Vor 55 Jahren – Von halben Gehirnen und ganzen Personen

Forschung basiert oft auf großen Zahlen. Viele Würmer, Mäuse, Zellen oder Menschen werden untersucht; es wird gemessen, gezählt und gerechnet, bis Wissenschaftler schließlich zu dem Schluss kommen, das Ergebnis sei statistisch relevant. Aber manchmal bringt auch die Betrachtung eines einzelnen Individuums die Wissenschaft voran, weil Wissenschaftler einfach die richtige Frage stellen. Wie zum Beispiel vor 55 Jahren, als ein neuer Forschungszweig seinen Anfang nahm.

Es war ein sonniger Tag in Pasadena, irgendwann im Frühjahr 1962. Michael Gazzaniga war ein junger Doktorand von 21 Jahren im Labor von Roger Sperry und untersuchte Proband W.J.. W.J. hatte eine schwere Gehirnoperation hinter sich, bei der die Verbindung zwischen den beiden Hemisphären des Großhirns durchtrennt wurde, um zu verhindern, dass sich epileptische Anfälle von einer Hirnhälfte in die andere ausbreiten. Nun wollte Gazzaniga wissen, wie sich das auswirkt.

Das erste Experiment

Er präsentierte W.J. ein Bild, so dass dieser es nur mit dem rechten Auge wahrnehmen konnte. Da das Gehirn kreuzverschaltet ist, werden Informationen des rechten Auges in der linken Gehirnhälfte verarbeitet – die Hälfte, in der auch das Sprachzentrum sitzt. „Was haben Sie gesehen?“ fragt Gazzaniga. „Eine Kiste“, sagt der Proband. Soweit alles richtig und nicht weiter verwunderlich.

Nun kam das Schlüsselexperiment. Gazzaniga präsentiert dem linken Auge seines Probanden – der rechten Hirnhälfte – ein anderes Bild. Wieder die Frage: „Was haben Sie gesehen?“. „Nichts“, sagt W.J. Das war der Augenblick, in dem Gazzaniga realisierte, dass die beiden Gehirnhälften seines Probanden unabhängig voneinander arbeiten. Die linke Hirnhälfte, die sprechen konnte, wusste nichts von dem, was die rechte Hirnhälfte gesehen hatte. Und mit diesem Versuch begann eine ganze Reihe von Untersuchungen an sogenannten Split-Brain-Patienten – Menschen mit zwei unabhängig voneinander arbeitenden Gehirnhälften.

Das Ergebnis war überraschend und auch wieder nicht. Verschiedene Experimente mit Split-Brain-Tieren hatten gezeigt, dass die Hirnhälften nicht mehr kommunizieren. Aufgaben, die die Tiere mit einem Auge gelernt hatten, konnten sie mit dem anderen Auge nicht bewältigen. Aber auf Menschen, so dachte man, trifft das nicht zu. Experimente aus den 1940er Jahren deuteten darauf hin, dass sich Split-Brain-Patienten ganz normal verhalten.

Entweder wurden bei diesen frühen Patienten die Gehirnhälften nicht komplett voneinander getrennt, oder es wurden nicht die richtigen Tests mit ihnen durchgeführt. Denn im Alltag, wenn sie mit beiden Augen sehen, mit beiden Händen arbeiten können, zeigt sich das Phänomen der Spaltung nicht. Die beiden getrennten Hirnhälften arbeiten gut zusammen. Nur durch geschickt ausgeklügelte Tests ist es Sperry und seinen Schülern gelungen, beide Gehirnhälften getrennt voneinander anzusprechen, um so etwas über ihre Unterschiede zu lernen. Sie zeigten den Probanden Bilder in entweder dem rechten oder dem linken Teil des Gesichtsfeldes (wie oben), sie ließen sie mit der rechten oder linken Hand Gegenstände ertasten, auf Dinge zeigen, Objekte sortieren und dergleichen.

Dass das Gehirn nicht symmetrisch ist, wusste man schon: Das Sprachzentrum liegt bei den meisten Menschen links. Außerdem herrschte die Auffassung, dass die linke Seite generell dominiert, die rechte Seite dagegen intellektuell zurückgeblieben ist und kein Bewusstsein hat. Damit haben die Split-Brain-Versuche aufgeräumt. Denn wie sich zeigte, haben beide Seiten ihre Stärken. Die linke dominiert in Sprache, Logik und Analyse, die rechte Hemisphere in der räumlichen Auffassung und Kreativität. Jede Seite hat eben ihre individuelle Art des kognitiven Prozessierens.

