Zweigeteiltes Bewusstsein?

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1 Zweigeteiltes Bewusstsein? Autor: Adnan Sattar In Kürze: Zweiteiliges Bewusstsein? (C4) Neglectpatienten scheinen unter dem einseitigen Ausfall ihres Bewusstseins zu leiden. Besteht unser Bewusstsein demzufolge aus zwei Teilen? Experimente mit dem Spiegel unterstützen diese These Bei dem so genannten Hemineglect oder einfach Neglect ist der Patient nicht in der Lage, die Hälfte seiner Umgebung und seines eigenen Körpers wahrzunehmen. Meistens ist es die linke Seite, die betroffen ist, was durch einseitige Schädigung im Gehirn vor allem im rechten Parietallappen hervorgerufen wird. Würde man Patienten mit linksseitigen Neglect auffordern, mit einem Strich eine waagerechte Linie zu halbieren, so würden sie den Strich weit auf die rechte Seite setzen, weil sie nur die rechte Seite sehen, die sie wiederum halbieren. Auch wenn sie eine Uhr zeichnen sollen, dann quetschen sie die Zahlen auf die rechte Seite, oder wenn sie etwas malen sollten, dann malen sie nur die rechte Hälfte des Gegenstandes unabhängig davon, ob sie aus einer Vorlage oder aus dem Kopf zeichnen sollen. Dieses Phänomen bleibt auch dann bestehen, wenn sie die Augen schließen und sich die Welt in ihrer Phantasie vorstellen. Ein italienischer Neglectpatient wurde gebeten, sich vorzustellen, er käme von der Nordseite her auf die Piazza del Duomo (ein bekannter Platz in Mailand). Er sollte beschreiben, was er in seiner Vorstellung sieht. Dem Patienten war der Platz vor seinem Schlaganfall sehr vertraut. Er beschrieb nach und nach alle Gebäude auf der Westseite, das ist die Seite, die in seiner Vorstellung auf seinem rechten Gesichtsfeld lag. Er erwähnte gar kein Gebäude der Ostseite. Man bat ihn dann in der Vorstellung den Platz von Süden her zu betreten und zu schildern, was er sieht. Diesmal hat er die Bauten der Ostseite beschrieben aber gar keines der Westseite. Diese und viele andere erstaunliche Geschichten berichten von der halbierten Welt der Neglectpatienten. Der Name dieses Syndroms»neglect«(Deutsch: Vernachlässigen) kommt daher, weil diese Patienten sich weigern bzw. unfähig sind, zu ihrer betroffenen Seite zu blicken, so dass sie z.b. nur eine Seite ihres Gesichts rasieren bzw. schminken und die andere Seite ignorieren bzw. vernachlässigen. Diese fehlende Aufmerksamkeit für die vernachlässigte Seite, veranlasste die Wissenschaftler, zahlreiche Forschungsarbeiten durchzuführen, die unter anderem die Korrelation zwischen Aufmerksamkeit und Gehirnaktivitäten in den Parietallappen zum Inhalt hatten. Diese Korrelation kann möglicherweise erklären, warum linksseitiger Neglect häufiger vorkommt als rechtsseitiger Neglect, aber sie konnte bis jetzt den eigentlichen Kern des Problems nicht erfassen. Besonders die Geschichte des italienischen Neglectpatienten zeigt, dass nicht nur sensorische Vorgänge aus der Außenwelt vernachlässigt werden, sondern auch sensorische Reize aus dem Gedächtnis einseitig blockiert sind. Dieses Phänomen hat nichts mit den Augen dieser Patienten zu tun, denn sie sind völlig gesund und der Sehnerv und der visuelle Cortex sind intakt. Trotzdem erzeugen die beiden Augen allem Anschein nach nur eine halbierte Welt. Als ich zum ersten Mal von diesem Syndrom erfahren habe, war mein erster Gedanke, ob es wohl möglich ist, dass diese Patienten die Hälfte ihres Bewusstseins eingebüßt haben. Das ist eine sehr logische Vermutung, die aber erst nachgewiesen werden musste. 1

