Neuronale Netzwerke oder “Wie funktioniert das Gehirn?”

Hirn & Weg startet in einen Themenmonat rund um Künstliche Intelligenz und Neuronale Netzwerke. Was sind (künstliche) neuronale Netzwerke? Wie lebt ein Pilz ohne Gehirn? Und was macht KI mit uns Menschen? All das und noch viel mehr erfahrt ihr in den kommenden vier Beiträgen.

In Beitrag 1 geht es zunächst darum, wie unser eigenes neuronales Netzwerk – unser Gehirn – funktioniert. 

Smartphones können unsere Gesichter inzwischen sogar mit Maske erkennen – wow! Apples FaceID löste schon bei Markteinführung eine riesige Faszination aus. Während wir uns für solche technischen Fortschritte schnell begeistern können, denken wir selten darüber nach, was unser eigenes Gehirn für eine Leistung vollbringt, wenn wir auf der Straße zwischen hunderten Gesichtern unseren besten Freund entdecken. Oder ein Wort lesen. Oder einen Apfel von einer Banane von einer Mandarine unterscheiden.* Und das Ganze mit einer Leichtigkeit und Geschwindigkeit, die selbst im Jahr 2022 noch Maschinen vor Neid erblassen lassen (Moment – dafür bräuchten Maschinen ja erstmal eine emotionale Intelligenz…).

* (Schwieriger wird es natürlich bei Mandarine, Apfelsine, Clementine – ääh, was war nochmal der Unterschied?)

Nervenzellen: Grundbausteine des Gehirns

Hauptakteure der Höchstleistungen des Gehirns sind die Nervenzellen, Neuronen genannt. Schauen wir uns einmal an, wie so ein Neuron aufgebaut ist. Ich weiß, das klingt jetzt gefährlich nach Biounterricht in der Schule – aber keine Sorge, niemand muss hier ein Neuron malen. Stattdessen gibt es eine fertige Grafik: 

Vereinfachter Aufbau einer biologischen Nervenzelle
Grober Aufbau eines Neurons. Quelle: Unknwon author, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Ein Neuron besteht also aus einem Zellkörper (Soma). Dieser ist vor allem für die Energieversorgung der Nervenzelle zuständig. Dazu besitzt das Neuron viele Dendriten. Dendriten sind quasi die Ohren des Neurons, sie empfangen also die Informationen von anderen Neuronen. Weil ein Neuron meist sehr viele Dendriten hat und diese sehr verzweigt sind, spricht man auch vom Dendritenbaum. 

Einen besonders eindrucksvollen Dendritenbaum haben die Purkinje-Neuronen in der Kleinhirnrinde.
Bild: Project leader: Maryann Martone. Experimenters: Andrea Thor & Diana Price, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons


Zuletzt hat das Neuron noch ein Axon. Dieses entspringt am Axonhügel des Zellkörpers. Wenn Dendriten die Ohren des Neurons sind, ist das Axon der Mund: Es trägt die Information des eigenen Neurons an andere Neurone weiter.

Zwischen den Neuronen: Synapsen 

Wo das Axon eines Neurons auf die Dendriten eines weiteren Neurons trifft, findet die Übertragung von Signalen statt. Diese Verbindungsstelle zweier Neurone nennt man Synapse. Eine Synapse ist quasi das WhatsApp der Nervenzellen. Ihr Text besteht aus chemischen Botenstoffen wie Dopamin oder Serotonin. Synapsen sind die Grundlage für eine Kommunikation zwischen den einzelnen Neuronen und damit auch Grundlage für neuronale Netzwerke.

Synapsen bestehen aus: 

  • einem synaptischen Spalt: das ist die Lücke zwischen dem Axon des einen Neurons und einem Dendriten eines anderen Neurons
  • der Präsynapse (prä = vor): Das ist der Teil vor dem synaptischen Spalt. Also meist das Axon des sendenden Neurons. Hier liegen schon kleine Bläschen bereit, die mit dem jeweiligen Botenstoff der Nervenzelle gefüllt sind. 
  • der Postsynapse (post = hinter): Liegt hinter dem synaptischen Spalt. Meist ein Dendrit der empfangenden Nervenzelle. 
Stark vereinfachte Darstellung einer Synapse. Gelb die Präsynapse (das Axon). Blau die Postsynapse (ein Dendrit). Foto: smart.servier.com, CC BY 3.0

Ein Beispiel für eine Kommunikation, bei der nur eine einzige Synapse im Spiel ist, ist der Kniesehnenreflex. Trifft die Handkante (oder ein Reflexhammer) auf die Kniesehne, werden die Sehne und der daran hängende Oberschenkelmuskel minimal gedehnt. Ein Sensor im Muskel nimmt diese Dehnung auf und sendet die Information über eine Synapse direkt an die Nervenzelle, die den Oberschenkelmuskel anspannen lässt. Man bezeichnet den Kniesehnenreflex deshalb auch als “monosynaptischen Reflex” (mono = eins).

Marc Rodriguez Lol GIF - Find & Share on GIPHY
Den Kniesehnenreflex kann man leicht Zuhause überprüfen. GIF: via Giphy

Genug zur Anatomie – wie funktioniert nun die Kommunikation zwischen den Nervenzellen?

Beginnen wir dafür im synaptischen Spalt zwischen zwei Nervenzellen:
Nervenzelle 1 schüttet Botenstoffe (Neurotransmitter) in den synaptischen Spalt aus. Dopamin, Serotonin oder Acetylcholin sind Beispiele für solche Botenstoffe. Sie binden an den Dendriten von Nervenzelle 2, genauer gesagt an die postsynaptische Membran des Dendriten. 

Die Bindung des Botenstoffs führt dazu, dass sich kleine Kanäle in der postsynaptischen Membran öffnen. Durch diese Kanäle können dann geladene Teilchen (Ionen) in die Dendriten gelangen. Solche geladenen Teilchen sind zum Beispiel Kalium, Natrium oder Chlorid. Sie führen dazu, dass die postsynaptische Membran etwas “positiver” oder etwas “negativer” geladen wird. Kalium zum Beispiel ist ein positiv geladenes Teilchen. Wenn der Botenstoff im synaptischen Spalt also zur Öffnung von Kaliumkanälen führt, dann wird die postsynaptische Membran positiver. Chlorid hingegen ist negativ geladen und führt dazu, dass die Membran negativer wird. 

Egal ob positiv oder negativ – die Spannungsänderung fließt von der postsynaptischen Membran über den Dendriten Richtung Axonhügel. Dendriten senden ihre Botschaften also in Form kleiner Spannungsänderungen. 

Axonhügel

Wenn nur ein einziger Dendrit einmal so eine Botschaft überbringt, ignoriert der Axonhügel das meist einfach. Wenn euch jemand fragt “Kannst du mal das Geschirr abwaschen?”, springt ihr ja auch nicht direkt auf (falls doch: Chapeau!).

Was ist aber, wenn euch diese Person jede Minute wieder fragt: “Kannst du mal das Geschirr abwaschen?”. Oder wenn plötzlich noch drei weitere Personen dazu kommen, die das auch fragen: “Kannst du mal das Geschirr abwaschen?”. Vermutlich geht euch das irgendwann so “auf die Nerven”, dass ihr aufsteht und das Geschirr abwascht. 

Genauso macht das die Nervenzelle auch. Wenn entweder sehr viele Dendriten oder aber ein Dendrit sehr schnell hintereinander die gleiche Botschaft überbringen, dann wird am Axonhügel ein Aktionspotential ausgelöst. 

Dafür muss aber erst ein bestimmter Schwellenwert erreicht werden. Schickt zum Beispiel ein Dendrit eine positive Spannungsänderung, ein anderer Dendrit aber eine negative Spannungsänderung („du kannst das Geschirr auch einfach später spülen“), so heben sie sich gegenseitig auf. Der Axonhügel verrechnet also alle einkommenden negativen und positiven Signale miteinander. Erst wenn die Summe aller eingehenden Signale den Schwellenwert erreicht, wird ein Aktionspotential ausgelöst.

Dabei gilt das “Alles-oder-nichts-Prinzip”: Wird der Schwellenwert am Axonhügel nicht erreicht, passiert “nichts”. Wird er hingegen erreicht, wird ein Aktionspotential ausgelöst (“alles”). Dabei ist es dann ganz egal, ob der Schwellenwert gerade eben erreicht oder um ein Vielfaches übertroffen wurde – das entstehende Aktionspotential ist immer gleich. Um bei dem vorherigen Beispiel zu bleiben: Wenn ihr euch einmal für das Abwaschen entschieden habt, dann wascht ihr auch das ganze Geschirr. Und nicht nur einen Teller, weil nur eine Person genervt hat oder zwei Teller, wenn zwei Personen genervt haben. Alles oder nichts – ein dazwischen gibt es nicht.

Was ist ein Aktionspotential? 

Wird der Schwellenwert am Axonhügel erreicht, öffnen sich (wieder einmal) Kanäle für geladene Teilchen (Ionen). Das führt dazu, dass die normalerweise negativ geladene** Zellmembran an dieser Stelle kurzzeitig positiv wird. 

Ein Aktionspotential läuft immer gleichförmig ab, weil nacheinander spannungsabhängige Kanäle geöffnet und geschlossen werden. Die “Stärke” eines Aktionspotentials ist deshalb auch immer gleich – Stichwort “Alles-oder nichts-Prinzip”. 

Das Aktionspotential breitet sich auch auf die benachbarte Zellmembran aus. Und hier folgt ein weiterer Trick der Natur: Das Axon ist von sogenannten Myelinscheiden umhüllt, die eine Art Isolierung bieten. In regelmäßigen Abständen ist diese Isolierung unterbrochen: an den Ranvier’schen Schnürringen. Diese Bauweise ermöglicht, dass die Aktionspotentiale nur an den unterbrochenen Stellen entstehen. Auf diese Weise “springt” das Aktionspotential das Axon entlang bis zur Präsynapse.  

Vereinfachter Aufbau einer biologischen Nervenzelle
Nochmal das Bild von oben: Das Aktionspotential “springt” von Schnürring zu Schnürring. Quelle: Unknwon author, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

**Genau genommen kann man nicht sagen, dass die Zellmembran “negativ geladen” ist. Man schaut sich viel mehr die “Spannungsdifferenz” zwischen dem Inneren der Zelle und dem äußeren freien Raum an. Also den Unterschied in der Menge geladener Teilchen zwischen Außen und Innen. Die Beschreibung dient hier lediglich der Vereinfachung.

Die Synapse

Hier, im Bereich der Präsynapse, liegen sogenannte spannungsgesteuerte Calciumkanäle. Spannungsgesteuert heißt, dass sie sich öffnen, wenn die Oberflächenspannung sich ändert – zum Beispiel durch ein ankommendes Aktionspotential. Durch den offenen Kanal können dann Calcium-Teilchen in die Präsynapse einströmen. Der Calciumeinstrom wiederum führt dazu, dass die kleinen Bläschen mit den Botenstoffen, die ja schon vorbereitet in der Zelle umherschwirren, durch die Zellmembran wandern und die Botenstoffe in den synaptischen Spalt freisetzen.

Hier sind wir also wieder am Ausgangspunkt der Erklärung angekommen – im synaptischen Spalt. Die Botenstoffe binden wieder an die Rezeptoren des nächsten Dendriten, Kanäle öffnen sich und das ganze Spiel beginnt von vorn.

Nach einiger Zeit lösen sich die Botenstoffe übrigens wieder von den Rezeptoren, ansonsten gäbe es ja eine dauerhafte Erregung der Nervenzelle. Die Botenstoffe werden dann entweder von der Präsynapse wieder aufgenommen oder von einer Müllabfuhr in Form von Enzymen abgebaut. 

Nochmal zusammengefasst: Das elektrische Signal des Axons wird an der Synapse in ein chemisches Signal umgewandelt, um dann am Dendriten der nächsten Nervenzelle wieder in ein elektrisches Signal umgewandelt zu werden. Diese Übertragung dauert etwa eine Millisekunde. 

