Teile des menschlichen Gehirns operieren offenbar digital

Nach Ansicht des US-Neurowissenschaftlers Randall O'Reilly arbeiten Teile des menschlichen Gehirns ähnlich wie ein digitaler Computer und nicht wie ein Analogrechner. Dabei handelt es sich um den Präfrontalen Cortex, der sich im Frontallappen der Großhirnrinde hinter der Stirn befindet, und die so genannten Basalganglien, die unter der Großhirnrinde liegen. Zu diesem Schluss kommt O'Reilly, der an der Universität von Colorado in Boulder arbeitet, nach Auswertung neuer biologischer Computermodelle des Gehirns. Seine Hypothese stellt er in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science vor.

In digitalen Computern werden elektrische Signale an- oder abgeschaltet und kodieren so binäre Informationswerte. Vergleichbaree Vorgänge seien auch in Teilen des Gehirns beobachtbar: "Die Neuronen im Präfrontalen Cortex sind binär – sie haben zwei Zustände, entweder aktiv oder inaktiv –, und die Basalganglien fungieren im Wesentlichen wie ein großer Schalter, der es ermöglicht, dynamisch verschiedene Teile des Präfrontalen Cortex an- und abzuschalten", sagt O'Reilly. Damit wendet er sich gegen die derzeit vorherrschende Lehrmeinung, das menschliche Gehirn funktioniere anders als digitale Computer.

O'Reilly bestreitet zwar nicht, dass die restlichen Hirnbereiche eher wie ein "soziales Netzwerk" aus Neuronen funktionieren, das keine Parallelen zur Informationsverarbeitung in heutigen Computern aufweist. Aber seine Hypothese biete möglicherweise erst den Ansatz, zu verstehen, warum der Mensch zu kognitiven Leistungen wie Entscheidungsfindung oder Problemlösung fähig sei. Diese werden von der Hirnforschung im Präfrontalen Cortex verortet, der beim Menschen im Verhältnis zu anderen Säugetieren deutlich größer ausfällt. Deshalb wird ihm auch eine wesentliche Rolle bei der Entstehung von Intelligenz zugeschrieben. "Vielleicht wird ein umfassenderes Verständnis dieser Synthese aus analogen und digitalen Rechenprozessen endlich das Rätsel der menschlichen Intelligenz lösen", schreibt O'Reilly im Science-Paper. (nbo)