den Sinneszellen ist das Gehirn niemals statisch. In jedem Moment konstruiert es sich auf der Basis eintreffender Reize und früherer Erfahrungen ein Stück weit neu, erschafft es sich seine Sicht auf die Welt in jedem ganz speziellen Augenblick aufs Neue.

Kein Gehirn ohne Umwelt

Der Aufbau der Hirnstruktur erfolgt also immer weitestgehend im Wechselspiel mit der Umwelt. Und zwar so radikal, dass oft überhaupt nur dort, wo von außen Reize im Gehirn eintreffen, Hirnstruktur aufgebaut wird.

Bislang wird weder in der Wissenschaft noch in der Gesellschaft insgesamt gebührend berücksichtigt, dass dieser interaktive Prozess bereits lange vor der Geburt, in der frühen Schwangerschaft beginnt. Das ist mittlerweile eindeutig belegt. Erkennen lässt es sich daran, wie die von der Körperoberfläche im Gehirn des Embryos eintreffenden Reize dort die sensible Hirnrinde aufbauen. Sie entsteht nämlich erst durch diese Reize und bildet daher nicht den Körper in seiner anatomischen Grundstruktur ab, sondern dessen Lage als zusammengekauerter Embryo im Mutterbauch. Die Hände liegen direkt neben dem Gesicht und die Füße benachbart zu den Genitalien. Genau diese Haltung wird von den Sinneszellen der Haut ans Gehirn gesendet und dort dauerhaft gespeichert. Einmal aufgebaut, bleibt sie in dieser Form ein Leben lang erhalten. Zudem sind die Lippen riesig, und auch Hände und Füße übergroß repräsentiert. Weil dort eben mehr Hautsinneszellen liegen, kommt von dort mehr Information ins Gehirn, und entsprechend wird dort mehr Struktur aufgebaut. Es gilt: Die eingehenden Reize formen die Hirnstruktur – ohne Reize keine biologische Struktur.

Am Ende des dritten Schwangerschaftsmonats ist das organische Grundgerüst des Gehirns bereits fertig. Weiter sammelt es pausenlos Inhalte in vielfältigem Kontakt mit seiner Umwelt inner- und außerhalb des Mutterbauchs. Diese ganz frühen Erfahrungen finden damit einen realen biologischen Niederschlag. Sie formen die Urpsyche.

Doch auch nach der Geburt gibt es wesentliche Hirnareale, die sich nur dann aufbauen, wenn sie ausreichend mit Reizen von außen versorgt werden. So...