Übrigens: Wenn man weiß, wie chemische Synapsen funktionieren, dann ist auch die Wirkung von Medikamenten gegen Depressionen verständlich. Diese Medikamente sind nämlich häufig “Serotonin”- oder auch “Noradrenalin”-Wiederaufnahmehemmer. Serotonin und Noradrenalin sind beides Botenstoffe, die eher aktivierend und stimmungsaufhellend wirken. Normalerweise werden sie aus dem synaptischen Spalt wieder in die Präsynapse aufgenommen. Antidepressive Medikamente hemmen genau diese Aufnahme jedoch. Dadurch bleiben die Botenstoffe länger im synaptischen Spalt verfügbar. 🤓

Es geht auch anders 

Neben den oben beschriebenen chemischen Synapsen gibt es nämlich noch eine andere Art von Synapsen: elektrische. Diese erwähnt man neben ihren berühmten chemischen Artgenossen meist gar nicht. Zu Unrecht, denn auch wenn elektrische Synapsen bisher weitaus weniger erforscht sind, kommen auch sie in allen Teilen des Gehirns vor. Außerdem funktionieren elektrische Synapsen schneller, weil keine Umwandlung elektrisch-chemisch-elektrisch stattfinden muss. Voraussetzung dafür ist aber, dass der synaptische Spalt um ein vielfaches kleiner ist, damit die elektrische Erregung von einer Nervenzelle zur nächsten “springen” kann. 

Neuronales Netz

Das neuronale Netz ist nun nichts anderes als eine Gruppe von Neuronen, die miteinander kommunizieren und auf diese Weise eine bestimmte Funktion ausüben. Jedes Neuron gibt dabei Informationen an beliebig viele andere Neuronen weiter und erhält gleichzeitig Signale von beliebig vielen anderen Neuronen. Schnittstellen sind immer die Synapsen. 

Dieses neuronale Netz wird aber nicht etwa einmal geknüpft und dann für immer so belassen. Vielmehr ist es im Laufe des Lebens in ständiger Veränderung. Man spricht von neuronaler Plastizität: Neue Verbindungen zwischen Synapsen werden geschaffen (z.B. wenn wir etwas Neues lernen) und bestehende Verbindungen gekappt. Wird eine Synapse sehr häufig benutzt, verändert sich zudem ihre Struktur. Zum Beispiel werden mehr Rezeptoren an der postsynaptischen Membran eingebaut oder die Menge an ausgeschütteten Botenstoffen erhöht sich. Dadurch verbessert sich die synaptische Übertragung. Diesen Mechanismus bezeichnet man als Langzeitpotenzierung. Sie ist vermutlich die Grundlage dafür, dass wir Dinge erlernen oder langfristig im Gedächtnis abspeichern können, wenn wir sie in regelmäßigen Abständen wiederholen. Andersherum werden nicht genutzte Verbindungen mit der Zeit immer schwächer. 

Mehr Sport = mehr Hirn?

Durch die neuronale Plastizität werden aber nicht nur neue Verbindungen zwischen bereits bestehenden Neuronen geschaffen und verstärkt. Vielmehr werden auch komplett neu gebildete Neuronen an das bestehende Netz angeschlossen. 

Lange Zeit ging man davon aus, dass im Erwachsenenalter keine neuen Neurone mehr gebildet werden können. Inzwischen ist man der Meinung, dass das sehr wohl möglich ist und auch regelmäßig passiert. Das Phänomen nennt man “adulte Neurogenese” (adult = Erwachsene betreffend; Neurogenese = Neubildung von Nerven). Vor allem im Hippocampus, dem zentralen Ort für die Entstehung neuer Erinnerungen, kommt es wohl zur regelmäßigen Neubildung von Nervenzellen. Und wir können diese Neubildung vermutlich sogar selbst beeinflussen: So soll Stress die Neubildung eher behindern, während Sport sie begünstigt. Forschung in diesem Bereich wird zukünftig hoffentlich weitere Erkenntnisse über dieses spannende Thema bringen. 

Doch Neurogenese hin oder her – das Gehirn ist ein faszinierendes Organ mit einer ausgeklügelten Kommunikation seiner neuronalen Netzwerke. Ob und wie sich das auf künstliche neuronale Netzwerke übertragen lässt, erfahrt ihr nächste Woche von Friedrich. 

Header-Bild by Knowing Neurons, CC-BY-NC-ND 4.0

Veröffentlicht von

Martje Sältz studiert seit 2016 Humanmedizin am UKE in Hamburg und promoviert zum Einfluss der Ernährung auf die Halsgefäße. Medizin auf Italienisch lernte sie in ihrem Auslandssemester in Palermo kennen. Sie möchte wissenschaftliche Themen verständlich und spannend beschreiben und damit mehr Menschen für Gesundheit und ihren Körper begeistern.

49 Kommentare

  1. “Wie lebt ein Pilz ohne Gehirn?”

    Wie er lebt können wir zu einem (klitze)kleinen Teil “sehen”, aber eben nicht “das Gehirn”, welches wir ihm im “einzelnen”, oder in unserer bewusstseinsbetäubten Annahme von Gehirn und Leben, eher absprechen / glauben aberkennen zu können – Da kann einem vor KI bange werden, besonders wenn einem klar wird, daß Mensch auch nur unvollkommene/verkommene KI von etwas … ist!? 😳🥺😬 👋🥴

  2. Das Phänomen ´Nahtod-Erfahrung´(NTE) lässt sich komplett als Erinnerungsvorgang erklären – wobei wir bewusst erleben können, wie das Gehirn einen einzelnen Reiz systematisch und strukturiert verarbeitet.

    Interessant ist dabei, dass Erlebnisse ab dem 5. Schwangerschaftsmonat LEBENSLANG dem bewussten Erinnern zugänglich sind (deutlich erkennbar in der gleichen Reihenfolge wie sich die physikalischen Sinne entwickeln: Fühlen(Druck, Wärme) > Hören(Schall) > Sehen(Licht) > Geburt(indirekt) > …). Dies bedeutet, dass die dafür notwendigen neuronalen Strukturen ebenfalls LEBENSLANG UNVERÄNDERT vorliegen müssen.

    Dieses Beispiel zeigt, dass die Idee der ´neuronalen Plastizität´ unbedingt diskutiert werden muss.
    (Quellen: per Google [Kinseher NDERF denken_nte] ist eine PDF mit allen wichtigen Informationen kostenfrei lesbar. D.h. man braucht kein Geld ausgeben – Mein Buch ´Kinseher Richard: Pfusch, Betrug, Nahtod-Erfahrung´ ist im Handel erhältlich)

  3. Nachtrag:
    Bei Nahtod-Erfahrungen werden Erlebnisse ab dem 5. Schwangerschaftsmonat lebenslang dem bewussten Erinnern zugänglich.
    Die offizielle Lehrmeinung (infantile Amnesie) der Gehirn-/Gedächtnisforschung besagt aber, dass frühe Kindheitserlebnisse nicht bewusst erinnerbar sind.

    D.h. eine wichtige Lehrmeinung ist nachweisbar falsch!
    Dies bedeutet z.B. dass wichtige Theorien zur Arbeitsweise des Gehirns hinterfragt werden müssen – denn wenn eine wichtige Grundlage fragwürdig ist, wackeln andere Ideen ebenfalls

    DOI: 10.1080/09658211.2021.1918174 What is your earliest memory? It depends

    http://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210614110824.htm
    Earliest memories can start from the age of two-and-a-half

  4. Schon bei künstlich im Labor gezüchteten Neuronengruppen ist ein wichtiges Aktivitätsmuster funktioneller Hirn-Netzwerke erkennbar: neuronale Wellen
    DOI: 10.1016/j.stem.2019.08.002 Complex oscillatory waves emerging from cortical organoids model early human brain netwok development

    Anscheinend wird die neuronale Aktivität im Gehirn durch rhythmische Aktivitätswellen koordiniert, die sich über den Cortex ausbreiten. z.B.
    DOI: 10.1016/j,neuron.2018.05.019 Theta and alpha oscillations are traveling waves in the human neocortex

    Solche neuronale Wellen könnten das entstehen von Zufall-Phänomenen wie ´Tagtraum, spontane Gedanken´ erklären – wenn dabei bei einzelnen Neuronen das Aktionspotential überschritten wird; so dass damit ein aktives Signal ausgelöst wird.

  5. @KRichard

    Erst wenn Mensch sich von der bewusstseinsschwachen Faszination in materialistischer “Absicherung” abwendet, also weg von der stupiden “Grauen Masse” und weg von der Optimierung wettbewerbsbedingter Symptomatik, um einzig seine “elektrischen Synapsen” von egozentrierter Konfusion zu selbst- und massenbewusster Fusion zu konzentrieren, wird sich der geistige Stillstand (seit Mensch erstem und bisher einzigen geistigen Evolutionssprung) zu sozusagen geistig-heilenden Möglichkeiten transformieren und überwinden was unkommunizierbar die wirklich-wahrhaftigen …!?
    👊😎

  6. @hto
    Ich halte nichts von solchem Esoterik-Geschwurbel mit haltlosen ´Versprechen´ – so wie Sie diese andeuten.

    Ich bin mehr an der Praxis orientiert und interessiert: z.B. habe ich oben konkret (= nachprüfbar) darauf hingewiesen, dass/warum die ´infantile Amnesie´ eine fragwürdige Idee sein muss.

    Fragwürdige Gehirnforschung hat leider massive Konsequenzen – z.B. wurden letztes Jahr ca. 5,7 Mio Euro an Fördergeldern für die Erforschung der neuronalen Grundlagen der infantilen Amnesie mit Tierversuchen bewilligt (D, CH, UK; Mäuse, Ratten).
    Das ist zunächst Verschwendung von Geldmitteln und Blockierung von Forschungsgeräten und -personal – und auch noch: Sinnlose/Nutzlose Tierversuche betrachte ich als Tierquälerei

  7. Von einem Laien
    rein äußerlich erinnert der Dendritenbaum an eine Pflanze. Die nimmt auch Reize von außen auf, Schwerkraftreiz, Temperaturreiz, Lichtreiz, Wasserreiz und reagiert auf die Reize immer im Zusammenhang mit dem nächsten Pflanzenast, die sollen sich ja nicht gegenseitig das Licht wegnehmen, sondern sich ergänzen.
    Mich interessiert wo das Gehirn des Baumes seinen Sitz hat, dass alle Äste optimal zusammenarbeiten.
    Wo hat das Gehirn sein Zentrum, dass alle Dendritenbäume optimal zusammenarbeiten.

  8. Wissenschaftsgeschichte: zum Aktionspotential

    Beim weltberühmten Libet-Experiment wurde herausgefunden, dass kurz vor einer Handlung ein eindeutiges Aktionspotential messbar ist. So kam man zu dem Schluss, dass die Entscheidung für eine Handlung wohl schon vom Gehirn festgelegt ist, bevor wir uns dessen bewusst werden.
    Die Libet-Experimente wurden vielfach wiederholt und bestätigt – und es gab eine intensive Diskussion zum Thema ´Freier Wille´.

    Mittlerweile wurden Experimente durchgeführt, wobei die Messwerte nicht gemittelt, sondern einzeln ausgewertet wurden. Durch diese geänderte Auswertemethode kam man zu dem Ergebnis, dass das gemessene Aktionspotential wohl nur ein Begleitphänomen ist.
    DOI: 10.1016/j.neurobiorev.2016.06.023 ´Catching the waves´ – slow cortical potentials as moderator of voluntary action

    Jetzt geht man sogar davon aus, dass das gemessene Aktionspotential gar nichts mit einer Handlung zu tun hat – sondern von den Rhythmen körperlicher Aktivität abhängt (z.B. Atmung)
    DOI: 10.1038/s41467-019-139679 Breathing is coupled with voluntary action and the cortical readiness potential

    Kurz gesagt: die Gehirnforschung hat sich bei diesem Thema nicht unbedingt mit Ruhm bekleckert

  9. “Wie lebt ein Pilz ohne Gehirn ? ”
    Ich denke der “lebt” wunderbar damit denn er verarbeitet nur die Reize die für sein Über-Leben wichtig sind. Menschen sind ja das Gegenteil davon denn ihre Reizverarbeitung ist ja chaotisch und viel mehr Einbildung als Bildung. Ansonsten unterliegen sie wieder diese Denkfehler dieser modernen Psychologie die das Defizit an Botenstoffen an den Synapsen mit der chemischen Keule (Antidepressiva) bearbeiten will. Dass hinter diesen “Defiziten” auch Muster stecken die von bestimmten Gefühlen und Gedanken bestimmt werden, wird ignoriert und diese Antidepressiva werden nie heilen können da sie nur die Erscheinung und nie die Ursache bekämpfen. Neuronale Plastizität ist eine moderne Wortschöpfung für einen alten Hut denn das Gehirn war und ist immer plastisch da es permanent neue Erkenntnisse sammelt .Ob diese dann wirken hängt von Einsichten ab ,also die Überprüfung alter Muster ,also ob man immer jeden Unsinn(Reiz) der einem im Leben angeboten wird, glaubt. So gesehen wäre der Pilz schlauer als der Mensch.