Die Frage „Warum?“

Aber wie kommt es, dass sich Split-Brain-Patienten mit unterschiedlichen und unabhängigen Hirnhälften dennoch als Einheit empfinden? Als eine Person, mit einem ICH und einem Bewusstsein? Diesem Rätsel kam Gazzaniga Jahre später in Zusammenarbeit mit Joseph LeDoux auf die Spur – und wieder ging es darum, die richtige Frage zu stellen. In diesem Falle hieß die Frage: „Warum?“

Es war ein verschneiter Wintertag in einem Versuchs-Wohnwagen in Burlington, Vermont. Der Proband P.S. bekam zwei Bilder gezeigt. Eines wurde der linken, das andere der rechten Gehirnhälfte präsentiert. Mit der rechten oder linken Hand sollte er Abbildungen auswählen, die dazu passen. In einem Experiment bekam das rechte Auge einen Hühnerfuß gezeigt und die rechte Hand wählte ein Huhn. Das linke Auge bekam ein Schneebild gezeigt und die linke Hand wählte eine Schneeschaufel. Nun fragten die Wissenschaftler P.S., warum er diese Bilder gewählt hatte. Die linke Gehirnhälfte, die sprechen kann, hatte nie das Bild vom Schnee gesehen und sollte nun begründen, warum die linke Hand Schneeschaufel gewählt hatte. Der Proband war aber um keine Antwort verlegen: „Ganz einfach“, sagte er, „das Huhn passt zu dem Hühnerfuß und ich brauche die Schaufel, um den Hühnerstall auszumisten“.

Es gibt viele ähnliche Beispiele, die zeigen, wie Probanden sich eine plausible Geschichte zurechtlegen. Sie sind um keine Antwort verlegen, wenn sie erklären sollen, warum sie plötzlich lachen, gerade aufgestanden sind oder gar bestimme Gefühle haben, von denen sie nicht wissen, dass von Bildern herrühren, die die rechte Hirnhälfte gesehen hat.

„Es hat 25 Jahre gedauert, die richtige Frage zu stellen und indem wir es taten kam die vielleicht wichtigste Erkenntnis der ganzen Split-Brain-Forschung ans Licht“, schrieb Gazzaniga HIER.

Das Gehirn ist modular aufgebaut und überall gibt es Schaltkreise, die Informationen verarbeiten oder Handlungen steuern. Das meiste ist uns nicht bewusst, wir denken beim Tippen nicht an die Bewegung jedes Fingers, beim Lesen nicht an die Augenbewegung.  „Einer dieser scheinbar unendlichen Module erzeugt Geschichten, die erklären, warum wir die Dinge tun, die wir tun, die Dinge fühlen, die wir fühlen“, schreibt Gazzaniga. „[…] die Evolution hat ein Modul erfunden, das es so erscheinen lässt, als käme alles aus einem ‚Selbst‘“. Gazzaniga nennt dieses Modul den „interpreter“ – den Interpreten – und vermutet in ihm auch die Quelle falscher Erinnerungen.

Der Schaltkreis wurde, soviel ich weiß, bisher noch nicht gefunden und so ist der „interpreter“ wohl noch selbst eine Interpretation. Aber die Experimente führen uns vor Augen, wie sehr wir fabulieren, wie kreativ wir Geschichten erfinden, wenn etwas nicht zusammenpasst. Sie sagen viel über uns aus. Und diese Erkenntnis haben wir der Frage „Warum“ zu verdanken – adressiert an den richtigen Probanden im richtigen Kontext.

Weitere Informationen:
Roger Sperrys Vortrag zur Verleihung des Nobelpreises (HIER)
Verschiedene Artikel von Michael Gazzaniga (HIER, HIER, HIER und HIER)

 

 

Veröffentlicht von

Erst wollte ich Biologin werden – ich habe studiert, promoviert und als Postdoc geforscht. Nun bin ich Wissenschaftsjournalistin und darf jetzt das, was einst mein Leben war, von außen betrachten. Ich schreibe über Lebenswissenschaften, Molekularbiologie und Neurowissenschaften für die Fach- und für die Publikumspresse. Die Zusammenhänge zwischen Wissenschaft und Gesellschaft faszinieren mich schon immer – ihnen widme ich diesen Blog.