2 Aber wie könnte man diese Vermutung beweisen? Da die Neglectpatienten die Hälfte ihres Bewusstseins möglicherweise verloren haben, müsste das normale Bewusstsein folgerichtig aus zwei Hälften bestehen, wenn unter Umständen eine Hälfte verloren gehen kann. Aber unser phänomenales Bewusstsein, also das, was wir als Repräsentation der Außenwelt erleben, scheint so zusammenhängend und stetig, wie aus einem Guss. Wir haben in diesem Film auch keinen Riss in der Mitte oder eine Nahtstelle, die auf zwei Teile deuten könnte. Ich entsann mich dann an den so genannten Cheshire-cat Effekt (genannt nach der Grinse-Katze aus Alice im Wunderland ). Bei diesem Versuch kann ein Betrachter durch seine Handbewegung das Bild von einer betrachteten Person im Spiegel teilweise oder ganz zum Verschwinden bringt. Durch eine geeignete Versuchsanordnung konnte ich mit diesem Effekt experimentell zeigen, dass die beiden Hemisphären doch getrennt voneinander, jeweils ein (halbes) phänomenales Bewusstsein repräsentieren, was uns auf der mentalen Ebene als eine Einheit erscheint. Diese Behauptung mag vielleicht sehr unvorstellbar sein, aber sie wurde tatsächlich schon von dem großen britischen Hirnforscher und Nobelpreisträger Charles Scott Sherrington ( ) in seinem 1940 erschienenen Buch Körper und Geist in Erwägung gezogen. Die Versuchsanordnung ist sehr einfach und kann von jedem durchgeführt werden. Bevor wir jedoch damit beginnen, müssen wir uns einige Hintergrundinformationen über die Wahrnehmung und die Verarbeitung von visuellen Reizen im Gehirn aneignen: Allgemein wissen wir, dass die Steuerung jeder Körperhälfte durch die gegenüberliegende Gehirnhälfte erfolgt, und da wir auf jeder Körperhälfte ein Auge besitzen, denkt man intuitiv, dass das, was jedes Auge sieht, in die andere Gehirnhälfte projizieret würde; also der Inhalt des rechten Auges würde in die linke Gehirnhälfte und der des linken Auges in die rechte Gehirnhälfte projiziert. Aber die visuellen Signale werden nicht in dieser Art und Weise im Gehirn verarbeitet. Wenn wir z.b. eine Landschaft betrachten, dann wird jeder Punkt in der Szene genau nach seiner momentanen Lage in unserem Gesichtsfeld so abgebildet, dass er von der für seine Lage zuständigen Gehirnhälfte verarbeitet wird. Liegt der Punkt in der rechten Gesichtshälfte, so wird er von der linken Hemisphäre verarbeitet und umgekehrt ebenso. Das Gesichtsfeld und die visuelle Verarbeitung Wenn Sie den Kopf ruhig und gerade halten und dabei geradeaus ohne Augenbewegung blicken, dann ist der Bereich, den Sie visuell wahrnehmen können, Ihr Gesichtsfeld. Gewöhnlich umfasst dieser Bereich auf der horizontalen Achse einen Sehwinkel von ca. 180, wenn man mit beiden Augen blickt, mit nur einem Auge erstreckt sich das Gesichtsfeld auf der vertikalen Achse ca. 60 nach oben und rund 70 nach unten. Horizontal umfasst es bis 90 nach außen und bis 60 nach innen. Dieses Gesichtsfeld wird, im wahrsten Sinne des Wortes, in jedem Augenblick durch eine gedachte vertikale Linie, die genau durch den mit unserem Blick fixierten Punkt geht, in zwei Hälften rechte und linke - getrennt. Diese beiden Gesichtshälften werden auch bei deren Abbildung auf der Netzhaut sauber auseinander gehalten, so dass die linke Gesichtsfeldhälfte auf die innere Seite der Netzhaut des linken Auges und auf die äußere Retinahälfte des rechten Auges projiziert wird. Das rechte Gesichtsfeld wird auf der inneren Retinahälfte des rechten Auges und auf der äußeren Hälfte des linken Auges abgebildet. Ein großer Teil des Gesichtfelds wird durch beide Augen abgebildet und daher als binokularer Teil des Gesichtsfeldes bezeichnet. 2