  10. Mich erstaunt immer wieder, wie da nach einem ( höheren ) “Geist” hinter allen Aktionen, nach einem ( esoterischen ) “Sinn” bei den biologischen Funktionen gesucht – und auch hin und wieder angeblich gefunden wird.

    Es haben sich Moleküle gebildet, zusammengefunden, kopiert ( vermehrt ) und die erfolgreiche “Konstruktion” war halt die mit mehr Kopien von sich.

    Im Sinne des erfolgreicheren sich Vermehrens/Kopierens ( Überlebens ) kamen dann die “Erfindungen” von Sensoren, Aktoren und der zugehörigen Datenverarbeitung hinzu.

    In der Art und Weise, wie wir homo sapiens sapiens heute in der Lage sind, die Erde und fast alles biologische Leben vernichten zu können, zeigt doch, dass die Erscheinung “Bewusstsein” in der Überlebensmaschine “Gehirn” ausgesprochen ( fatal ) erfolgreich war.

    So, wie in einem Auto niemals die “Geschwindigkeit” gegenständlich dingfest gemacht werden kann und auch nicht von einem “Geist des Automobils” verursacht ist, sondern von der Funktion und dem erfolgreichen Zusammenwirken der mechanischen Teile abhängt, so ist das Bewusstsein eine Folge der Verknüpfung und der Funktion von Synapsen – von ziemlichen vielen Synapsen.
    Was uns möglicherweise verwirrt ist die einfache Tatsache, dass auch so etwas wie ein Gehirn nicht fehlerfrei arbeitet, Toleranzen ( Genetik! ) bei den Funktionen hat und sich vielleicht auch diesen oder jenen “bug” ins Programm einbaut, bei dem Versuch, den zugehörigen Körper überleben zu lassen.

  11. @Karl Maier

    Es müsste Dich doch extrem verwirren, dass Mathematiker und Physiker aufgrund vielfach überprüfter Berechnungen annehmen, dass wir und unser Universum ein holographisches sind (nur die Schwarzen Löcher verwehren uns noch die endgültige Erkenntnis) – Da stellt sich dann doch die Frage nach Programmierung, durch eine Schöpfung, ein Zentralbewusstsein, bzw. Geist und Kraft/Energie des selbigen!? 👋🙂

    • hto
      30.05.2022, 21:21 Uhr

      Das, was Sie als vielfach überprüfte Berechnungen annehmen, ist eine in sich mathematisch halbwegs konsistente Spekulation, nicht mehr, nicht weniger. Inwieweit sich das in Physik umsetzen lässt, ist noch offen.

      Daraus aber auf eine eine Schöpfung, ein Zentralbewusstsein, bzw. Geist und Kraft/Energie ist ein aus meiner Sicht ziemlich fragliches Unterfangen.

      Natürlich kann man als theoretische Annahme davon ausgehen, dass es eine Schöpfung, ein Zentralbewusstsein, bzw. Geist und Kraft/Energie gebe, aber damit lässt sich nicht das Grundprinzip aller Wissenschaft einhalten, nämlich aus der Analyse der Gegenwart mittels Theorie die Zukunft ( überprüfbar ) vorherzusagen.
      “Gottes Wille ist unerforschlich”, sagen die Theologen dazu. Nun, wen das zufriedenstellt … aber “Wissenschaft” im allgemein anerkannten Sinn ist das eben nicht.

  12. @Karl Maier
    Wir wissen mittlerweile von der Arbeit des Gehirns, dass eine bewusste Wahrnehmung entsteht, wenn Neuronen mehrerer Gehirnareale vernetzt zusammenarbeiten und dabei eine bestimmte Aktivitätsschwelle überschritten wird (z.B. EEG Alpha-Wellen > 8 Hz).
    Ein zusätzliches Extra-´Bewusstsein´ braucht man nicht – denn die Fähigkeit zur bewussten Wahrnehmung reicht vollkommen aus, damit wir überleben können.

    An die Existenz eines ´Bewusstseins´ zu glauben, ist nur eine Glaubensvorstellung – mehr nicht. (Und deshalb führen philosophische Diskussionen zum Thema ´Körper-Geist-Problem / Leib-Seele-Problem´ zu keinem sinnvollen Ergebnis. Denn diese Diskussionen haben ein Grundproblem: man geht dabei immer von der realen Existenz eines ´Bewusstsein´ aus – obwohl es keines gibt.)

    Das ist so ähnlich, wie wenn wir einen Kinofilm ansehen: Im Kino zeigt man nur Fotos sehr rasch nacheinander – aber wir ´sehen´ bewegte Bilder. D.h. wir sehen etwas, was in der Realität nicht existiert: Bewegung. 100 % Fehler – mehr geht nicht. Aber uns stört dies nicht.
    Unser ´Bewusstsein´ ist genau so real, wie diese ´gesehene´ Bewegung: 100 % Fehler!

    • KRichard
      31.05.2022, 05:16 Uhr

      Wollten Sie wirklich mir antworten?

      In Bezug auf Ihren Beitrag muss ich aber doch eine Anmerkung machen:

      … dass eine bewusste Wahrnehmung entsteht, wenn Neuronen mehrerer Gehirnareale vernetzt zusammenarbeiten …

      Ich nehme an, dass in meinem Gehirn ( beispielsweise ) zu allen Zeiten ganz viele Neuronen mehrerer Gehirnareale vernetzt zusammenarbeiten, ohne dass mir das “bewusst” wird.

      Die Frage ist doch:
      Was ist denn das “Bewusstsein”, die “bewusste Wahrnehmung” – es ist doch nicht etwa die Definition “Bewusstsein” = “bewusste Wahrnehmung” und “bewusste Wahrnehmung” = “Bewusstsein”?

      Für mich ist Bewusstsein ( ganz entfernt ) so zu umschreiben:
      Ich sitze auf dem Stuhl und schaue aus dem Fenster auf das Treiben draußen und denke mir was dazu – und “weiß” mich auf dem Stuhl sitzend aus dem Fenster auf das Treiben draußen schauend, mir etwas dazu denkend.

      Aber letztendlich ist das alles eine Folge der elektrischen Signale zwischen den einzelnen Zellen und Arealen im Gehirn.

  13. @KRichard:

    “Das Phänomen ´Nahtod-Erfahrung´(NTE) lässt sich komplett als Erinnerungsvorgang erklären – wobei wir bewusst erleben können, wie das Gehirn einen einzelnen Reiz systematisch und strukturiert verarbeitet.”

    Mir scheint es eher eine subjektive Verzerrung der Raumzeit zu sein durch einen Hormonüberschuss, ähnlich wie bei der Einnahme von Drogen.

    “Die offizielle Lehrmeinung (infantile Amnesie) der Gehirn-/Gedächtnisforschung besagt aber, dass frühe Kindheitserlebnisse nicht bewusst erinnerbar sind.”

    Dass Erlebnisse von Kleinstkindern mit der Zeit vergessen werden, zumal der Entwicklungsstand des Gehirns eine breite Erfahrung von Umweltreizen wie beim Erwachsenen nicht zulassen, ist, denke ich offensichtlich. Diese empirische Erkenntnis mit dem Begriff infantile Amnesie zu belegen, halte ich für plausibel. Während ein Kleinkind Erfahrungen mit der Aussenwelt macht, entstehen NTEs ausschließlich in der Innenwelt.

    “An die Existenz eines ´Bewusstseins´ zu glauben, ist nur eine Glaubensvorstellung”

    Ersetzen Sie Bewusstsein doch einfach mit ‘Gesamtheit allen Denkens und Empfindens’, wenn Ihnen das lieber ist. Es ist das gleiche. Der philosophische Aspekt kommt durch die Ontologie ins Spiel, also den Hinweis, dass Bewusstsein zum Sein dazugehört. Man könnte auch sagen: Bewusstsein (oder die Gesamtheit …) ist eine Eigenschagft des Gehirns. Es ist also nichts zusätzliches, wie Sie meinen.

    • @Stegemann: “Dass Erlebnisse von Kleinstkindern mit der Zeit vergessen werden, zumal der Entwicklungsstand des Gehirns eine breite Erfahrung von Umweltreizen wie beim Erwachsenen nicht zulassen, ist, denke ich offensichtlich.”

      Als ich meiner Mutter vor wenigen Jahren eine mich damals ängstigende Geschichte erzählte, da schaute sie mich mit großen Augen an und sagte “Wie kannst Du das wissen, Du warst doch noch ein Säugling”.
      Das war nicht die erste Erinnerung die ich ihr mitteilte, da waren noch einige als Kleinkind unter 4 Jahren, wozu meine Eltern nichts sagten und ich glaubte das es normal wäre.

      Was nun die Erinnerung an meine AKE (etwas ganz anderes als NTE) angeht, da hatte ich schon während der Erfahrung keine Wahl, ich MUSSTE vergessen, wenn ich weiterhin “Normalität” erleben wollte (seither habe ich mehr Verständnis was behinderte Bewusstseinszustände bewirken).
      Nur das Wissen um was es ging und eine unbeschreibliche Erinnerung an “DAS GEFÜHL” waren präsent.
      Das Gefühl, dem ich mich mit Konzentration noch Jahre später stärker werdend aber allein nicht kontrollierbar nähern konnte, habe ich “vergessen”, weil … 👋🙂
      Da ist soviel mehr zu entdecken und zu entwickeln, wenn Mensch endlich weniger mit seinen materialistischen Krücken und mehr mit seiner Verbundenheit mit der “kosmischen Ordnung” gestalten würde.

  14. @Stegemann @hto
    Ich habe oben extra einen Hinweis angegeben, wo man eine PDF mit dem Erklärungsmodell für NTEs kostenlos lesen kann. Für meine Behauptung, dass man sich lebenslang an Erlebnisse ab dem 5. Schwangerschaftsmonat erinnern kann – gibt es nachvollziehbare Gründe; die ich genannt habe.

    @Axel Krüger
    Zur optischen Wahrnehmung wurde in den 1950ern ein tolles Experiment durchgeführt. Weil unser Auge ständig kleine Zitterbewegungen ausführt, hat man ein winziges, leichtes optisches System gebaut und per Kontaktlinse auf das Auge aufgesetzt – so dass die Zitterbewegungen keinen Einfluss mehr auf die optische Wahrnehmung hatten.
    Zitat “So what happens when the retinal image is suddenly made almost perfect still? We might expect that we should see whatever is projected into our eye exactly as normal, but frozen. But this isn´t at all what happens: within a few seconds, the projected image begins to disappear, either piece by piece, or in its entirety; all that is left is a uniform grey field which sometimes darkens into black. Without warning, though, the whole image or parts of it spontaneously reappear, typically to disintegrate, reorganize or entirely disappear again.”
    (Zitat aus: Nick Chater, The Mind is flat, ISBN: 978-0-241-20877-9)

    Eperimente:
    Ditchburn + Fender, 1955, The stabilized retinal image
    Pritchard, 1961, Stabilized images on the retina, Scientific American 204, 72-8

    Dieses Experiment zeigt sehr viel über die Arbeitsweise des Gehirns – z.B. dass ein gleichbleibend stabiler Reiz vom Gehirn schnell als Fehler betrachtet und ignoriert werden kann. Dies ist insofern wichtig, weil es deshalb wohl nicht möglich ist, ein dauerhaft arbeitendes Gehirn-Computer-Interface in sinnvollen Anwendungen zu betreiben/verwenden.
    (Neuronale Stimulation wie sie gegen Epilepsie/Parkinson verwendet wird, hat eine andere Funktionsweise als ein als Gehirn-Computer-Interface.)

