Die großen Fragen: Wie entstand in der Evolution das menschliche Bewusstsein?

Wir sehen, hören und fühlen dreidimensional und können uns dreidimensionale Objekte vorstellen. Warum können wir die Welt in dieser Art und Weise erkennen? Die Evolutionäre Erkenntnistheorie beantwortet diese Frage: Sie behauptet, dass Denken und Erkennen Leistungen des menschlichen Gehirns sind und dieses Gehirn ein Ergebnis evolutionärer Prozesse ist: Wir wissen das, weil wir die gesamte Stammesgeschichte des Gehirns rekonstruieren können, beispielsweise die Entstehung der Großhirnrinde (Kortex). Kognitive Strukturen wie die Großhirnrinde haben sich stammesgeschichtlich in Anpassung an die Umwelt entwickelt und befähigen das Individuum sich erfolgreich mit seiner Umwelt auseinanderzusetzen (meistens jedenfalls).

Der Biologe George Gaylord Simpson (1902-1984) formulierte es überspitzt einmal so:

Der Affe, der keine realistische Wahrnehmung von dem Ast hatte, nach dem er sprang, war bald ein toter Affe – und gehört daher nicht zu unseren Urahnen.“

Im Hinblick auf seine kognitiven Fähigkeiten ist der heutige Homo sapiens seinen nächsten Verwandten, den Menschenaffen, weit überlegen. Diese Fähigkeiten entstanden nach dem die letzte gemeinsame Vorfahrenpopulation der Schimpansen und Menschen sich aufspaltete, also vor fünf bis sieben Millionen Jahren. Offenbar wirkte auf der Ausbildung dieses Erkenntnisvermögens ein starker Selektionsdruck.

Während der Individualentwicklung des Gehirns werden die anfänglich zufälligen Verknüpfungen zwischen den Nervenzellen durch ihren Gebrauch verstärkt (positive Selektion). Überschüssige Nervenzellen werden durch programmierten Zelltod (Apoptose) entfernt (negative Selektion). Der Nobelpreisträger Gerald M. Edelman (1929-2014) geht in seiner Theorie des Neuralen Darwinismus davon aus, dass die Basiseinheit dieser Selektion nicht ein einzelnes Neuron ist, sondern Gruppen von fünfzig bis tausend miteinander verschalteten Neuronen.

Das zelluläre Substrat der Kognition besteht aus Millionen von Neuronengruppen, die zu Karten organisiert sind. Diese Karten können jeweils spezifischen elementaren Kategorien unserer selektiven Wahrnehmung zugeordnet werden. Einige Karten befinden sich in anatomisch festgelegten, vorherbestimmten Bereichen der Großhirnrinde, wie beispielsweise im Fall der Farbe: Farbe wird in der Sehrinde durch die Synchronisation von Tausenden neuronaler Gruppen in dem sogenannten Areal V4 konstruiert. Andere Bereiche des Kortex sind formbare, pluripotente „Liegenschaften“, die (innerhalb gewisser Grenzen) auch eine andere Funktion erfüllen können. So kann die Hirnregion, die bei hörenden Menschen die Hörrinde ist, bei gehörlosen Menschen für das Sehen genutzt werden.

Der Neurale Darwinismus ist eine Theorie der neuronalen Gruppenselektion: Während wir umhergehen, nehmen unsere Sinnesorgane Stichproben der Umwelt auf, anhand derer im Gehirn Karten erzeugt werden. Durch unsere Erfahrung werden jene Karten selektiv gestärkt, die erfolgreichen Wahrnehmungen entsprechen – erfolgreich deshalb, weil sie sich bei der Konstruktion von „Wirklichkeit“ als die nützlichsten und vorteilhaftesten erwiesen haben.

Der Neurale Darwinismus erklärt Abstraktionsfähigkeit und Bewusstsein durch die Synchronisation neuronaler Karten im menschlichen Gehirn. Sie wird ermöglich durch die sogenannte reentrante Signalübertragung, die reziproke und parallele Vernetzung der Signalwege neuronaler Karten. Danach beruht die Wahrnehmung eines Vogels beispielsweise zunächst auf der Synchronisation aktivierter Neuronengruppen zu einer Karte, dann auf der weiteren Synchronisation einer Anzahl von Karten, die über den visuellen Kortex verstreut sind. Karten, die auf verschiedene Wahrnehmungsaspekte des Vogels spezialisiert sind (seine Größe, sein Zwitschern, seine Farbe, seine Flügel). Auf diese Weise entsteht ein vielfältiges flexibles Wahrnehmungsobjekt, der „Vogel“, das uns ermöglicht, eine ungeheure Formenvielfalt von Vögeln sofort als Vögel zu erkennen.