18 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Die pathologische Form des Interpretierens nennt man Konfabulieren. Dabei werden Gedächtnislücken mit mehr oder wenig plausiblen gerade im Augenblick generierten Geschichten ausgefüllt.
    Traumerinnerungen werden wohl ebenfalls in vielen Fällen Geschichten sein, die zwar durch das Traumerlebnis angeregt wurden, jedoch nicht unbedingt dem entsprechen, was im Traum passierte.

    Und ja, fast alles was wir tun, tun wir „automatisch“ sonst könnten wir es gar nicht tun, denn das bewusste Abarbeiten eines Skripts oder Manuals ist für fast alles was wir tun zu langsam.
    Das Problem, dass es für intelligente Leistungen keine Erklärung gibt, zeigt sich neuerdings auch beim Deep Learning. Deep Learning-Systeme können heute komplexe Leistungen vollbringen wie etwa eine Krebsdiagnose aufgrund radiologischer Bilder stellen . Doch erklären können die heutigen Deep Learning Systeme nicht, wie sie zu ihrem Ergebnis kommen. Es gibt aber bereits erste Ansätze, die uns mitteilen, worauf ein Deep Learning-System seine Aufmerksamkeit gerichtet hat. Irgendwann werden Deep Learning-Systeme dann wohl sogar schriftlich oder über Lautsprecher Auskunft geben über die Art wie sie zu einem Urteil kommen – ob es allerdings die Wahrheit ist, könnte ebenso im Ungewissen bleiben wie bei Auskünften von Menschen über ihre inneren Denkleistungen. Man darf sich nicht täuschen lassen: Wenn ein guter Schachspieler scheinbar genau angeben kann warum er einen Zug gemacht hat, so ist seine Erklärung wohl bloss eine Teilerklärung. In Wirklichkeit gibt es auch Gründe, die er nicht benennen kann. Sprache ist anders als viele Geisteswissenschaftler meinen, nicht das Medium in dem alles Wichtige geschieht, sondern nur das Medium mit dem wir uns anderen mitteilen.

  2. mich irritiert schon sehr, dass von einer wissenschaftlich gebildeten Person die falsche Unterscheidung „rechtes Auge => linkes Gehirn | linkes Auge => rechtes Gehirn“ getroffen wird!
    Da doch eigentlich bekannt sein sollte, dass es auf das jeweilige Gesichtsfeld beider Augen ankommt, von dem die Informationen je in die gegenüberliegende Hemisphäre gelangen.
    Daher würde der Patient sowohl mit dem rechten als auch mit dem linken Auge gesehenes verbal beschreiben können.
    Derartige Vereinfachungen münden dann jedoch in dem populär-pseudo-psychologischen Unsinn von den rechtsdominanten „Künstlern“ und den linksdominanten „Logikern“.

    • Ok, das war in der Tat etwas zu verkürzt. Besser wäre gewesen, zu schreiben, dass der Proband einen Punkt direkt vor ihm fixiert und dann ein Bild für kurze Zeit in die rechte oder linke Hälfte seines Gesichtsfeldes eingeblendet wird. Das sei dann hiermit richtig gestellt. Es ändert aber nichts an der Grundaussage, dass dem Probanden Bilder so gezeigt wurden, dass sie nur von einer Gehirnhälfte verarbeitet wurden. Eine gute Abbildung dazu findet man zum Beispiel hier: https://www.dasgehirn.info/entdecken/Kopf_und_Inhalt/roger-sperry-und-die-geteilten-gehirne-2738

      Sicher richtig ist auch der Hinweis, dass es viel Unsinn zum Thema rechtsdominante und linksdominante Menschen gibt. Schon in seinem Vortrag bei der Nobelpreisverleihung 1981 warnt Roger Sperry vor Spekulationen und mahnt zur Vorsicht. “The left-right dichotomy in cognitive mode is an idea with which it is very easy to run wild”, sagte er (siehe http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1981/sperry-lecture_en.html). Die Vorstellung, dass im Alltag jeweils eine Gehirnhälfte „dominiert“, lässt sich aus den hier beschriebenen Experimenten sicher nicht ableiten.