  15. @ KRichard:
    @ Wolfgang Stegemann

    Zitat Wolfgang Stegemann: „Dass Erlebnisse von Kleinstkindern mit der Zeit vergessen werden, zumal der Entwicklungsstand des Gehirns eine breite Erfahrung von Umweltreizen wie beim Erwachsenen nicht zulassen, ist, denke ich offensichtlich. Diese empirische Erkenntnis mit dem Begriff infantile Amnesie zu belegen, halte ich für plausibel.“

    Das sehe ich auch so. Vermutlich hat fast jeder Mensch die Erfahrung gemacht, dass man sich besser an Vorgänge im Leben erinnern kann, in die wir, sagen wir einmal ganz grob, ungefähr nach dem 3. Lebensjahr eingebunden waren.

    Dass es sozusagen auch „frühreife Kinder gibt“, die an frühere Erlebnisse eine halbwegs stabile Erinnerung haben, ist auch gut denkbar, nur halt nicht die Regel.

    Warum Sie (KRichard) derart gegen diese allgemein akzeptierte Sicht „anrennen“, sogar die Lehrbücher umschreiben wollen, verstehe ich nicht.

    Zitat Wolfgang Stegemann: „Ersetzen Sie Bewusstsein doch einfach mit ‘Gesamtheit allen Denkens und Empfindens’, wenn Ihnen das lieber ist. Es ist das gleiche. Der philosophische Aspekt kommt durch die Ontologie ins Spiel, also den Hinweis, dass Bewusstsein zum Sein dazugehört. Man könnte auch sagen: Bewusstsein (oder die Gesamtheit …) ist eine Eigenschaft des Gehirns. Es ist also nichts zusätzliches, wie Sie meinen.“

    Auch so könnte man es sehen. Diese Aussage ist fast eine unangreifbare Tautologie und praktisch immer „wahr“.

  16. @hto 31.05. 09:08

    „Da ist soviel mehr zu entdecken und zu entwickeln, wenn Mensch endlich weniger mit seinen materialistischen Krücken und mehr mit seiner Verbundenheit mit der “kosmischen Ordnung” gestalten würde.“

    Im Prinzip eine gute Idee. Das muss noch nicht mal was Weltbewegendes sein.

    Anstatt sich daran zu machen, viel Geld zu verdienen, um sich ein Auto leisten zu können, mit dem man dann den Stadtverkehr vermehrt, sollte man die Zeit lieber nutzen, einfach im Park spazieren zu gehen, um ein Mitsein mit der Natur dieses Planeten zu praktizieren. Das kann auch eine Art Bewusstseinsübung sein – und einfach Lebenspraxis.

    Folgerungen für den generellen Umgang mit der Natur ergeben sich dann daraus auch noch. Und aus dem Umgang mit der Natur ergeben sich eigentlich auch Konsequenzen im Umgang mit Mitmenschen. Wenn wir gemeinsam an der selben Welt teilnehmen, dann sind wir auch nicht nur von einander abhängig, sondern auch im Innern miteinander verbunden. Auch wenn das im Gefecht des Lebenskampfes mal aus dem Blick geraten kann.

    Entsprechend ist das friedensfördernd, den Lebenskampf um Ressourcen und Macht eben nicht rein egoistisch anzugehen, sondern aus einer Verbundenheit mit dem Ganzen auch eine Verbundenheit miteinander folgen zu lassen.

    Diese kleinen Nervenzellen als Grundlage unserer psychischen Existenz können offenbar eine ganze Menge. Das führt bis hin in eine Europäische Union, die in einem geregelten Miteinander zu einer eigenen Entität wird. Die Verbindungen untereinander, im persönlichem Nervensystem bis zu politischen Institutionen, kann durchaus auf der Basis einer „kosmischen Ordnung“ gesehen werden. Diese Ordnung kann in jedem Fall ein von uns gewähltes Ziel bedeuten, aber auch Realitäten an echten Geisteswelten als unterstützende Grundlage haben.

  17. @ KRichard 31.05.2022, 10:48 Uhr

    Was Sie in diesem Beitrag ausgeführt haben, bedeutet doch nur, dass gleich “hinter der Netzhaut” sofort mit einer Auswertung der Information nach örtlich- zeitlichen Mustern begonnen wird.

    Wenn Sie den normalen Prozess stören, verschwindet offensichtlich die korrekte Bildwahrnehmung.

    Eben genau das was Neuronen als UND Gatter können. Die zeitliche Komponente der Muster dürfte übrigens so ausgewertet werden, indem ein etwas früherer „Pixelzustand“ mit einem etwas späteren „Pixelzustand“ verglichen wird und nicht nur örtlich benachbarte „Pixelzustände“. (In einer Kette „ hintereinander“ geschalteter Neurone bildet das näher bei der Netzhaut befindliche Neuron einen etwas „neueren“ Zustand ab, wenn es sich „zeitlich verändert“ hat).

  18. @Elektroniker
    In der Wissenschaft gibt es den Ehrenkodex und Qualitätsstandard ´Gute wissenschaftliche Praxis´. Dazu gehört z.B. dass Wissenschaftler Hinweisen auf wissenschaftliche Fehler bzw. Fehlverhalten nachgehen sollten/müssten.

    Bei Nahtod-Erfahrungen sind Erlebnisse erkennbar, die der Reihenfolge der menschlichen Entwicklung ab dem 5. Schwangerschaftsmonat entsprechen:
    Fühlen > Hören > Sehen > Geburt(indirekt) > erste Sozialwahrnehmung > Probleme bei Farb-/Objekt-Zuordnung > Lernen von sozialen Regeln > zeitlich benennbare Zuordnung von Erlebnissen.
    Eine solch gute Übereinstimmung zwischen biologischer Entwicklung und Erinnerungen ist mehr als Zufall.

    Dass wir solche Erinnerungen haben, wurde aber in der Kognitionswissenschaft bisher nicht beachtet. Es geht daher nicht darum, gegen eine allgemein verbreitete Sicht anzurennen – sondern darum, dass hier ein bewusst erlebbarer Zugang zur Arbeitsweise des Gehirns erkennbar ist – ein missing-link für die Gehirn-/Gedächtnisforschung.

    Mit bisher üblichen Methoden kann man nur Aktivitäten messen (EEG, PET, N-IR, fMRT, Elektroden, …) – bei NTEs sind aber mit der biologischen Entwicklung gut übereinstimmende Inhalte/Strukturen dem bewussten Erinnern zugänglich. Zudem wurden bisher Tausende von NTEs in Bibliotheken aufgeschrieben, so dass eine systematische Analyse von Inhalten, Mustern bzw. Strukturen möglich wäre. D.h. ausreichend Datenmaterial ist vorhanden.

    Ich habe mir den Spass gemacht, mein NTE-Erklärungsmodell auf Grundlage von Strukturen/Inhalten zu erstellen – die seit 1975 im Buch von Dr. Moody ´Life after Life / Leben nach dem Tod´ beschrieben sind. Mit dieser Vorgehensweise will ich dokumentieren, was möglich gewesen wäre, wenn es seit 1975 auch nur eine/n einzige/n Wissenschaftler/in gegeben hätte, der/die eine sorgfältige Recherche durchgeführt hätte.

    NTEs zu analysieren erlaubt es, die Arbeitsweise des Gehirns besser zu verstehen und auch, warum es so schnell/effektiv arbeitet. Diese Tricks zu kennen, könnte wertvolle Anregungen für KI/Robotik ergeben.

  19. @KRichard:

    “Mit bisher üblichen Methoden kann man nur Aktivitäten messen (EEG, PET, N-IR, fMRT, Elektroden, …) – bei NTEs sind aber mit der biologischen Entwicklung gut übereinstimmende Inhalte/Strukturen dem bewussten Erinnern zugänglich. “

    Es tut mir leid, aber ich verstehe nicht, auf was Sie hinaus wollen. NTEs können Sie ja kaum nachträglich untersuchen. Und wenn Sie nicht an die o.g. Methoden denken, was schwebt Ihnen dann vor? Und was hat das dann mit frühkindlicher Erinnerung zu tun?
    Und woher wissen Sie, “…dass Erlebnisse ab dem 5. Schwangerschaftsmonat LEBENSLANG dem bewussten Erinnern zugänglich sind“. Und warum sind NTEs nicht einfach das Resultat verzerrter Wahrnehmung?
    In Ihrem pdf habe ich keine Beweise gefunden, sondern nur Behauptungen.

  20. @Stegemann
    Beim hirn-und-weg Blog geht es um das Gehirn und seine Arbeitsweise.
    Bei NTEs kann man bewusst erleben, wie das Gehirn einen einzelnen Reiz systematisch und strukturiert verarbeitet. Das ist ein direkt erlebbarer Zugang zur Arbeitsweise des Gehirns.

    Wenn dabei Erlebnisse ab dem 5. Schwangerschaftsmonat lebenslang dem bewussten Erinnern zugänglich sind – dann ist diese Behauptung deshalb belegbar, weil die biologische Reihenfolge in der sich die physikalischen Sinne beim Fötus entwickeln, gut bekannt ist.
    Weil sowohl die Reihenfolge von Erinnerungen wie auch die tatsächliche biologische Entwicklung übereinstimmen – bedeutet dies nicht nur, dass wir uns bei NTEs lebenslang an solche frühen Erlebnisse erinnern können – dies bedeutet auch, dass die gesamte Fachliteratur zu diesem Thema nicht stimmen kann. (Darin geht man davon aus, dass Erlebnisse der frühen Kindheit dem bewussten Erleben nicht zugänglich sind.)
    D.h. wir haben hier ein massives wissenschaftliches Problem: eine Lehrmeinung ist nachweisbar/nachprüfbar falsch – und die gesamte Fachliteratur muss umgeschrieben werden.

    NTEs unterscheiden sich deutlich von Halluzinationen, weil das typische von NTEs ist, dass dabei immer wieder die gleichen Inhalte, Muster bzw. Strukturen auftreten – damit kann man sie von unstrukturierten Halluzinationen unterscheiden und deshalb kann man auch sagen, dass NTEs nicht das Resultat einer verzerrten Wahrnehmung sind.

    Wenn immer wieder identische Muster/Strukturen/Inhalte auftreten – dann kann man damit Analysen anstellen und Theorien entwickeln. Es gibt Bibliotheken mit Tausenden von NTEs (NDERF, IANDS) die man dazu verwenden könnte. Leider hat es die Wissenschaft bisher versäumt, solche Strukturanalysen durchzuführen – das ist aber nicht mein Fehler oder meine Schuld.
    Die größte in Deutschland bei Erwachsenen durchgeführte Umfrage ergab, dass 4-5% davon eine NTE hatten. D.h. es handelt sich um eine große Anzahl von Menschen.

    Mein PDF-Text ist absichtlich in so einfacher Sprache geschrieben, dass er schon für Hauptschüler verständlich sein sollte.
    Wer etwas wissenschaftliches Verständnis hat: die beiden Fachbegriffe ´predictive coding/processing + state dependent retrieval´ reichen aus, um die Struktur von NTEs komplett erklären zu können.

    Die Gehirnforschung hat mehrere Probleme: zum einen kann eine Lehrmeinung nachweisbar/nachprüfbar nicht stimmen und zum anderen muss jede Theorie die geignet sein soll um die Funktionsweise des Gehirns zu verstehen – auch in der Lage sein, solche Phänomene wie die NTEs erklären zu können. D.h. wenn man wirklich verstehen will, wie das Gehirn arbeitet, kommt man um die NTEs nicht herum.

