Split Brain / Unsere zwei Gehirne

Wir alle kennen die typische Unterteilung des Gehirns in eine kreative und in eine logische Gehirnhälfte. Der rechten Gehirnhälfte werden Kreativität, Emotionen und Musikalität zugeordnet. Der linke Gehirnhälfte hingegen analytisches Denken, Logik und Rechnen.
Die komplette Trennung in Vernunft und Emotionen ist natürlich vereinfacht dargestellt und sollte langsam aus dem Alltagswissen gestrichen werden. Jedoch kann im menschlichen Gehirn eine Hirnlateralität, also eine Ungleichheit und funktionelle Aufgabenverteilung der beiden Gehirnhälften festgestellt werden. Man kann sogar so weit gehen und sagen, dass beide Hälften getrennt voneinander funktionieren und ihre eigene Realität haben.

Split brain

Wie unsere beiden Gehirnhälften, auch Hemisphären genannt miteinander zusammenarbeiten und welche Aufgaben sie übernehmen, wurde durch die Erforschung von split brain Patienten um 1950 vorangetrieben. Bei split brain Patienten wird die zentrale Verbindung der beiden Gehirnhälften aus medizinischen Gründen getrennt. Dieses Phänomen ermöglicht, die beiden Hemisphären getrennt voneinander zu untersuchen. Um zu Sonderfall der split brain Patienten zu erklären müssen wir uns noch mal kurz mit der Hirnanatomie befassen.

Corpus callosum – die Hemisphären-Brücke

Die beiden Hemisphären sind durch die Fisssura longitudinalis eine Längsspalte voneinander getrennt. Verbunden sind die beiden Gehirnhälften nur durch wenige kleine Leitungen, die sogenannten Kommissuren. Die größte und stärkste Verbindung zwischen den Hemisphären ist der Corpus callosum mit etwa 200 Millionen Nervenfasern.

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Bei bestimmten Erkrankungen wie Epilepsie wird in seltenen Fällen der Corpus callosum operativ gekappt. Dadurch verbleiben die „fehlerhaften elektrischen Signale“, die bei Epilepsie von einem Punkt ausgehend das Gehirn fluten, in einer Hemisphäre. Man schneidet sozusagen eine Brandschneise, um das Lauffeuer des Epilepsieanfalls auszubremsen und zu verhindern, dass es sich im ganzen Gehirn ausbreitet.

Patienten mit dieser Art von Eingriff werden auch split brain Patienten genannt. Bei Experimenten mit split brain Patienten kann ein spannendes Phänomen durch folgenden Versuchsaufbau betrachtet werden:

Versuchsaufbau von Roger Sperry und Michael Gazzaniga:

Den split brain Patienten werden auf einem Bildschirm Bilder von Gegenständen gezeigt. Dabei müssen die Patienten einen Punkt in der Mitte des Bildschirms visieren. Die Bilder werden so eingeblendet, dass sie entweder am rechten oder am linken Rand des Blickfeldes auftauchen.

Die Sehnerven der Augen kreuzen sich auf dem Weg zum Gehirn, was bedeutet, dass unser rechtes Blickfeld zur linken Gehirnhälfte führt und das linke Blickfeld zur rechten Gehirnhälfte. Das Sprachzentrum ist jedoch nur in der linken Hemisphäre vorhanden.

Wird nun dem rechten Blickfeld, also der linken Gehirnhälfte z. B. ein Bild von einem Ball gezeigt, kann der Proband den Gegenstand benennen. Wird der Gegenstand jedoch dem linken Blickfeld also der rechten Gehirnhälfte gezeigt, kann der Patient ihn nicht benennen.

Oft antworten die split brain Patienten mit: „ Ich sehe kein Bild“ oder mit „Mir wurde kein Bild gezeigt“. Der Grund dafür ist, dass die linke Hemisphäre mit dem Sprachzentrum keine Informationen von der rechten Gehirnhälfte bekommt und somit das Gesehene nicht in Sprache, die für das Verständnis wichtig ist, umwandeln kann. Das Gehirn versucht nun eine schlüssige Geschichte zu kreieren, um zu erklären, warum es den Gegenstand nicht benennen kann. Dieser Effekt wird auch Konfabulation genannt. Die neu kreierte Realität wird vom Patienten für wahr gehalten.

