GERHARD ROTH INSTITUT FÜR HIRNFORSCHUNG UNIVERSITÄT BREMEN DER MENSCH ALS INFORMATIONSWESEN

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1 GERHARD ROTH INSTITUT FÜR HIRNFORSCHUNG UNIVERSITÄT BREMEN DER MENSCH ALS INFORMATIONSWESEN G. Roth, 2007

2 AMBIVALENZ DES INFORMATIONSBEGRIFFS Information als Signal bzw. Zeichen (Nachrichtentechnik) Information als Bedeutung (Semantik)

3 Zwei scheinbar sich widersprechende Aussagen über das Gehirn Gehirne sind offene Systeme. Zum Zweck der Verhaltenssteuerung interagieren sie mit ihrer Umwelt. Sie nehmen über die Sinnesorgane Informationen aus der Umwelt auf, verarbeiten und speichern sie und geben sie in Handlungen und kommunikativen Akten wieder ab. Gehirne sind semantisch geschlossene Systeme. Sie nehmen zwar Reize, aber keine Bedeutungen auf und geben keine Bedeutungen ab; vielmehr erzeugen sie intern Bedeutungen. Gehirne interagieren überwiegend mit sich selbst. Wie passt dies zusammen? Was mache ich eigentlich, wenn ich jetzt zu Ihnen rede?

4 KOGNITIONSPSYCHOLOGISCHES MODELL DER INFORMATIONSVERARBEITUNG INFORMATIONS- AUFNAHME BEWUSSTES PROBLEMLÖSEN - DENKEN - VORSTELLEN - ERINNERN - PLANEN INFORMATIONS- ABGABE ABRUF ABSPEICHERN WISSENSSPEICHER

5 NEUROBIOLOGISCH- KONSTUKTIVISTISCHES MODELL DER BEDEUTUNGSERZEUGUNG BEDEUTUNGSZUWEISUNG MOTOR- REIZ- AUFNAHME DUKTION BEWUSSTSEIN UNBEWUSSTES REIZ- TRANS- CODES VERHALTEN

6 KANIZSA-TÄUSCHUNG

7 KUH IN NORDDEUTSCHER LANDSCHAFT

8 DIE NEUTRALITÄT DES NEURONALEN CODES BEI DER REIZ- TRANSDUKTION

9 Aktivitätszustände der Wahrnehmungssysteme (gleichgültig ob von Bewusstsein begleitet oder nicht) haben von ihrer Beschaffenheit her nichts mit den physiko-chemischen Ereignissen der Welt zu tun. Nur physikalische und chemische Elementarereignisse können Sinnesrezeptoren reizen. Im Prozess der Reiz-Transduktion verlieren die Umweltereignisse ihre Komplexität und Spezifität; sie werden in neuroelektrische oder neurochemische Elementarereignisse umgewandelt. Das Gehirn kann also grundsätzlich nicht die Welt abbilden (unabhängig davon, ob dies sinnvoll wäre oder nicht)

10 Seitenansicht des menschlichen Gehirns (nach Nieuwenhuys et al. 1991) Geist und Bewusstsein sind unabtrennbar an Aktivitäten der Großhirnrinde (Cortex cerebri) gebunden. Der Cortex enthält ca. 15 Milliarden Neurone und 500 Billionen Synapsen.

11 Zellulärer Aufbau der Großhirnrinde (Cortex) Zeichnung von S. Ramón y Cajal (nach Spektrum der Wissenschaft)

12 CORTICALE SYNAPTISCHE KONTAKTE (nach Spektrum der Wissenschaft, verändert)

13 PRÄSYNAPSE ERREGUNGS- ÜBERTRAGUNG AN EINER CHEMISCHEN SYNAPSE POSTSYNAPSE

14 DIE HÖRBAHN DES MENSCHEN BEDEUTUNG SCHALLDRUCKWELLEN

15 Komplexe Funktionen der Großhirnrinde BEWEGUNGS- VORSTELLUNGEN ANALYSE PLANUNG ENTSCHEIDUNG BEWEGUNGSKONTROLLE KÖRPER RAUM SYMBOLE SPRACHE (Broca) BEWERTUNG ETHIK, MORAL AUTOBIOGRAPHIE OBJEKTE GESICHTER SZENEN SPRACHE (Wernicke)