  21. @ KRichard 31.05.2022, 15:15 Uhr

    Ich bestreite nicht, dass auch die NTE Forschung zweckmäßig sein kann, wie auch andere Forschungsgebiete.

    Die „Reihenfolge“ der menschlichen Entwicklung, (Fühlen > Hören > Sehen > Geburt(indirekt) > erste Sozialwahrnehmung > Probleme bei Farb-/Objekt-Zuordnung > Lernen von sozialen Regeln > zeitlich benennbare Zuordnung von Erlebnissen), deren neuronale „Entsprechung“, wurde auch schon, z.B. bei der Obduktion von verstorbenen Menschen, Kindern, Föten …. festgestellt. Es wurden Korrelationen mit den Erkenntnissen der Psychologen gefunden.

    Es ist sicherlich interessant und positiv, wenn auch die NTE Forschung zu ähnlichen Ergebnissen kommt

    Die KI/Robotik nutzt sicherlich auch Erkenntnisse der Biologie. Allerdings haben es diese Forscher leichter, weil tausende Forscher sehr kreativ neue Möglichkeiten und Mechanismen der Informationsverarbeitung entwickeln konnten, ohne in ethische Konflikte zu geraten.

    Es scheint, dass eher die KI/Robotik Forscher auf Mechanismen gekommen sind, auf die auch die Evolution schon längst gestoßen ist.

    Ich finde es interessant, dass Sie in Ihren Beiträgen öfter erwähnen, dass neuronale Strukturen die den „Input“ abbilden, auch das „Nachdenken“ und den „Output realisieren“ dürften. Das scheint an sich naheliegend, aber derartige Aussagen scheinen anderen Wissenschaftlern zu „heikel“.

    Allerdings ergibt sich einerseits die Frage, ob nicht auch so etwas wie „Kopien“ (auf örtlich getrennten, zeitlich „gebundenen“ Strukturen) ausgebildet und genutzt werden, als auch die Frage ob eine Verarbeitung im Sinne eines „vorwärts- oder rückwärtsgerichteten Informationsfluss erfolgt? Oder ob beide Möglichkeiten kombiniert sind, was ich für wahrscheinlicher halte?

    Irgendwie spricht auch das Konzept der „Hirnhälften“ mit „Balken“ bei dem allerdings die Informationsflüsse „verwoben“ scheinen, für ein kombiniertes Konzept. (Es „sprechen“ vermutlich auch noch andere Aspekte für dieses „Symmetrie Konzept“ („Brückenschaltung“)).

    “Vorwärts-gerichtet” bedeutet, dass der Input (die Information „tragenden“ Signale) von der Sensorik ausgehend, baumartig (teilweise auch vermascht, alles im Sinne von McCulloch, Turing, Hebb, Kandel, … ) verzweigt wird um die Musterkomponenten und Muster „abzubilden“.

    Es wäre denkmöglich, dass die benötigten „Auswertestrukturen eingebunden“ sind, die letztlich direkt die Motorik ansteuern. Derartiges kann ebenfalls mittels Gatter, letztlich Neuronen, realisiert werden.

    Umgekehrt könnte sich die „Motorik“ über eine „rückwärts gerichtete Suche“ (natürlich auch „baumartig“) in den durch „Lernen“ angelegten Strukturen die „passenden und benötigten“ Inputsignale „suchen“. (Die „passenden“ Synapsen wurden sozusagen jeweils „gefunden“ bzw. „verstärkt“ weil sie „erfolgreich“ waren, also gemäß der Hebbschen Regel „oft“ genutzt wurden).

    Beide Prinzipien allein, haben den Nachteil der „kombinatorischen Explosion“. Eine Kombination aus beiden, ein „vorwärts- und rückwärtsgerichteter Informationsfluss“ würde dieses Problem stark mildern.

    Die Schnittstelle könnte gleichzeitig „Komponenten des Bewusstsein“ realisieren. Zusätzlich dürften natürlich noch andere „Bewusstseinsbildschirme“ eingebunden sein.

  22. @KRichard

    Eine NTE, die wir derzeit erleben weil unsere Gehirne den wettbewerbsbedingten Egoismus für ein globales Gemeinschaftseigentum OHNE … nicht überwinden können/wollen, ist die immer schneller näherkommende atomare Eskalation – Viele würden gerne in die Gehirne von Putin & Co. schauen können, oder es ihnen direkt mit “Feuereifer” herausblasen, dabei sind die Traumata der Russen schon seit längerer Zeit in den Augen und in ihrer Kommunikation zu erkennen gewesen.

    Ergo:
    Das Gehirn funktioniert immer nur so wie es sozialisiert wird – Im Falle des nun “freiheitlichen” Wettbewerbs: In konsum- und profitautistischer Konfusion des “gesunden” Konkurrenzdenkens für den Glaube an die SCHEINBAR UNABÄNDERLICHEN Zustände der wettbewerbsbedingt-manipulativen Symptomatik, mal mit spekulativem Poker, mal mit inflationärem Mensch ärgere dich nicht, aber immer im stumpf-, blöd- und wahnsinnigen Monopoly des imperialistisch-faschistischen Erbensystems.

  23. “Neuronale Netzwerke” in Überproduktion von wettbewerbsbedingten Kommunikationsmüll für Neurosen und Psychosen, oder präziser: Verschwendete Energie 👋🥴👍

  24. @Elektroniker
    Bei NTEs sind mehrere Mechanismen erkennbar, mit denen man die Arbeitsweise des Gehirns verstehen kann – und die deshalb auch für KI/Robotik von Interesse wären.
    Z.B. wird der zu verarbeitende Reiz in hierarchischer AUF- oder AB-steigender Reihenfolge mit im Gedächtnis gespeicherten Erlebnissen verglichen, diese werden dabei reaktivert und mit dem aktuellen Verstand neu bewertet/angepasst – oder es wird eine virtuelle Simulation erstellt.

    A) das systematische Vergleichen ist eine Musterverarbeitungsaktivität – wobei die verwendete Reihenfolge schon eine wichtige Vorauswahl darstellt (das Gehirn wählt diejenige Variante (AUF-/AB-steigend), wo am ehesten ein Erfolg möglich scheint – d.h. erfolgsorientiert). Fachbegriff: predictive coding

    B) dass Erlebnisse in hierarchischer Reihenfolge reaktiviert werden – deutet darauf hin, dass diese ohne Zeit-Code abgespeichert wurden (der Verzicht auf einen Zeit-Code verkleinert das zu verarbeitene Datenvolumen massiv)

    C) Erfahrungen werden beim Reaktiveren gleichzeitig den aktuellen Fähigkeiten angepasst. Fachbegriff: state dependent retrieval. Auf diese Weise werden ALTE Erlebnisse beim Reaktivieren immer sofort in NEUES Wissen umgewandelt und wir können unsere Erfahrungen lebenslang nutzen, obwohl wir uns dauernd verändern. (Die Anpassung an Veränderungen ist bei der KI/Robotik ein Riesen-Problem)

    D) Als Alternative zum systematischen Durchsuchen des Gedächtnisses wird manchmal eine virtuelle Simulation der als aktuell erlebten Situation erstellt – die sogenannte ´Außerkörperliche Erfahrung´(AKE), wobei man sich von einer Position außerhalb des eigenen Körpers ´sieht´. (dass diese AKE nur eine gedankliche Simulation ist, kann man an wichtigen Details erkennen: z.B. ´sah´ sich ein Mann, dem fast das ganze Bein amputiert wurde, noch als vollständig daliegen = das ist zu 100 % falsch)

    E) Unser Gehirn arbeitet mit Erfahrungen, welche zu unterschiedlichen Anteilen aus den Komponenten a) Faktenwissen, b) Körper-Reaktion, c) Sinnes-Reaktion, d) Immunsystem-Reaktion und e) Emotionen bestehen. Wenn eine Erfahrung reaktiviert wird – ist das so, als wie wenn man einen LINK im Internet anclickt: alles verlinkte ist sofort verfügbar. Dies ist unsere wichtigste Überlebensstrategie, da damit eine sofortige, schnellste Reaktion möglich ist. Fachbegriff: predictive coding.

    F) NTEs werden der bewussten Wahrnehmung zugänglich, weil sich das Gehirn intensiv auf die Verarbeitung eines unverständlichen Reizes konzentriert. D.h. nur die Intensität (Fokus der Aufmerksamkeit) entscheidet darüber was der bewussten Wahrnehmung zugänglich ist und was unbewusst bleibt. Dieses Detail ist wichtig, weil damit verstanden werden kann, dass unser Gehirn immer gleich arbeitet – d.h. es gibt keine ´Außergewöhnlichen Bewusstseinszustände / altered states of consciousness´.

    Die vorstehenden Beispiele A)-F) zeigen exemplarisch nur ein paar Beispiele von Strukturen bei der Verarbeitung eines neuen Reizes, wie sie bei NTEs erkennbar sind. NTEs sagen nichts aus über die die auf neuronaler Ebene ablaufenden Aktivitäten.
    Allerdings können solche erkennbaren Ablaufstrukturen wichtige Informationen liefern, welche helfen können, die neuronalen Mechanismen besser zu verstehen.
    Zudem könnten effektivitätssteigernde Tricks des Gehirns, wie man sie bei NTEs erkennen kann – als Anregung für KI/Robotik dienen.

  25. 2 nette Experimente, die zeigen, dass/wie ein bewusster Wachzustand durch Erhöhen des Aktivitätszustands im Thalamus bewirkt werden kann:

    DOI: 10.7554/eLife.60824 Neural effects of propofol-induced unconsciousness and its reversal using thalamic stimulation

    DOI: 10.1016/j.neuron.2020.01.005 Thalamus modulates consciousness via layer-specific control of cortex

  26. @ KRichard 01.06.2022, 18:46 Uhr

    Ihre Erkenntnisse würden einige meiner grundlegenden aus der Elektronik/Informatik/Nachrichtentechnik stammenden Überlegungen zu neuronalen (Gattersystemen) nahekommen, auch bestätigen.

    Zitat: „Bei NTEs sind mehrere Mechanismen erkennbar, mit denen man die Arbeitsweise des Gehirns verstehen kann – und die deshalb auch für KI/Robotik von Interesse wären.
    Z.B. wird der zu verarbeitende Reiz in hierarchischer AUF- oder AB-steigender Reihenfolge mit im Gedächtnis gespeicherten Erlebnissen verglichen, diese werden dabei reaktiviert und mit dem aktuellen Verstand neu bewertet/angepasst – oder es wird eine virtuelle Simulation erstellt.“

    Die KI/Robotik verwendet auch „ungefähr“ einige der angesprochenen Mechanismen die aus den o.a. Fachbereichen kommen.

    Die grundlegenden „Baumstrukturen“, ermöglichen einerseits strukturiertes „Wissen“ abzubilden, andererseits Daten (in Suchbäumen) sehr schnell wieder zu finden, bzw. neue Daten schnell einordnen zu können.

    Ein weiterer Vorteil ist, dass relevante Daten nicht immer wieder neu vollständig gespeichert werden müssen.

    Ein Nachteil ist, wie Ihnen auch „beim Gehirn“ aufgefallen ist, dass sie keinen direkten „Timecode“ nutzen können, wie z.B. bei einem sequentiellen Video, aber dafür eine massive Einsparung von Speicherressourcen extrem vorteilhaft ist.

    Erwähnen möchte ich noch, dass die grundsätzliche Information auf „Basiselemente“ zurückgeführt wird z.B. auf „Pixel“. Ein Bild setzt sich sozusagen aus vielen Bildpixel zusammen, ein Audiosignal auf viele „abgetastete“ und codierte, diskrete elektrisch Spannungswerte.

    Wichtig um sich die Prozesse vorstellen zu können, ist das Neuron als („qualifiziertes“) UND Gatter. Es „triggert“ dann, wenn auf möglichst vielen Eingängen, möglichst gleichzeitig ein Signal einlangt. Das ist ein Gegensatz zur Technik und zur strengen Logik. Erklärt aber andererseits warum
    4 Computer (normalerweise) immer zu 4 gleichen Rechenergebnissen kommen und
    4 Verwaltungsjuristen zu 5 „Rechtsmeinungen“ kommen können.

