Auf der Suche nach dem Bewusstsein

Französische Wissenschaftler gehen nach einem Experiment davon aus, dass Bewusstein durch eine synchrone Verschaltung zahlreicher Hirnareale entsteht

Schon lange wird versucht, das neuronale Korrelat des Bewusstseins zu finden. Sehr weit ist man bislang aber nicht gekommen. Das meiste über die Funktion des Hirns wusste man bis vor einigen Jahrzehnten aus der Beobachtung von Ausfallerscheinungen bestimmter Hirnteile. In letzter Zeit hat man aber dank bildgebender Verfahren und anderen neuen Methoden Fortschritte erzielen können. Deren Interpretation ist allerdings umstritten. Von der Idee, dass das Bewusstsein in einem bestimmten Hirnteil sitzt, ist man mittlerweile abgekommen. Wahrscheinlicher ist, dass durch eine Vorschaltung zahlreicher Neuronen ein Aktivitätsmuster im Gehirn entsteht, das dann bestimmte Informationen in unser Bewusstsein bringt.

In einem ungewöhnlichen Experiment von Raphael Gaillard, Lionel Naccache und anderen ist ein weiteres Puzzleteil hinzugekommen. Für das Experiment, das die französischen Wissenschaftler in ihrem in PLoS Biology veröffentlichten Beitrag Converging Intracranial Markers of Conscious Access beschreiben, war eine Messung von elektrischen Potentialen an der Oberfläche des Gehirns notwendig. Um ethische Probleme zu umschiffen, nahm man als Versuchspersonen Epilepsiekranke, die kurz vor einer Operation standen. Bei diesen waren bereits intrakranielle Elektroden angebracht worden, um die von der Krankheit betroffenen Hirnareale genau identifizieren zu können.

Das Global-Workspace-Modell

Das dem Experiment zugrunde liegend Modell geht davon aus, dass ins Bewusstsein dringende Informationen schnell über das gesamte Gehirn verteilt werden und so dessen Aktivität synchronisieren. Drei Bedingungen müssen erfüllt sein, damit eine – in diesem Fall visuelle - Information das Bewusstsein erreicht:

  1. Das Gesehene muss von einem Neuronen-Netzwerk im okzipitalen Kortex, dem Sitz des primären visuellen Rindenfelds am hintern Pol des Hirns, repräsentiert werden.
  2. Diese Repräsentation muss lange genug anhalten, damit die Information - also ein Muster neuronaler Aktivität - sich über den Kortex verteilen kann. Im Speziellen ist hier der präfrontale Kortex von Bedeutung, in dem wichtige Assoziationsfelder vorhanden sind.
  3. Und schließlich muss der Informationsfluss von unten nach oben und die Verstärkung von oben nach unten ein synchrones Aktivitätsmuster zwischen verschiedenen Hirnteilen erzeugen, ähnlich wie ein Funken, der ein Feuer entzündet. Mit "unten" ist hier der visuelle Kortex gemeint, der als ein primäres Rindenfeld direkte sensorische Informationen empfängt und verarbeitet, im Gegensatz zu "oben", dem präfrontalen Kortex. Dieser ist ein Assoziationsfeld, in dem bereits Informationen aus verschiedenen Hirnteilen zusammenlaufen und integriert werden. Laut den Autoren ist das Ergebnis, also das "Feuer", dann das, was wir als Bewusstwerdung empfinden.

Um diese These zu testen, wurde vor den für den Versuch ausgewählten Personen mit intrakraniellen Elektroden ein Bildschirm platziert und innerhalb einer halben Sekunde eine Sequenz von Symbolen gezeigt. Erst eine Reihe von Apostrophen, dann ein bestimmtes Wort und anschließend eine Reihe von &-Symbolen oder ein leerer Bildschirm. Die Apostrophe und &-Symbole dienten nur als inhaltslose Maske. Ein Wort, das von beiden Masken umgeben wird, wird als "maskiert" bezeichnet. Der Versuch geht davon aus, dass diese maskierten Wörter so gut wie nicht ins Bewusstsein gelangen, aber trotzdem unbewusst verarbeitet werden. So ist eine Unterscheidung zwischen bewussten und unbewussten Vorgängen möglich. Ein Prinzip, das schon lange in den Neurowissenschaften eingesetzt wird.

Das Ganze ging so schnell, dass die Probanden das Wort nie benennen konnten, doch wurde es im primären visuellen Kontext verarbeitet, was anhand der neuronalen Aktivität sichtbar war. Die erste Bedingung des Modells war also erfüllt. Die Probanden sollten angeben, ob es ein eher beängstigendes oder harmloses Wort war. Wurde danach die &-Maske angezeigt, war ihre Trefferwahrscheinlichkeit nicht höher, als dies bei einer zufälligen Entscheidung der Fall wäre. Das Wort ist also offensichtlich nicht im Bewusstsein angekommen. Das konnte man auch im parallel dazu aufgezeichneten iEEG (intrakranielles Elektroenzephalogramm) nachvollziehen, die Reaktion auf den Reiz war nach ca. 300ms zu Ende und betraf vornehmlich den visuellen Kortex. Wenn aber die nachfolgende Maske fehlte, wurde der Charakter des Wortes besser erkannt. Der Stimulus hat also lange genug gewirkt, um den Mechanismus in Gang zu setzen, der Großteile des Kortex in eine simultane Aktivität versetzt. Damit wird laut dem Global-Workspace-Modell das Bewusstsein aktiviert. Das war ebenfalls an einer länger andauernden elektrischen Aktivität, unter anderem auch im präfrontalen Kortex, sichtbar.

Da es aber zumindest laut den Autoren keinen Bewusstseinszustand gibt, der sich nicht auf ein bestimmtes Objekt bezieht, ist es fraglich, ob man diese Ergebnisse wirklich verallgemeinern kann. Ob das Modell des Global Workspace überhaupt einen Zugang zum Verständnis des Bewusstseins leistet, ist ebenfalls bestreitbar. Deshalb sind die Ergebnisse des Experiments auch nur Hinweise darauf, dass das Global-Workspace-Modell zutreffen könnte. Zumindest deutet sich an, dass die grundlegende Informationsverarbeitung für unbewusste und bewusstwerdende Stimuli gleich ist und dass anschließend bei einer Bewusstwerdung eine mehr generelle Aktivität des Kortex in bestimmten Mustern vorhanden ist. Die Neurowissenschaften dringen auch hier in ein Gebiet vor, das bislang Geisteswissenschaftlern vorbehalten war. Interessant zu beobachten dürfte sein, inwieweit die neurowissenschaftliche Erkenntnisse über das Bewusstsein auch unser Selbstverständnis ändern werden. (Laurin Rötzer)