Die motorischen Zentren unserer Hände sind jedoch separat in jeder Hemisphäre angelegt. Die rechte Hand wird von der linken und die linke Hand von der rechten Hemisphäre gesteuert. Wird dem split brain Probanden wieder ein Ball mit der rechten Gehirnhälfte, also dem ohne Sprachzentrum gezeigt und wird er dann aufgefordert, einen Gegenstand aus einer Gruppe von Gegenständen auszuwählen, wählt er einen Ball. Er kann jedoch nicht erklären wieso.

Plastizität

Jedoch ist Forschern schon länger klar, dass unser Gehirn keine starre Struktur ist. Die Architektur des Gehirns kann sich im Laufe des Lebens verändern, um besser für verschiedene Aufgaben gerüstet zu sein. Die Funktion des Gehirns beeinflusst die Gehirn-Architektur, welche wiederum die Funktion beeinflusst. Man weiß, dass sich das Gehirn von split brain Patienten an diesen Sonderzustand anpassen kann.

Ein Patient lernte nach 13 Jahren auch mit der rechten Hemisphäre zu sprechen und Gegenstände zu benennen. Sehr wahrscheinlich hat sein Gehirn neue Wege geformt und andere, kleinere, nicht durchtrennte Kommissuren als Brücke genutzt, um Informationen zum Sprachzentrum zu senden.

Bei Kindern ist diese Eigenschaft der Plastizität noch stärker ausgeprägt. Es kommen Kinder auf die Welt, die von Geburt an keinen Corpus callosum besitzen. Jedoch lernen diese schon früh andere Brücken zu nutzen und der Effekt des split brain kann bei ihnen nur vermindert oder überhaupt nicht mehr beobachtet werden.

Quellen

  1. M. S. Gazzaniga (1998). Rechtes und linkes Gehirn: Split-Brain und Bewußtsein. Spektrum der Wissenschaft 12 / 1998
  2. U. Rimmele (2006) Der Mythos von den zwei Gehirnen. Gehirn und Geist 6/2006
  3. R. Carter (2018) The brain in minutes: Quercus Science page 342,343

Veröffentlicht von

Ronja Völk ist Masterstudentin für Molekulare Biotechnologie an der Universität Heidelberg. Im Zuge Ihres Studiums hat sie vielerlei Praktika absolviert, unter anderem am Deutschen Krebsforschungszentrum und in Harvard im Bereich Neurologie. Sie ist begeisterte Leserin von Wissenschaftsmagazinen und liebt es, ihr Wissen mit anderen zu teilen. (Für Ihr näheres Umfeld ist sie auch gerne mal Umwelt-/Medizin-/ Impf-/Corona-Expertin.) Das zeigt, wie hoch der Bedarf an einfacher, verständlicher Wissenschaftskommunikation ist.

6 Kommentare

  1. Split Brain == Split Conciousness ?
    Wenn die eine Hälfte von mir nicht weiss was die andere tut, dann liegt es nahe zwei Bewusstseinsinstanzen anzunehmen.
    Diesem Problem widmet sich der Artikel Split-Brain: What We Know Now and Why This is Important for Understanding Consciousness wo man in der Kurzzusammenfassung liest:

    Callosotomie führt zu einem breiten Zusammenbruch der funktionellen Integration von der Wahrnehmung bis zur Aufmerksamkeit. Die Aufteilung ist jedoch nicht absolut, da mehrere Prozesse, wie die Aktionskontrolle, scheinbar einheitlich bleiben. Über die verantwortlichen Mechanismen für diese verbleibende Einheit herrscht Uneinigkeit. Das Hauptproblem betrifft die Ich-Perspektive eines Split-Brain-Patienten. Beherbergt ein gespaltenes Gehirn ein gespaltenes Bewusstsein oder ist das Bewusstsein vereint? Der derzeitige Konsens ist, dass die Evidenz nicht ausreicht, um diese Frage zu beantworten, und es werden verschiedene Vorschläge gemacht, wie zukünftige Studien diesen Mangel beheben könnten. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Antworten möglicherweise nicht einfach ein Ja oder Nein sind, sondern dass zwischenzeitliche Konzeptualisierungen berücksichtigt werden müssen.