    Zitat: „A) das systematische Vergleichen ist eine Musterverarbeitungsaktivität – wobei die verwendete Reihenfolge schon eine wichtige Vorauswahl darstellt (das Gehirn wählt diejenige Variante (AUF-/AB-steigend), wo am ehesten ein Erfolg möglich scheint – d.h. erfolgsorientiert). Fachbegriff: predictive coding.“

    Das ist auch in der Technik so. Gebräuchlich sind eher die Begriffe „vorwärts- oder rückwärtsgerichteter Informationsfluss“.

    In diesen „Grenzbereichen“ (nicht auf „dünnen“ Schichten), dürften auch „Bewusstseinskomponenten“ realisiert werden. In diesem Fall aber nicht in „dünnen flächigen Haut artigen“ Strukturen, wie z.B. der Netzhaut, wo möglichst „gleichzeitige“, bzw. kurz hintereinander einlangende „Einzelbilder“ eines Videos „aufgelöst“ (örtlich zeitlich ausgewertet) werden müssen, sondern nicht in jedem Fall „zeitkritische“ Erfordernisse ausgewertet werden.

    Ich habe den vagen „Verdacht“ dass dies auch im „Balken“ zwischen den Hirnhälften geschehen könnte? Gibt es Hinweise, wie es sich bei entsprechend beeinträchtigten Menschen, z.B. bei „Split Brain“ Patienten mit dem „Bewusstsein“ verhält, wenn die Komponenten nicht korrekt zusammengeführt werden?

    Zitat: „B) dass Erlebnisse in hierarchischer Reihenfolge reaktiviert werden – deutet darauf hin, dass diese ohne Zeit-Code abgespeichert wurden (der Verzicht auf einen Zeit-Code verkleinert das zu verarbeitene Datenvolumen massiv)“

    Das benötigte „Datenvolumen“ reduziert sich wegen der redundanten baumartigen Speicherung massiv. Wegen der „Baumartigkeit“ geht auch der Zeitcode verloren. Er wird aber durch so etwas wie eine Vermaschung der baumartigen Strukturen, („Querverbindungen“), wobei Assoziationen ermöglicht werden, „wettgemacht“.

    Bei mehreren Reisen nach Venedig werden die allgemeinen Muster, in „gemeinsamen Strukturen“ abgebildet. Aber andere Assoziationen, werden z.B. mit den jeweiligen Reisepartnerinnen verknüpft und können indirekt die „Zeit“ rekonstruieren.

    Zitat: „C) Erfahrungen werden beim Reaktiveren gleichzeitig den aktuellen Fähigkeiten angepasst. Fachbegriff: state dependent retrieval. Auf diese Weise werden ALTE Erlebnisse beim Reaktivieren immer sofort in NEUES Wissen umgewandelt und wir können unsere Erfahrungen lebenslang nutzen, obwohl wir uns dauernd verändern. (Die Anpassung an Veränderungen ist bei der KI/Robotik ein Riesen-Problem)“

    So verhält es sich auch in der Informatik ganz allgemein mit den „Baumstrukturen“, w.o. beschrieben. Allerdings neigen die „Bäume der Informatik“ zur „Entartung“ (z.B. zu „Listen“) und werden „reorganisiert“. Stichwort AVL Bäume. Es fragt sich, ob es derartiges auch im Gehirn gibt?

    Die Veränderungen und Erweiterungen der Baumstrukturen sind im Gehirn und in der Informatik kein Problem. (Es werden einfach neue „Zeiger“ generiert). Im Gehirn werden einfach neue Synapsen und vermutlich auch Neurone erzeugt?? und eingebunden.

    Zitat:“D) Als Alternative zum systematischen Durchsuchen des Gedächtnisses wird manchmal eine virtuelle Simulation der als aktuell erlebten Situation erstellt – die sogenannte ´Außerkörperliche Erfahrung´(AKE), wobei man sich von einer Position außerhalb des eigenen Körpers ´sieht´. (dass diese AKE nur eine gedankliche Simulation ist, kann man an wichtigen Details erkennen: z.B. ´sah´ sich ein Mann, dem fast das ganze Bein amputiert wurde, noch als vollständig daliegen = das ist zu 100 % falsch)

    Die virtuelle Simulation im Gehirn wird vermutlich dadurch ermöglicht, indem bei den Verarbeitungsprozessen auch „unbewusste Muster“ entstehen und in die Denkprozesse eingebunden werden können. Ähnlich, wie einem „bewusst“ wird, dass z.B. ein mathematisches Gesetz oder eine bestimmte abstrakte Formel einen Sachverhalt abbilden kann.

    Zitat: „E) Unser Gehirn arbeitet mit Erfahrungen, welche zu unterschiedlichen Anteilen aus den Komponenten a) Faktenwissen, b) Körper-Reaktion, c) Sinnes-Reaktion, d) Immunsystem-Reaktion und e) Emotionen bestehen. Wenn eine Erfahrung reaktiviert wird – ist das so, als wie wenn man einen LINK im Internet anclickt: alles verlinkte ist sofort verfügbar. Dies ist unsere wichtigste Überlebensstrategie, da damit eine sofortige, schnellste Reaktion möglich ist. Fachbegriff: predictive coding.“

    Das ist ein guter Vergleich. Die „Link“ Information wird in einem „Suchbaum“ eingegeben und der findet sehr schnell das gewünschte Ergebnis, weil nicht alle „Milliarden“ Seiten des Internets „Seite für Seite“ durchsucht werden müssen. (Stichwort: Binäre Suche).

    Zitat: „F) NTEs werden der bewussten Wahrnehmung zugänglich, weil sich das Gehirn intensiv auf die Verarbeitung eines unverständlichen Reizes konzentriert. D.h. nur die Intensität (Fokus der Aufmerksamkeit) entscheidet darüber was der bewussten Wahrnehmung zugänglich ist und was unbewusst bleibt. Dieses Detail ist wichtig, weil damit verstanden werden kann, dass unser Gehirn immer gleich arbeitet – d.h. es gibt keine ´Außergewöhnlichen Bewusstseinszustände / altered states of consciousness´.“

    Es ist naheliegend, dass ein Gehirn, ähnlich wie Prozessoren, eine besondere „Interrupt“ Verarbeitung „eingebaut“ haben um die anstehenden Prozesse optimal zu verarbeiten.

    Zitat: „Die vorstehenden Beispiele A)-F) zeigen exemplarisch nur ein paar Beispiele von Strukturen bei der Verarbeitung eines neuen Reizes, wie sie bei NTEs erkennbar sind. NTEs sagen nichts aus über die die auf neuronaler Ebene ablaufenden Aktivitäten.
    Allerdings können solche erkennbaren Ablaufstrukturen wichtige Informationen liefern, welche helfen können, die neuronalen Mechanismen besser zu verstehen.
    Zudem könnten effektivitätssteigernde Tricks des Gehirns, wie man sie bei NTEs erkennen kann – als Anregung für KI/Robotik dienen.“

    Es dürfte sich tatsächlich so verhalten, dass auch NTEs, wie auch andere Methoden und Erfahrungen, das Wissen über die Information verarbeitenden Prozesse im Gehirn erweitern können.

    Ihre Analysen dürften den Sichtweisen aus der technischen Informationsverarbeitung, wie sie weltweit höchst erfolgreich realisiert sind, relativ nahe kommen.

  27. @Elektroniker

    Ohne es präziser zu beschreiben: Wenn man erkennt, daß es Bewusstsein ist, welches unsere holographische Realität illusionär materialisiert, dann ist ein “neuronales Netzwerk” für eine Zombie-Apokalypse nicht unmöglich!? 😬😱

  28. @Elektroniker
    Die Funktionsweise von elektronischen Schaltungen und vom Gehirn sind verschieden und nicht vergleichbar.

    z.B.
    A) Ein Computer muss immer das gleiche Ergebnis liefern – wenn nicht, können auf den Hersteller massive Schadensersatzforderungen zukommen. Deshalb wird niemand absichtlich einen fehlerhaften Computer vertreiben
    Beim Gehirn entscheidet der Zustand vom Neuron vor der Registrierung eines neuen Reizes, wie dieser dann verarbeitet wird. D.h. ein identischer Reiz kann zu völlig verschiedenen Reaktionen führen. Fachbegriff. Priming
    (z.B. DOI: 10.1016/j.cell.2015.02.018 Feedback from network states generates variability in a probalistic olfactory circuit)

    B) biologische Neuronen müssen immer wieder stimuliert/trainiert werden um ihre Funktionsfähigkeit aufrechtzuerhalten – aus diesem Grund bewegen sich neuronale Aktivierungswellen über den Cortex. (In meinem Beitrag 30.5. 08:20 Uhr habe ich ein Beispiel genannt.)
    Solch eine Vorgehensweise ist für elektronische Schaltungen nicht akzeptabel – da damit unerwünschte Reaktionen entstehen können.

    C) Mir geht es nur darum, die prinzipielle Ablaufstruktur von NTEs erklären zu können – über Sonderfälle wie das ´split brain´ kann ich daher keine Aussage machen.

    Für andere Bereiche wären NTEs aber von Interesse:
    z.B. hat man in den letzten Jahren bei der Behandlung von leichten und mittelschweren Depressionen durch eine Gabe von niedrigdosierten psychedelischen Drogen sehr gute Behandlungserfolge erzielt.
    Interessant ist dabei, dass psychedelische Drogen gleichartige Erlebnisse auslösen, wie sie auch von NTEs gut bekannt sind.
    (z.B. DOI: 10.3389/fpsyg.2018.01424 DMT models the Near-Death Experience )
    Mit meinem NTE-Erklärungsmodell kann man diese Erlebnisse sehr konkret als reaktivierte Erfahrungen aus den ersten beiden Lebensjahren identifizieren!
    Dies bedeutet: wenn man sich mit NTEs beschäftigen würde, könnte man damit einen bisher nicht beachteten Ansatz zum Verständnis und zur Behandlung von Depressionen entwickeln und erforschen. (Denn: Es gibt einen konkreten Grund, warum ausgerechnet derartige frühkindliche Erlebnisse aus den ersten Lebensjahren reaktiviert werden – allerdings ist hier nicht das Forum, diesen zu nennen.)

  29. @ KRichard 02.06.2022, 17:04 Uhr

    Zitat: „Die Funktionsweise von elektronischen Schaltungen und vom Gehirn sind verschieden und nicht vergleichbar. z.B.
    A) Ein Computer muss immer das gleiche Ergebnis liefern – wenn nicht, können auf den Hersteller massive Schadensersatzforderungen zukommen. Deshalb wird niemand absichtlich einen fehlerhaften Computer vertreiben
    Beim Gehirn entscheidet der Zustand vom Neuron vor der Registrierung eines neuen Reizes, wie dieser dann verarbeitet wird. D.h. ein identischer Reiz kann zu völlig verschiedenen Reaktionen führen. Fachbegriff. Priming“

    Auf diese Unterschiede bin ich eingegangen.

    Biologische neuronale Systeme, sind auch wegen der biochemischen Effekte sehr „launenhaft“.

    Relevant für die „echte Informationsverarbeitung“ ist die Funktion einer „qualifizieren UND“ Funktion und der Verknüpfungseffekt der Synapsen. Beides nehme ich als gegeben an und scheint hinreichend belegt.

    Ein Neuron „triggert“ hauptsächlich dann, wenn auf möglichst vielen Eingängen, möglichst gleichzeitig ein Signal einlangt.

    Das entspricht statistisch einer (etwas „launenhaften“) „UND Funktion“, eben so wie neuronale Systeme nun einmal sind, im Gegensatz zum „streng logisch definierten“ Boolschen „UND“ der Technik. (Etwas frei nach McCulloch).

    Den Synapsen entsprechen „elektrische Verknüpfungspunkte“ („Lötpunkte“) von logischen Schaltungen der Boolschen Algebra. Da auch noch die „NICHT Funktion realisiert werden kann, reichen derartige Gatter Anordnungen im Sinne von A. Turing, deren allgemeine Fähigkeit zur Informationsverarbeitung („Turing Berechenbarkeit“) zu erklären. Bemerkenswert ist, dass sich Gatter, also auch Neuronen, auch zur „Musterverarbeitung“ eigenen.