      • Aber es weisst eben darauf hin, dass die beiden Hemisphären gewisse Eigenschaften hervorbringen, die nicht ausschliessen, was sie mit einem Zitat von 1981 entkäften wollen. Das Zitat aus dieser Zeit kann man als für die damalige Zeit gültig erklären. Aber für heute immernoch?
        Das macht man, wenn man selbst von den Implikationen von dieser These unangenehm betroffen ist und sich dann sein Gewissen um die Problematik zu erleichtern.
        Wissenschaftler dürften das normal mit so einfachen erklärungen nicht tun (die These Ablehnen, die da besagt, dass man Hemisphärengesteuert sein kann).

      • Volltext zum Reinschnuppern hier:
        http://www.rifters.com/real/shorts.htm

        Aus „Notes und Reference“ am Ende (Literaturangaben von mir wg. Lesbarkeit rausgenommen):
        „Most of the psychoses, syndromes, and hallucinations described herein are real, and are described in detail by Metzinger, Wegner, and/or Saks … Others (e.g. Grey Syndrome) have not yet made their way into the DSM23—truth be told, I invented a couple— but are nonetheless based on actual experimental evidence.“
        „…Metzinger takes the bull by the balls. His ‚World-zero‘ hypothesis not only explains the subjective sense of self, but also why such an illusory first-person narrator would be an emergent property of certain cognitive systems in the first place. I have no idea whether he’s right— the man’s way beyond me— but at least he addressed the real question that keeps us staring at the ceiling at three a.m., long after the last roach is spent. Many of the syndromes and maladies dropped into Blindsight I first encountered in Metzinger’s book. Any uncited claims or statements in this subsection probably hail from that source.
        If they don’t, then maybe they hail from Wegner’s The Illusion of Conscious Will instead. …“

        Na, neugierig geworden? 🙂 Aber Cave! Watts‘ Welten sind nicht jedermanns Sache („When­ever I find my will to live be­com­ing too strong, I read Peter Watts.“ —James Nicoll)

  3. Ich bin ja heute der Meinung, dass damalige Piraten ihre Augenklappen nicht (immer) wegen eines fehlenden Augapfels aufsetzten, sondern eben wegen solchen Beeinflussungen, die ausgeschlossen werden sollten.

    • Nee. Die hatten schwere Schäden im Auge weil sie mit diesem ungefiltert (!) durch einen Sextanten die Sonne angepeilt haben. Und das galt nicht nur für Piraten, das war eine auch zivil vorkommend Berufskrankheit. Unser Piraten-Image beruth fast nur auf frühen Hollywood-Imaginationen.

      • Die Strategie „wisse, wer dein mächtiger Feind ist und mache dann das jeweilige Auge blind (um auf spiritueller Ebene nicht geortet werden zu können)“ ist bei Kenntnis um die Gehirnfunktionen aber auch nicht falsch.

        Ich kenne mich in der Psychiatrie aus. Und ich habe dort unerklärlich viele Menschen kennen gelernt, deren rechts Auge Probleme machte (blinder Fleck im Zentrum des Sehbildes). Augenärzte nennen sowas meist irgendwie „…Volantes“ oder so ähnlich. Es sei veränderte/verklumpte Augenflüssigkeit. Blödsinn, denn seltsamerweise zentriert sich der blinde Fleck bei allen im Zentrum des Sehbildes.
        Ich (nicht nu rals Pirat) würde mir also das rechte Auge zumachen, wenn ich den blindenFleck mit Konzentration nicht wieder weg bekomme. Ansonsten das linke Auge. Und es kommt auch noch darauf an, was ich sozusagen (durch Gott) „unbeobachtet“ machen will. Will ich im Sinne Gottes handeln, dann nehm ich das entsprechende Auge – wenn ich gegen Gott handeln will, mehm ich das andere.

        Ich verstehe zwar dein Argument (Sonnenblind durch Positionsbestimmung). Nur ist mir unklar, warum man ein durch Sonneneinstrahlung erblindetes Auge mit einer Klappe schützen muß. Nur, weil es etwa „hässlich“ aussieht? Oder warum?