16 Konstruktion von Bedeutung im Gehirn am Beispiel des Sprachverstehens 1. Innenohr: Umwandlung von Schalldruckwellen in Nervenimpulse. 2. Hirnstamm: Konstruktion von Tonhöhe, Ort, Lautstärke, Klangfarbe. 3. Primäre Hörrinde: Unterscheidung zwischen sprachlichen und nichtsprachlichen Lauten. Zuweisung sprachlicher Laute zu den Sprachzentren in der linken und rechten Hirnrinde. 4. Linker Schläfenlappen, Wernicke-Areal: Konstruktion einfacher Wort- und Satzbedeutungen (bis Drei-Wort-Sätze). 5. Linker Stirnlappen, Broca-Areal: Analyse grammatikalischer und syntaktischer Merkmale. Konstruktion komplexer Satzbedeutungen. 6. Rechter Schläfenlappen: Analyse affektiv-emotionaler Komponenten der Sprache, der Mimik und Gestik.

17 WAS IST VERSTEHEN? Verstehen ist der Prozess des neuen Zusammenfügens von bedeutungshaften Inhalten, die im deklarativen (bewusstseinsfähigen) Gedächtnis des Zuhörers bereits vorhanden sind. Dieses Zusammenfügen geschieht in der Regel unbewusst und nach rein internen, individuellen Kriterien im Rahmen bewusster und insbesondere unbewusster emotionaler Erfahrungen. Hierbei spielt das limbische System die entscheidende Rolle

18 Hypothalamus (nach Spektrum der Wissenschaft, verändert) Limbisches System

19 Hippocampus: Organisator des deklarativen, bewusstseinsfähigen Gedächtnisses Hippocampus

20 Verbindungen zwischen Cortex und Hippocampus und umgebender Rinde Ereignis- und Kontextgedächtnis Faktengedächtnis

21 Zentrum für emotionale Konditionierung Amygdala (Mandelkern)

22 EREIGNIS (Thalamus) KONTEXT (Hippocampus) ANGENEHME/ UNANGENEHME EMPFINDUNG (limb. System)

23 Mesolimbisches System: Reaktion auf neuartige, überraschende Reize Antrieb (Motivation) durch Versprechen von Belohnung (Dopamin) Belohnungssystem (hirneigene Opiate) Nucleus accumbens Ventrales Tegmentales Areal

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25 Neuromodulatorische Systeme Noradrenerges System/Noradrenalin/Locus coeruleus: Aktivierung, Erregung, unspezifische Aufmerksamkeit Serotonerges System/Serotonin/Raphe-Kerne: Dämpfung, Beruhigung, Wohlbefinden Dopaminerges System/Dopamin/VTA und Nucleus accumbens: Antreibend, belohnungs-versprechend, Neugierde Cholinerges System/Acetylcholin/basales Vorderhirn: Gezielte Aufmerksamkeit, Gedächtnis-steuerung

26 Konvergenz sensorischer und neuro-modulatorischer Eingänge auf corticalen Pyramidenzellen NEU? WO? WAS? Sensorischer Input Gedächtnissystem (Hippocampus, bas. VH) WICHTIG? Neuromodulation Bewertungssystem (Limbisches System)

27 SEHBAHN Netzhaut Optischer Nerv Sehnervkreuzung Optischer Trakt Lateraler Kniehöcker Sehstrahlung Primärer visueller Cortex

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29 Seitenansicht des menschlichen Gehirns (nach Nieuwenhuys et al. 1991)

30 CORTICALE AKTIVITÄT BEI VISUELLER AUFMERKSAMKEIT Funktionelle Kernspintomographie Aufnahme von H.J Heinze, S.A. Hillyard and H. Scheich