Credit: By Bkroeger (Own work) [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons Hirnregionen von neuronalen Karten des ACT-Modells (neurocomputatives Modell der Sprachverarbeitung)

Edelman, der ursprünglich Konzertviolinist werden wollte, sagte in einem BBC-Radiointerview:

„Stellen Sie sich vor, Sie hätten 100 000 Kabel, die die vier Mitglieder eines Streichquartetts zufällig miteinander verbinden, und dass zwischen ihnen, obwohl sie kein Wort sprechen. auf unendlich vielen verborgenen Wegen ständig Signale ausgetauscht würden [wie das zwischen solchen Musikern gewöhnlich durch unmerkliche nonverbale Interaktionen geschieht], das würde die ganze Menge der Töne zu einem einheitlichen Ganzen zusammenschließen. So arbeiten die Karten des Gehirns mittels der reentranten Signalübertragung.“

Edelman glaubte, dass irgendwann in den letzten sieben Millionen Jahren die Entwicklung eines „Bewusstseins höherer Ordnung“ beim Menschen durch reentrante Signalübertragung auf höherer Ebene ermöglicht wurde. Er begriff seine Theorie, die er vor 30 Jahren erstmals veröffentlichte, als eine Vollendung von Darwins Evolutionstheorie: indem er die Selektion auf zellulärer Ebene innerhalb der Lebensspanne eines Menschen zur natürlichen Selektion auf Ebene der Population während vieler Generationen hinzufügte.

Das war ein radikaler und kühner Entwurf, der seinerzeit in der Fachwelt nicht die Aufmerksamkeit bekam, die ihm gebührte. Das lag vor allem daran, das Neural Darwinism eine sehr abstrakte und schwierig zu lesende Abhandlung war. Edelmans Buch war graue Theorie. Darwin hingegen hatte The Origin of Species durch unzählige Beispiele für die natürliche und künstliche Selektion aufgelockert und veranschaulicht.

Weiterführende Literatur

Plato und die Papageien: Zur Naturgeschichte des Geistes

Ist das menschliche Gehirn ein Quantencomputer?

Edelman, G.M.: Neural Darwinism. The Theory of Neuronal Group Selection. New York (Basic Books) 1987. (dt.: Edelman, G.M.: Unser Gehirn – Ein dynamisches System. München (Piper) 1993.)

Veröffentlicht von

Joe Dramiga ist Neurogenetiker und hat Biologie an der Universität Köln und am King’s College London studiert. In seiner Doktorarbeit beschäftigte er sich mit der Genexpression in einem Mausmodell für die Frontotemporale Demenz. Die Frontotemporale Demenz ist eine Erkrankung des Gehirns, die sowohl Ähnlichkeit mit Alzheimer als auch mit Parkinson hat. Kontakt: jdramiga [at] googlemail [dot] com

4 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Tja…

    Er [Gerald M. Edelman] begriff seine Theorie, die er vor 30 Jahren erstmals veröffentlichte, als eine Vollendung von Darwins Evolutionstheorie: indem er die Selektion auf zellulärer Ebene innerhalb der Lebensspanne eines Menschen zur natürlichen Selektion auf Ebene der Population während vieler Generationen hinzufügte.

    …klingt verblüffend nach Kultur (die aber im biologischen Sinne nicht als erblich gilt, auch wenn es i.p. Epigenetik hier auch andere Sicht gibt).

    Verraten werden soll in diesem Sinne, dass das Bewusstsein, wie auch die Sprache, innerhalb vglw. weniger Generationen, vor vielleicht 10.000 Jahren beginnend entwickelt worden ist.
    War erst einmal die Sprache entwickelt, entstand wohl auch der Drang diese Sprache zu persistieren, bereits Herrschaftsverhältnisse müssten dazu angeleitet haben.
    Wobei es hier zu zwei grundsätzlichen unterscheidbaren Entwicklungen gekommen ist, die eine Entwicklung machte in Objekte und diese abbildende Zeichen, Stichworte: Hieroglyphenschrift und fernostasiatische Schrift, die andere in das Tonale (was sich als überlegen erwiesen hat, aus verschiedenen Gründen war es flexibler).

    Der hier gemeinte Primat ist sich seit ca. 100.000 Jahren sehr ähnlich, kann der werte hiesige Biologe hier zustimmen?!

    MFG + weiterhin viel Erfolg!
    Dr. Webbaer

  2. Gerald M. Edelman hat seine Theorie von der neuronalen Gruppenselektion in seinem Büchlein „Wider than the sky. The phenomenal gift of consciousness“ (2004) kurz umrissen. Warum er das Ganze zudem als neuronalen „Darwinismus“ bezeichnet hat, ist mir schleierhaft geblieben. Es hilft (mir) beim Verständnis der Vorgänge kein bisschen, ganz im Gegenteil. Selektionsprozesse gibt es zuhauf, in vielen Bereichen (z. B. auch in der Schule oder beim Chorwettbewerb), aber ist es deshalb gleich Darwinismus?

    Bei Darwin war/ist die natürliche Selektion Teil der Erklärung für den Wandel der Arten. Bei Edelman scheint mir der neuronale Darwinismus keine Erklärung für die individuelle Gehirnentwicklung zu liefern.

    (Aber schön, dass Du hier auf Gerald M. Edelman aufmerksam machst!)

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