        • Es ist hauptsächlich ein Klischee (wie auch der Papagei auf der Schulter). http://www.zeit.de/2016/27/klischees-piraten-augenklappe-stimmts — Google oder Wikipedia hätten Dich da auch hingeführt.

          Warum abdecken? Vielleicht weil ein unbenutztes Auge schielt und man fand das sähe doof aus, aber die Augenklappe cool? Frag einen Augenarzt, der könnte sowas vielleicht wissen.

          Meine Vermutung: nicht sehen => kein Schließreflex wenn etwas (Gischt, Tauende, Weißdergeierwas) aus einer Richtung aufs Auge zukommt die vom anderen Auge nicht mehr erfaßt wird => Aua. Das wäre für mich schon Grund genug.

          • Das es ein Klischee ist, macht es nicht unrealistischer – im Gegenteil. Klischees haben auch ihre Ursache. Vielleicht eben hats nur den einen Piraten gegeben, der das gemacht hat. Aber warum der das machte, steht erfahrungsgemäß nicht in einer Tageszeitung.

          • Also so lange sie den Klischees als solche aufsitzen, muß man vielleicht annehmen, dass sie ebenso eine Art „autonomer Agent“ seien.

            Haben sie Blindsight gelesen?

            Was meinen sie, was mit „autonomer Agent“ gemeint ist?
            Kommt ihnen diese Begriffszusammenstellung nicht absurd vor? Kann ein Agent autonom sein?

            Kennen sie die Grundlagen unseres Bewusstseins/Gehirnfunktion?

            Würden sie, dann würden sie das Piratenklischee nicht mehr so eindeutig vorziehen.

  4. Die Rechtfertigung für Entscheidungen, die wir treffen, sind von mir schon längst als „kognitiver Nachvollzug“ entlarvt worden.

    Wer kennt die Situationen nicht, in denen wir uns im Resumé zu einer anderen Entscheidung durchdenken, wie wir sie im Eifer des Gefechtes getroffen haben?
    Uns bleibt dann nur noch der Plan, beim nächsten Mal werden wir es anders machen (wenn wir können…)

    Im Sinne der Implikationen des oben geschriebenen wird mir auch klar, was da „getrennt“ wurde, als ich damals im Frühjahr 2014 aufgrund des aufkommenden Queerfront-Vorwurfs sagte: „teile und Herrsche“…und das es gar nicht gut sei, das sich da was trennte (aber wohl nicht aufzuhalten sei).
    Gut, es trennte sich die Rechte von der Linken. Aber wie das mit dem Bewusstsein zusammenhängen muß, war mir unklar. Nun nicht mehr so.

  5. Viele Laien-Fragen:
    Jede Gehirnhälfte ist vorwiegend mit der ihr gegenüber liegenden Körperhälfte verbunden.
    Warum ist das so?
    Erklärt sich das aus der Embryonalentwicklung?
    Erklärt sich das aus der stammesgeschichtlichen Entwicklung?
    Erklärt sich das aus dem umgekehrten Bild auf der Netzhaut?
    Hat das evolutionäre Vorteile?
    Wie ist das bei den anderen Säugetieren, oder den anderen Wirbeltieren, wie zum Beispiel den Reptilien oder den Fischen?
    Scherz:
    Das umgekehrte Bild auf der Netzhaut beweist eindeutig, dass sich in Wirklichkeit die Erdoberfläche über uns befindet, und dass wir mit dem Kopf nach unten daran hängen.
    Dass ausserdem noch links und rechts vertauscht sind, ist im Vergleich dazu weniger schlimm.

    • Soviel ich weiß hat die Wissenschaft diese „Laienfragen“ auch noch nicht beantwortet. Ja, es hat irgendeinen stammesgeschichtlichen Grund, denn es ist bei allen Wirbeltieren so. Es gibt auch Spekulationen, dass es tatsächlich etwas mit der Spiegelung auf der Netzhaut zu tun hat. Aber eine abschließende Antwort fehlt wohl noch.

  6. Bednarik,
    ….Seitenvertauschung,
    wenn ich mich richtig erinnere gibt es bei den Schnecken auch sich kreuzende Nervenbahnen.
    Da hat die Evolution in der Zwischenzeit einen anderen Weg eingeschlagen.

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