2. Der Systemgedanke in den Neurowissenschaften

2.1       Definition und Ursprung

Mitte der 1980er Jahre fand in den Neurowissenschaften ein grundlegender Wandel der Betrachtung des Gehirns statt. Hatte man dieses vorher in ein Reiz-Reaktions-Schema[1] eingebettet, sieht man es seitdem als ein sich selbst erhaltendes (autopoietisches) System an. Die funktionalistische These, dass das Gehirn nichts als ein – wenn auch hochgradig komplexes – physikalisch erklärbares Netzwerk aus Neuronen ist und dass sich der „Geist“ ebenfalls physikalisch erfassen lässt, steht „im Zusammenhang mit einer zunehmenden Verwissenschaftlichung des theoretischen Denkens“[2]. Durch Entwicklungen in der Computertechnik und der Informatik in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts wurde dieser Gedanke entscheidend beeinflusst: Das Gehirn wird dabei analog zu Computern als ein informationsverarbeitendes System definiert.[3]

Allgemein gefasst ist ein System ein „Zusammenhang von einzelnen Teilen, die voneinander abhängig sind und so ein Ganzes bilden, das einer bestimmten Ordnung unterliegt“[4]. Man kann ein System sowohl auf einer Mikro-, wie auch auf einer Makroebene betrachten: Erstere bezieht sich auf die systeminternen Strukturen und Abläufe, letztere auf die Interaktion des Systems mit seiner Umwelt. Ein System kann somit Element eines größeren, übergeordneten Systems sein.

2.2 Einblick in die neuere Hirnforschung

1986 lieferte Wolf Singer eine frühe Theorie der Wechselwirkung zwischen Gehirn und Umwelt. Er führte dazu Versuche mit jungen Katzen durch, denen er in einer bestimmten Lebensphase ein Auge verschloss. Das hatte zur Folge, dass sie ihre Fähigkeit zur visuellen Wahrnehmung einbüßten und auch dann nicht wiedererlangten, nachdem ihnen wieder alle Reize zur Verfügung standen. Singer folgerte, dass die Gehirne höherer Säugetiere, d.h. auch des Menschen, ihre Wahrnehmungsleistungen erst im Wechselspiel mit der Umwelt entwickeln. Hirnleistung ist also erfahrungsabhängig: Das Gehirn benötigt genetische, wie auch epigenetische Informationen. Singer vermutete, dass man diesen Zusammenhang von Wahrnehmungsleistung und Gehirnentwicklung, der durch das Experiment bewiesen wurde, auf das Gesamtsystem Gehirn übertragen könne.

Dieselbe Annahme findet sich schon bei Humberto R. Maturana, welcher 1969 eine Theorie von lebenden Systemen als autopoietischen Systemen aufstellte und auf das Gehirn anwendete. Für ihn weist dieses folgende charakteristische Gesichtspunkte auf: Erstens ist es durch einen permanenten strukturellen Wandel, d. h. Dynamik, gekennzeichnet. Dieses Phänomen wird als Homöostase bezeichnet und kommt dadurch zustande, dass sich das Gehirn nie in einem Zustand von thermodynamischem Gleichgewicht befindet. Zweite grundlegende Eigenschaft des Gehirns ist nach Maturana seine organisationelle Geschlossenheit: Es funktioniert unabhängig und kennt kein Außerhalb. Ein Unterschied zwischen systemintern und –extern ist nur für einen außen stehenden Beobachter erkennbar, nicht für das System selbst. Das dritte Charakteristikum ist die Fähigkeit zur Selbstausbildung und –erhaltung. Die Elemente des Systems bilden ein interagierendes Netzwerk und sind in der Lage, neue Elemente zu erzeugen.

In den 1990er Jahren treten zwei Forscher mit Theorien zum Gehirnaufbau hervor. Der erste ist Gerald M. Edelman, der 1995 die Theorie der Selektion neuronaler Gruppen (TSNG) aufstellte. Darin beschreibt er das Gehirn wie Maturana als ein autopoietisches System, bezieht sich aber in seiner Betrachtung explizit auf die Evolutionstheorie Darwins. Edelman verlegt seine Untersuchungen somit auf eine mikroskopische Betrachtungsebene. Er geht in seiner Theorie von drei zentralen Prämissen aus: Erstens nimmt er an, dass in der Hirnanatomie einer Art eine Entwicklungsselektion stattfindet, zweitens, dass es eine Erfahrungsselektion gibt, das heißt, dass die synaptischen Verbindungen eines einzelnen Gehirns durch Verhalten gestärkt oder geschwächt werden können. Drittens geht er von einer Wechselwirkung zwischen den Hirnkarten aus, die durch reziproke (=wechselseitige) Kopplung stattfindet. Die einzelnen Bereiche des Gehirns sind also miteinander verknüpft. Edelmans Untersuchungen sind somit nicht rein naturwissenschaftlicher Natur, sondern liefern einen „Orientierungswert innerhalb der Anpassung“ und machen dadurch „Aussagen über die Position des Menschen“. Das Gehirn organisiert sich durch einen Selektionsprozess, der darauf ausgerichtet ist, das Überleben der Art durch Anpassung zu sichern. Die Möglichkeit, das individuelle Bewusstsein wissenschaftlich zu erfassen, hält Edelman indes für nicht gegeben.

Der zweite Wissenschaftler, der seine Untersuchungen zur Gehirnfunktionsweise in den 1990er Jahren veröffentlicht hat, ist Antonio R. Damasio. Mit seiner Theorie der somatischen Marker (1994) stellt er die weitreichende Hypothese auf, dass das Denken und das Fühlen nicht voneinander zu trennen sind. Er betrachtet Empfindungen als ebenso kognitiv wie Denkakte. Für Damasio sind Gehirn und Körper ferner in einem unauflöslichen Organismus verschmolzen, der mikroskopisch durch neuronale Schaltkreise und Triebe und makroskopisch durch Wechselwirkung mit der Umwelt agiert. [5]


[1]   Vgl. Behaviorismus von Watson und Skinner in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts.

[2]   Teichert, Dieter: Einführung in die Philosophie des Geistes, Darmstadt: WBG, 2006, S. 89.

[3]   Vgl. Seifert: Kap. 1, S. 17-30.

[4]   Noetzel, Thomas: System, Artikel in: Metzler Lexikon Philosophie, 3. Aufl., Hg. von P. Prechtl, Stuttgart:             J. B. Metzler, 2008.

[5]   Vgl. Seifert, Kap. 1, S. 17 – 30.

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