    Dass ein Neuron nicht triggern kann, weil es z.B. kurz vorher „getriggert“ hat, wird auch zur Realisierung der „NICHT Funktion“, oder beim Hirnschrittmacher zur Behandlung von Parkinson genutzt.

    Zitat: „B) biologische Neuronen müssen immer wieder stimuliert/trainiert werden um ihre Funktionsfähigkeit aufrechtzuerhalten – aus diesem Grund bewegen sich neuronale Aktivierungswellen über den Cortex. (In meinem Beitrag 30.5. 08:20 Uhr habe ich ein Beispiel genannt.)
    Solch eine Vorgehensweise ist für elektronische Schaltungen nicht akzeptabel – da damit unerwünschte Reaktionen entstehen können.“

    Dass derartiges in elektronische Schaltungen nicht akzeptabel ist, stimmt so allgemein nicht.

    „Aktivierungswellen“ entsprechen ungefähr den „Taktimpulsen“ in elektronischen Schaltungen und sind von großer Bedeutung, unter anderem für die „zeitliche Bindung“, oder die „Verschiebung von Informationen“. Beides ist auch im neuronalen Netz erforderlich (v.d. Malsburg/Singer). (In eher lockerer Sprache habe ich auch schon öfter in meinen Texten darüber geschrieben).

    „Auffrischungsimpulse“ gibt es übrigens auch bei bestimmten digitalen Speichersystemen.

  30. @Elektroniker
    Wenn man bei elektronischen Schaltungen einen Taktimpuls gibt, will man damit eine definierte und immer gleiche Reaktion (= Schaltimpuls) auslösen. Fehler sind nicht akzeptabel!

    Aktivierungswellen die sich über das Gehirn ausbreiten, haben einen völlig anderen Zweck. Sie sind ein Trainingsmechanismus – eine ´gymnastische Übung´ – für die Neuronen, um deren Funktionsfähigkeit aufrechtzuerhalten.
    Weil dabei auch Nebenreaktionen auftreten, hat unser Gehirn gelernt, diese zu ignorieren.
    z.B. werden unsere Sehzellen immer so ´hochgefahren´, dass dann ein einzelner Lichtimpuls ausreicht, damit diese schalten. Werden die Sehzellen aber nicht gebraucht, werden sie entladen, um sie vor Überlastung zu schützen. Diesen Entladungsvorgang können wir als neuronales Flimmern sehen. Dieses Flimmern wird vom Gehirn ignoriert.

    Wenn Kinder nach der Geburt schielen, muss man den Sehmuskel des Schiel-Auges gezielt trainieren – um die Funktion des Auges zu behalten. Wird das Schielen aber nicht korrigiert, dann schaltet das Gehirn dieses vollkommen funktionsfähige Auge einfach ab.

    Für unsere bewusste Wahrnehmung ist entscheidend, dass dazu eine bestimmte neuronale Aktivierungsschwelle (Intensität) überschritten wird – Informationen die mit höherem Aktivierungszustand verbunden sind, können wir wahrnehmen; was unterhalb dieser Schwelle ist, bleibt unbewusst.
    Aus diesem Grund kann es vorkommen, dass Reizzustände von Gehirnbereichen (Informationen), die eigentlich gar nicht zusammenhängen – nur wegen eines zufälligen gleichzeitig hohen Aktivierungszustandes gemeinsam wahrgenommen werden: diese zufällige Neuverknüpfung nennen wir ´Kreativität, Tagtraum, Phantasie´.

  31. @ KRichard 03.06.2022, 05:13 Uhr

    Zitat: „Wenn man bei elektronischen Schaltungen einen Taktimpuls gibt, will man damit eine definierte und immer gleiche Reaktion (= Schaltimpuls) auslösen. Fehler sind nicht akzeptabel!“

    Das stimmt weitgehend. Was Sie hier im Beitrag aussagen, dürfte dem Mainstream der Wissenschaft entsprechen.

    Im Gehirn sind es allerdings (wegen der nur „qualifizierten“ und nicht „strengen UND Funktionen“) nur annähernd gleiche Reaktionen, auch nach „Lust“ und „Laune“. Viele Menschen sind vorm „Säbelzahntiger“ geflüchtet, einige haben sich gewehrt….

    Dass Aktivierungswellen die sich über das Gehirn ausbreiten, auch gemäß der Hebbschen Regel, das System „konsolidieren“, ist völlig klar.

    Aber ganz wichtig ist auch, dass die Information abbildenden Impulse möglichst systematisch durch das System „verschoben“ werden, vergleichbar wie bei den technischen „Schieberegistern“ und nicht nur willkürlich, abhängig vom zufälligen Input.

    Das ist auch wichtig für die zeitliche „Bindung“ und dafür, dass die Assoziationen die sozusagen „quer“ zu der „Hauptrichtung“ der „Verarbeitung“ vom Input zum Output, mit allfälligen Rückkoppelungen verlaufen, korrekt eingebunden werden.

    Die „Gedanken und Steuerungsanweisungen“ müssen möglichst in der korrekten „Breite“ durch das System geführt werden, wenn z.B. nur die Finger, aber nicht der ganze Arm gemäß bestimmter Muster bewegt werden sollen. Oder „Nebengedanken“ nicht dominant werden sollen.

  32. @Elektroniker
    Bei diesem Blogbeitrag geht es darum, wie unser Gehirn funktioniert. ich versuche mit meinen Beiträgen konstruktiv zu diesem Thema beizutragen.

    Falsche Vergleiche sind dazu nicht hilfreich – deshalb bringt es nichts, unsinnige Zusammenhänge zu suggerieren: Gehirnfunktion und Elektonische Schaltungsmechanismen haben nichts miteinander zu tun.

    Noch ein Hinweis:
    Das Axon ist von mehreren Myelinschichten umhüllt – deren Anzahl die Weiterleitungsgeschwindigkeit von neuronalen Signalen deutlich beeinflusst. Auch dieses Detail ist eine wichtige Komponente für die Funktionsweise des Gehirns.

  33. @KRichard
    Die MPG hat in seinem Newsroom mit Datum vom 05.04.2022 verkündet,dass bisher die elektrische Synapse vernachlässigt wurde und dass das zukünftig im Focus steht.
    @Elektroniker: 🙂

  34. @ KRichard 03.06.2022, 14:40 Uhr

    Die leicht unterschiedlichen „Weiterleitungsgeschwindigkeiten“ von neuronalen Signalen dürften dazu beitragen, dass der annähernd gleiche Zusammenhang auf mehreren „quasi parallelen“ Strukturen „abgebildet“ wird.

    Dies scheint erforderlich, weil sozusagen systemimmanent (wegen der nicht „exakten“ Logik) eine „Mehrheit“ von aktiven Strukturen ein Ergebnis „liefern“ muss. Hat man etwas sehr gründlich gelernt, sind die Mehrheitsentscheidungen „ausgeprägt“, sonst „vage“ oder „falsch“. Es müssen beim erneuten Lernen neue „korrekte“ Strukturen zusätzlich gebildet werden, die sich immer mehr verstärken können und die „falschen“ Strukturen „lösen“ sich vermutlich allmählich auf.

    Zitat: „Falsche Vergleiche sind dazu nicht hilfreich – deshalb bringt es nichts, unsinnige Zusammenhänge zu suggerieren: Gehirnfunktion und Elektonische Schaltungsmechanismen haben nichts miteinander zu tun.“

    Das Gehirn hat rund 100 Milliarden Neuronen.

    Ein Neuron „triggert“ hauptsächlich dann, wenn auf möglichst vielen Eingängen, möglichst gleichzeitig ein Signal einlangt. Sie bewirken eine Informationsverarbeitung.

    Es würde mich interessieren, ob sie diese letzten Sätze, sachlich möglichst eindeutig, widerlegen können?

    Auch würde mich Ihre Meinung interessieren, warum sonst, als um „quasi logische Gatterfunktionen“ zu realisieren, es diese große Zahl an Neuronen überhaupt gibt?

    Die alten Griechen sollen vermutet haben, sie dienten der Kühlung des Blutes!

  35. @Elektroniker
    Zur Weiterleitung von Signalen ist auch interessant, sich mit dem Stroop-Test zu beschäftigen: Denn dabei wird ein Konflikt der Reizverarbeitung erkennbar – weil der Wortinhalt schneller vom Gehirn ausgewertet wird, als die Farbinformation.

    Ein Neuron triggert nicht dann, wenn auf möglichst vielen Eingängen ein Signal ankommt. Sondern ein Neuron triggert nur dann, wenn der für ein Aktionspotential nötige Schwellenwert überschritten wird.
    Das steht im einführenden Blogbeitrag – und dort wird auch deutlich darauf hingewiesen, dass es positive und negative Signale gibt. D.h. negative Signale können auch dazu führen, dass das triggern verhindert wird.

    Die Frage, warum es diese große Zahl an Neuronen gibt, kann man nur beantworten, wenn man sich ernsthaft mit der Arbeitsweise des Gehirn beschäftigen würde. Das ist leider bisher nicht der Fall:

    Ich habe schon darauf hingewiesen, dass/wie man sich im Rahmen von NTEs lebenslang an Erlebnisse ab dem 5. Schwangerschaftsmonat erinnern kann. Die bisherige Lehrmeinung besagt aber, dass Erfahrungen aus der frühen Kindheit dem bewussten Erleben nicht zugänglich sind.
    D.h. obwohl eine Lehrmeinung nachweisbar/nachprüfbar falsch sein muss – wird dieser Hinweis ignoriert. Aus diesem Grund wird man wichtige Funktionsweisen des Gehirns nicht verstehen – denn wenn man nicht bereit ist, grundsätzliche Probleme zu diskutieren, kann man keine Theorie-Fehler beseitigen und sein Wissen vergrößern.

    • Ein Neuron triggert nicht dann, wenn auf möglichst vielen Eingängen ein Signal ankommt. Sondern ein Neuron triggert nur dann, wenn der für ein Aktionspotential nötige Schwellenwert überschritten wird.
      Das steht im einführenden Blogbeitrag – und dort wird auch deutlich darauf hingewiesen, dass es positive und negative Signale gibt. D.h. negative Signale können auch dazu führen, dass das triggern verhindert wird.

      Im Nervensystem des Körpers existieren auch Neurone die eigenständig, d.h. ohne den Input von anderen Neuronen, aktiv werden und Aktionspotentiale feuern. Diese Neurone werden bei einer Hypolerpolarisierung (statt während der üblichen Depolarisierung) aktiv.

      Diese Neurone besitzen verschiedene HCN Kanäle die sich in Neuronen im Gehirn und Herz finden, sogenannte Pacemaker channel. Aufgrund dieser ungewöhnlichen Funktion wurden sie auch “funny channels” genannt.

      Im Artikel steht ferner dass das Aktionspotential am Axonhügel entsteht. Das hat man früher gedacht; heute geht man davon aus dass es auch am davor liegenden (Richtung Neuron) Initialsegment entstehen kann.

  36. @Elektroniker:
    Natürlich besteht eine Verbindung zwischen elektronischen Schaltkreisen und dem Gehirn: bei beiden fließt elektrischer Strom. Damit endet aber schon die Gemeinsamkeit. Im übrigen haben künstliche neuronale Netze ebensowenig mit dem Gehirn zu tun. Erstere ‘rechnen’, das Gehirn arbeitet adaptiv, ein Organ kann nicht rechnen. Das sind Zuschreibungen, die wir machen. Die Prozessorientierung von Maschinen hilft bei der Erkundung des Gehirns nicht weiter.

  37. @ KRichard 04.06.2022, 05:22 Uhr

    Zitat: „Ein Neuron triggert nicht dann, wenn auf möglichst vielen Eingängen ein Signal ankommt. Sondern ein Neuron triggert nur dann, wenn der für ein Aktionspotential nötige Schwellenwert überschritten wird.“

    Der Schwellwert (in der Schaltung) kann aber nur um so besser überschritten werden, je mehr Signale (ein Signal, UND noch ein Signal, UND noch ein Signal, UND noch ein Signal, UND noch ein Signal, …..) innerhalb kurzer Zeit auf den Eingängen ankommen.