  2. Ein kleiner, aber nicht unwichtiger Fehler: Nicht das rechte Auge wird im linken Hirn verarbeitet, sondern das rechte Gesichtsfeld BEIDER Augen. In der Sehnervenkreuzung wird ein Teil der Informationen (das jeweils äußere Gesichtsfeld) auf die andere Seite geschoben, so dass beide Hirnhälften jeweils ein Stereobild eines Gesichtsfeldes bekommen.
    Das erklärt übrigens auch die typische Migräneaura: Eine “Überreizung”, die wie ein Waldbrand etwa über das RECHTE visuelle Zentrum läuft, erzeugt im LINKEN Gesichtsfeld eine gezackte, bunte, wunderschöne Aura – in BEIDEN Augen!

  3. @Holzherr 26.10. 23:45

    „Beherbergt ein gespaltenes Gehirn ein gespaltenes Bewusstsein oder ist das Bewusstsein vereint? Der derzeitige Konsens ist, dass die Evidenz nicht ausreicht, um diese Frage zu beantworten,…“

    Interessante Frage. Eventuell liegen die Grundstrukturen des Bewusstseins schon im Stammhirn. Oder die Grundstrukturen sind zusätzlich nicht ganz von dieser Welt und Bewusstsein ist sowieso im wesentlichen ein Geisteswesen.

  4. Ich find’s interessant, dass man seine Hirnstruktur vage spüren kann. Der Konflikt zwischen Gefühl und Verstand ist ja ein alter Hut, und die Widersprüche zum Beispiel zwischen Religion und Wissenschaft sind auch oft nicht sachlicher Natur, sondern beruhen auf der Art, wie die Informationen verarbeitet werden: „Ich muss Gott gehorchen, sonst bin ich des Todes und die Teufel zerren mich in die Hölle“ ist archaisch und hochemotional. „Ein Lebewesen muss sich der Umwelt anpassen, sonst wird es von den Raubtieren des Dschungels gefressen“ ist trocken und sachlich, auch wenn beides nur die gleiche Beobachtung mit unterschiedlicher Semantik beschreibt. Solche Wahrnehmungsunterschiede können offensichtlich so gewaltig aufgebauscht werden, dass wir den Kern der Sache nicht mehr erkennen – eine Art kollektive Links-Rechts-Schwäche, ein Konflikt zweier Hirnhälftenmeuten, vergesellschaftete Epilepsie. Und weil die Welt ein Fraktal ist, was liegt da näher, als aus gesellschaftlichen Vorgängen auf Hirnvorgänge zu schließen?

    Wir sehen bei Star Wars die rational-technologisch dekorierte Dunkle Seite und die emotionell-biologisch angepinselte Helle Seite, die Hirnhälften spielen aber so schnell Pingpong mit der Glühbirne, dass das biologisch-Helle teilweise Vernunft und das technologisch-Dunkle einige Gefühle symbolisieren kann. Die Selbstwahrnehmung des Gehirns ist nämlich etwas wirr: Ich kenne jemanden mit paranoidem Verfolgungswahn, der Dinge äußert, wie: „Ich muss mich ständig überwachen und kontrollieren, denn die Stimmen versuchen ständig, mich zu überwachen und zu kontrollieren“. Er ist selbst „die Stimmen“ und merkt es nicht, ein Teil guckt, ein Teil merkt, dass er angeguckt wird und beide Informationen werden auf merkwürdige Weise zusammengefügt: Paranoide haben wirklich einen Überwachungschip im Kopf, nur wurde der nicht von der CIA eingesetzt, sie sind selbst die CIA. Und wenn ihnen dem Wahn verfallene Psychiater die Realität ausreden wollen, kommen sie völlig durcheinander.

    Ich weiß nicht, wie Psychologen das nennen, ich nenne es das Höllentür-Phänomen: Du steckst zwischen zwei Höllentüren, hinter der einen ist ein Teufel, der dich nicht rauslässt, hinter der anderen ein Teufel, der einzudringen versucht. Doch in Wahrheit gibt es nur eine Tür, beide Teufel bist du selber. Das Hirn steckt voller Missverständnisse, Schuldzuweisungen ans eigene Spiegelbild, Schläge, die man heute austeilt und erst übermorgen spürt, wo man dann zurückschlägt, sodass man umso mehr Prügel bezieht, je mehr man sich wehrt.