31 ORT RAUM KARTEN SYMBOLE KOMPLEXE BEWEGUNGSMUSTER CORTEX OBJEKTE SZENEN BEDEUTUNG GEDÄCHTNIS FARBE GESTALT ORIENTIERUNG KONTRAST BEWEGUNGS- RICHTUNG DISPARITÄT RETINA VISUELLES SYSTEM DER PRIMATEN THALAMUS

32 Visuelle Informationen werden zuerst unbewusst im primären visuellen Cortex nach ihren Details vorsortiert. Diese Informationen werden zu assoziativen visuellen Arealen weitergeleitet. Dort werden sie unter Zuhilfenahme von Gedächtnisinhalten interpretiert. Diese Interpretation wird zum primären visuellen Cortex zurückgeleitet. Hierdurch werden die Wahrnehmungsdetails sinnhaft gruppiert. Dadurch ergibt sich eine sowohl sinnhafte als auch detailreiche Wahrnehmung.

33 Gesichtererkennung und Einschätzung der Vertrauenswürdigkeit (i.w. rechtshemisphärisch): FG: Fusiformer Gyrus STS: Superiorer temporaler Gyrus AM: Amygdala, links explizit INS: Insulärer Cortex (R. Adolphs, TICS 3, Dezember 1999)

34 Der Kommunikationserfolg hängt von folgenden Faktoren ab: Emotionale Tönung der Stimme (Prosodie) Blick, Mimik, Gestik und Körperhaltung, die die sprachliche Äußerung begleiten Sachlicher und emotionaler Kontext, in dem die Kommunikation stattfindet Vorgeschichte der kommunikativen Situation Emotionale Erwartung der Kommunikationspartner an die Kommunikation

35 Wahrnehmungsprozesse setzen sich zusammen aus genetisch vorgegebenen, frühkindlich verfestigten ( geprägten ) und durch spätere Erfahrung erworbene Muster der Verarbeitung und Konstruktion von Inhalten. Diese werden verhaltenswirksam durch die Verbindung mit affektiven, emotionalen und motivationalen Zuständen. Diese Verbindung geschieht wiederum auf eine genetisch vorgegebene, frühkindlich geprägte oder erlernte Weise. Wahrnehmung ist also weder Abbild noch interne Symbolbildung, sondern ein konstruktiver Prozess, in dem Vorerfahrung, Vorwissen und Vor-Urteile die entscheidende Rolle spielen.

36 SCHLUSSFOLGERUNG I Menschen unterscheiden sich in ihren Denk-, Vorstellungs- und Gefühlsweisen viel stärker voneinander, als der Gebrauch einer gemeinsamen Sprache uns glauben macht. Diese Unterschiede ergeben sich aus Unterschieden im Erbgut (Temperament, Talente), in der kindlichen Erfahrung, der familiären und familiennahen Situation und der schulischen und nichtschulischen Erziehung. Menschen verstehen sich nur in dem Maße, in dem diese Gegebenheiten ähnlich sind. Verstehen ist eine wechselseitige Konstruktion von Bedeutungszuständen.

37 SCHLUSSFOLGERUNG II Richtig ist: Wissen existiert in der Tat nur in den Köpfen von Menschen; Wissen kann nicht übertragen werden. Wissen und Erkenntnis entstehen in der Tat im wesentlichen aufgrund eigener Erfahrung Wir können nur plausibles, aber kein objektives Wissen erlangen. Es gilt aber auch: Das Gehirn muss die Umwelt adäquat erkennen, d.h. so, dass überlebenssicherndes Verhalten erzeugt werden kann. Das denkende Subjekt konstruiert nichts; es ist selbst ein Konstrukt Der Konstrukteur ist Teil der bewusstseins-unabhängigen Welt und uns damit nicht zugänglich.

38 KUH IN NORDDEUTSCHER LANDSCHAFT