    Es müssen sozusagen „tröpfchenweise“ möglichst „qualifiziert viele“ („Spikes“) möglichst „gleichzeitig“ ankommen. Dann wird die qualifizierte „UND Funktion“ erfüllt.

    Es muss auch beachtet werden, dass einzelne Impulse wieder „wirkungslos“ werden können, die Ladung sozusagen „verschwindet“ („Isolationswiderstand“), so wie einzelne Tröpfchen „verdunsten“ würden.

    Auch „gegensätzliche“ Ladungen („Löcher“) können das Triggern verhindern/Verzögern.

    Nehmen wir an, 10 „schnelle passende Impulse“ (innerhalb kurzer Zeit) reichen sicher für das Triggern, sie würden aber (außer vielleicht in Ausnahmefällen) vermutlich nicht reichen, wenn nur alle 3 Tage ein Impuls „daherkommen“ würde.

  38. @ Wolfgang Stegemann 04.06.2022, 10:02 Uhr

    Zitat: „Natürlich besteht eine Verbindung zwischen elektronischen Schaltkreisen und dem Gehirn: bei beiden fließt elektrischer Strom. Damit endet aber schon die Gemeinsamkeit. Im übrigen haben künstliche neuronale Netze ebensowenig mit dem Gehirn zu tun. Erstere ‘rechnen’, das Gehirn arbeitet adaptiv, ein Organ kann nicht rechnen. Das sind Zuschreibungen, die wir machen. Die Prozessorientierung von Maschinen hilft bei der Erkundung des Gehirns nicht weiter.“

    Die wirklich „entscheidende Gemeinsamkeit“ ist nicht die Nutzung von „elektrischen Strom“.

    Die entscheidende Gemeinsamkeit, die „Brücke zur Informatik“ und zur Erklärung warum und wie das Gehirn Information verarbeitet, ist die (qualifizierte) „UND Gatterfunktion“. Die wird typisch in sehr vielen der rund 100 Milliarden Neuronen „realisiert“.

    Es gibt gewisse strukturelle und funktionale Ähnlichkeiten zwischen künstlichen neuronalen Netzen und Gehirnen. Allerdings gestehe ich ihnen gerne zu, dass für Sie diese „Ähnlichkeiten“ nicht reichen, tatsächlich eine „Ähnlichkeit“ zu erkennen.

    Meiner Meinung nach „laufen“ im Gehirn auch Information verarbeitende Prozesse ab. Daher scheint es zweckmäßig, besondere Sichtweisen, Methoden und Werkzeuge auch bei der Erkundung des Gehirns zu nutzen, die üblicherweise bei derartigen Prozessen zur Anwendung kommen.

    Das ist doch in Wissenschaften so üblich.

  39. Das Hirn hat 80 Mrd. Neuronen und diese je ca. 1000 Verbindungen. Die Bezeichnung Netz wirkt da viel zu grobschlächtig. Ein feingewobener Teppich träfe es eher. Wenn ein Impuls diesen Teppich erreicht, entsteht fast ohne Verzögerung eine Erregung, die sich wie eine Welle über den Teppich hinweg bewegt. Stellen Sie sich vor, es gibt mehrere solche Wellen, die das Hirn mittels einer Fourier-Transformation glättet, wie wollen Sie das elektrotechnisch darstellen. Das geht einfach nicht.
    Im übrigen sind die KI-Leute Computerleute, die vom Hirn keine Ahnung haben, die Neurophysiologen haben von Computern keine Ahnung, meinen aber, dass die Computerleute Lösungen liefern können. Beide reden komplett aneinander vorbei. Das verstehen nur einige von beiden.
    Und noch etwas: die Bausteine des Hirns lassen sich physikalisch beschreiben, sie sind aber eingebettet in ein biologisches System, und dieses lässt sich nur sinnvoll mit der Sprache der Biologie beschreiben. Ebenso wenig kann man das Hirn als ganzes physikalisch beschreiben. Das gilt auch für mathematische Modelle wie predictive coding. Natürlich kann man alle möglichen Modelle heran ziehen, selbst mit einem Zauberkasten lässt sich das machen. Die Frage ist nur, wie sinnvoll ist das.
    Ein sinnvolles Modell des Gehirns sollte eine möglichst große Spannweite haben, von grundlegenden Fragen (Philosophie) bis hin zu konkreten operativen Prozessen. Nur dann ist es aussagekräftig in alle Richtungen.

  40. @ Wolfgang Stegemann 05.06.2022, 14:11 Uhr

    Die Bezeichnung “Netz” scheint mir vernünftig. „Zoomt“ man tief genug, so erkennt man die Netzstruktur. Es ist auch so dass eine Erregung, eine Kette weiterer Erregungen auslöst. Das ist abhängig von der anliegenden Information, die in der Sensorik in elektrische Signale umgesetzt wird.

    Es stimmt, dass auch „Wellen“ ähnliche Effekte auftreten. Die dienen den Verarbeitungsprozessen. Sie bewirken einerseits dass die Information abbildenden Signale, wie bei Schieberegisterschaltungen, systematisch (und nicht willkürlich) gesteuert, durch das Gehirn „verschoben“ werden und gleichzeitig eine gewisse „Synchronisierung“ („Bindung“) entsteht.

    Ein Vergleich mit technischen Systemen dient dem besseren Verständnis. Es wird versucht, vieles mit bekannten „Mustern“ zu vergleichen um neue Sachverhalte besser verständlich zu machen. Es ist ein „Konzept“ dass Theologen früher als „Gleichnisse“ bezeichneten.

    Letztlich sind Mustererkennung (z.B. visuelle Muster von der Netzhaut), Generierung neuer Muster, Mustervergleiche (interner und externer Muster), Musterverarbeitung, und die Generierung von Output Mustern z.B. zur Bewegungs- oder Sprachsteuerung die „Hauptaufgaben“ die ein Gehirn zu bewältigen hat.

    Das Konzept des „Perzeptron“ ist die gemeinsame Grundlage auf die die KI-Leute und Neurophysiologen aufbauen. In diesem Sinne sehe auch ich die relevanten Ähnlichkeiten zwischen Informatik und Biologie. Junge Neurophysiologen „leben“ durchaus in beiden Welten, der Technik (auch Mathematik) und der Biologie.

    Die Philosophie sollte die grundlegenden Sachverhalte des Denkens, auch der Wahrnehmung und des Bewusstseins, zur Kenntnis nehmen und die philosophischen Konzepte in diesem Sinne modifizieren und für eine linguistisch korrekte „Beschreibungssprache“ sorgen.

  41. Elektroniker,
    Der Vergleich gilt heute noch :”Es ist ein „Konzept“ dass Theologen früher als „Gleichnisse“ bezeichneten.”
    Also das Denken des Gehirnes ist durchaus mit dem “Denken” eines Mikroprozessors vergleichbar, in der Art, dass eine Nervenzelle allein noch nicht denkt, eine Transistorschaltung allein denkt auch noch nicht.
    Wenn man aber Millionen von Nervenzellen hat, dann kann man die derart anordnen, dass sie einen Speicherzustand annehmen, also sich in der regel nicht mehr verändern. Das wäre dann eine Gedächtniszelle, genauer gesagt, ganz viele Gedächtniszellen, denn die einzelne Zelle speichert nicht .
    Mit einer bistabilen Kippstufe erreicht man in der Elektronik das gleiche, zwei Transistoren können einen Schaltzustand für immer beibehalten.
    Das wäre vielleicht eine Anregung für die Biologen immer nach mindestens zwei Gedächtniszellen zu schauen, die miteinander reagieren , gekoppelt sind.

    Und wenn man dann noch bedenkt, dass zwei Transistoren nur an oder aus sein können, dann ist es doch schon eine technische und auch geistige Höchstleistung, dass genügend viele Transistoren zusammen sogar Schach spielen können.
    Beim Menschen ist das nicht anders. Zwei Zellen sind “doof”, zwei Milliarden Zellen aber intelligent. Mal gleichnishaft gesprochen.

  42. @ fauv 06.06.2022, 11:01 Uhr

    Zwischen „Denken“ und „Informationsverarbeitung“ gib es sicherlich „Ähnlichkeiten“.

    Auch das es so etwas wie „Emergenz“ gibt, wenn viele „Bildpixel“ entsprechend strukturiert zu einem „Bild“, viele „Bilder“ zu einem „Video emergieren“, scheint sehr naheliegend.

    Ein Transistor ist ähnlich wie der „Neuronenkörper“ eine Art „Pumpe“, nur pumpen die Neuronen ihre über kleine „Rüssel“ (Eingänge, Dendriten) an verschiedenen Stellen aufgenommenen (und behaltenen) Ladungen (die die „qualifizierte UND Funktion“ realisieren, (McCulloch)) , sozusagen „stoßweise“ über die Axone weiter.

    Die Speicherfunktion übernehmen die Synapsen. Die bilden Zustände „automatisch“ auch noch strukturiert und immer besser ab, je öfter sie gemäß der Hebbschen Regel aktiviert und vermehrt werden. („Wissensabbildung“: E. Kandel). Dieses Konzept ist eigentlich ideal im Gehirn realisiert. Es wir auch viel besser mit den „Widersprüchlichkeiten“ des Lebens fertig, weil es nicht auf die strenge „Mathematische Logik“ angewiesen ist.

    Synapsen (zur strukturierten Speicherung von Information) in diesem Sinne, lassen sich in der Technik schlecht realisieren. Man kann zwar Gatter Schaltungen für bestimmte Zwecke (z.B. Industriesteuerungen) entwickeln, sie lassen sich aber nur schwer modifizieren, weil ein Techniker die „Verknüpfungspunkte“ die den Synapsen entsprechen, bei jeder Änderung „umlöten“ müsste und das ist zu wenig flexibel. Deswegen hat sich in der Technik schnell das Prozessor Konzept nach v. Neumann durchgesetzt.

    Weil sich die synaptischen Effekte für die Technik schlecht eignen, nutzt man das Konzept der „bistabilen Kippschaltungen“. 2 Transistoren werden so gekoppelt, dass normalerweise jeweils ein Transistor „durchgeschaltet“, der andere „gesperrt“ ist. Damit kann man eine Informationseinheit 1 Bit speichern. Mehrere derartige „Flip-Flop Schaltungen können z.B zu Speichern oder Schieberegistern verknüpft werden. Auf diese Art können die „abgebildeten Informationen z.B. „verschoben“ werden, was für viele Zwecke erforderlich ist.

    In der Neurologie müssen zwar auch die Neurone „miteinander reagieren“, aber nicht so streng direkt gekoppelt wie in der Informatik. Zur Speicherung gibt es in der Neurologie die Synapsen.

    Dass 2 Transistoren (und der Kippeffekt) benötigt wurden, hat man ehemals als großen Mangel gesehen, weil Transistoren damals sündhaft teuer waren.
    Vor Jahrzehnten in meinem ersten Praktikumsjob nach meiner Ausbildung zum HTL Ingenieur und vor dem Wehrdienst, musste ich ausgeklügelte Experimente durchführen um Transistoren einzusparen.

    Das war aber nur zu Lasten des „Kippeffektes“ möglich. Je mehr Transistoren „eingespart“ wurden, desto unzuverlässiger war der „Kippeffekt“. Die Transistoren haben sich sozusagen „gegenseitig gewürgt“, keiner konnte sich mehr „durchsetzen“, statt der beiden definierten Zustände 0 bzw 5 Volt, hatten alle nur mehr rund 2 Volt an den Ausgängen. Die Elektroniker sprechen davon, dass sich die Schaltung „aufgehängt“ hat.

    Das kommt einerseits wegen einer sehr trickreichen Schaltungstechnik nur mehr selten vor, aber bei den Milliarden Transistorfunktionen in modernen Chips, könnte sich das Problem durchaus zu einer „Landplage“ entwickeln….

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