    Das heißt, wir merken zwar die Hirnhälften-Unterteilung, aber auch Netzwerke, neurale Allianzen und Feindschaften, die sich blitzschnell neu bilden und trennen können, komplett mit Dienern zweier Herren und blitzschnellem Seitenwechsel, und diese Netzwerke sind dann anatomisch nicht mehr so leicht zu identifizieren. Jedes Neuron ein Farbtröpfchen, die Bilder verschmelzen und zerfließen, werden größer und kleiner, je nachdem, wo wie viel Strom durchfließt, doch die Karte der Kanalisation lässt sich trotzdem erahnen.

    Dass sich Neuronen auf Nebenstraßen vernetzen, wenn die Autobahn gesperrt ist, kann ich übrigens unterschreiben. Ich habe kaum ein normales Gedächtnis, aber Erinnerungen kommen oft als Metaphern, Bilder, kleine Geschichten, bei denen ich erst später merke, dass es Erinnerungen waren. Dass ich Gefühle wie jeder andere Mensch habe, habe ich gemerkt, indem ich Geschichten, die ich schrieb, genauso analysierte, wie die in Deutschunterricht in der Schule, mit einem Schuss Freud. Was man auf diese Weise über sich herausfindet, ist oft peinlich, was auch logisch ist – wäre es nicht peinlich, hätte man es ja nicht ins Unbewusste verdrängt, den Rotlichtbezirk des Gehirns. Wieder ein Hinweis darauf, dass wir mit unseren Gemeinschaften unsere Hirne spiegeln. Man sieht es auch in der Politik: China hat es sehr erfolgreich geschafft, sich mit Feinden zu umzingeln, und dieses Verhalten des Staates gibt das Verhalten des Durchschnitts-Beamten wieder, sowie eine Mentalität, die seit Jahrtausenden eingeübt wird und sich Kultur nennt: Man will mit brachialer Gewalt geliebt werden, durch diese Gewalt zieht man Hass auf sich, und den überlebt man nur mithilfe von Machtgier, Skrupellosigkeit, Brutalität, Intrigen, Verfolgungs- und Kontrollwahn, von ihren Fans auch Vernunft, Pragmatismus, Ordnung und Zielstrebigkeit genannt. Ist einfach ein riesiger Gulag, und die meisten Insassen sind ihre eigenen Wächter. Man entkommt, indem man sich einen Berg in den Hintern steckt und zwanzig Jahre an seiner dissoziativen Persönlichkeitsstörung werkelt, bis dem dominierenden kaiserlichen Hirnnetzwerk der Rest des Hirns und der Körper egal sein können, weil sie durch meditative Totalüberwachung gebrochen sind und nicht aufzumucken wagen. Im Grunde wahrt das ganze Land eine Totenmaske, das in Angst erstarrte Gesicht seines ersten Herrschers: Qin Shihuangdis Paranoia. Nicht Qin Shihuangdi selbst, der war nur der Wirt, nur ihr Sklave – indem sie sich das ganze Land zum Grabmal gemacht hat, hat sie Unsterblichkeit gefunden.

    Einfacher gesagt: Schauen Sie sich an, wie Ihre Wohnung eingerichtet ist, und Sie können schlussfolgern, wie Ihr Kopf eingerichtet ist. Alles, was wir Phantasien, Metaphern, Symbole nennen, hat eine klare Beziehung zu den elektrischen Schaltkreisen, der physischen Struktur des Gehirns. Und vieles von dem, was wir wissenschaftlich widerlegt zu haben glauben, haben wir einfach nur vom Emotionellen ins Rationale übersetzt. Wenn man die alte Semantik wählt, sind sie alle real, die Zeitgeister, Dämonen, Götter und Untoten. Heute nennt man sie einfach nur selbstorganisierende Systeme. Das Gehirn ist eines, die Gesellschaft ist eines, Galaxien sind eines. Überall Fraktal.

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