3 Die Sehnerven beider Augen treffen sich an der Sehnervenkreuzung. Die Fasern der inneren Retinahälfte verlaufen jeweils in die gegenüberliegenden Seiten des Gehirns. Die Nervenfasern der äußeren Retinahälften kreuzen nicht. Aus dieser selektiven Trennung entsteht der linke und die rechte optische Nervenbahn. Die rechte optische Nervenbahn übermittelt somit Informationen der linken Gesichtsfeldhälfte. Entsprechend übermittelt die linke optische Nervenbahn Informationen der rechten Gesichtsfeldhälfte. Nach der Trennung an der Sehnervenkreuzung projiziert die rechte optische Nervenbahn zu einem Kern im rechten Thalamus (CGL). Die linke optische Nervenbahn projiziert entsprechend umgekehrt. Anschließend werden die Reize vom CGL in den primären visuellen Cortex projiziert. Dabei wird jede Gesichtsfeldhälfte im visuellen Cortex der entgegengesetzten Gehirnhälfte abgebildet. Also wird das, was rechts vom fixierten Punkt lag, von der linken Gehirnhälfte und links davon von der rechten Gehirnhälfte verarbeitet. (Kandel, & Mason, S. 432 ff. Wahrnehmung von Form und Bewegung in: Neurowissenschaften 1996). Skizze 1 Diese Trennung nach rechter und linker Gesichtshälfte kann man durch Beobachtungen an Split-Brain-Patienten bestätigen. Bei diesen Patienten ist der Balken, der die beiden Gehirnhälften verbindet, durchgetrennt, und dadurch kann zwischen den beiden Hemisphären kein Informationsaustausch mehr stattfinden. Beim Testen von Split-Brain-Patienten macht man sich die Tatsache zunutze, dass die Sprachzentren gewöhnlich in der linken Hemisphäre liegen. Wenn einem normalen Menschen ein Reiz auf der linken Seite des Gesichtsfelds sehr kurz gezeigt wird, so wird dieser Reiz zwar in der rechten Gehirnhälfte, die gewöhnlich stumm ist, verarbeitet, aber man ist trotzdem in der Lage, diesen Reiz zu benennen, weil die Informationen zwischen den beiden Gehirnhälften über den Balken ausgetauscht werden. Würde dieser Reiz jedoch einem Split-Brain-Patienten auf der linken Seite seines Gesichtsfelds für sehr kurze Zeit dargeboten, so wäre er nicht in der Lage, den Reiz zu benennen, obwohl dieser Reiz auf sein Verhalten anderweitig wirken könnte, was unterstreicht, dass der dargebotene Reiz auf der linken Hälfte des Gesichtsfelds zwar von beiden Augen registriert und dennoch vollständig von der rechten Hemisphäre verarbeitet wird. Nun, da die neuronalen Daten streng getrennt verarbeitet werden, gibt es keinen Anhaltspunkt dafür, dass sie irgendwo zentral zusammengeführt werden, was die Grundlage für eine gemeinsame 3

4 mentale Repräsentation des ganzen Gesichtsfelds ist. Oder werden sie doch irgendwie zusammengeführt? Um dies herauszufinden, d.h., ob die Repräsentation von jeder Hemisphäre getrennt oder von beiden gemeinsam erfolgt, werden wir mit dem Spiegel experimentieren. Experiment: Dazu wird ein Handspiegel benötigt, je größer umso besser. Wir stellen den Spiegel ca. 85 schräg zu unserem Gesicht auf und legen unsere Stirn und Nase auf seine Kante (S. Skizze 2), so dass das Skizze 2 linke Auge das Objekt auf der linken Seite (Hund) direkt sieht und das rechte Auge nur in den Spiegel blickt und dort das Spiegelbild vom rechten Objekt (Blumenstrauß) sieht. Dadurch sehen beide Augen zwei nicht zusammenhängende Reize. Vor allem das Gesichtsfeld des rechten Auges wird durch den Spiegel vollständig auf eine Gesichtsfeldhälfte reduziert. Darum erwarten wir, dass wir mit dem rechten Auge blickend nur den Blumenstrauß im Spiegel sehen werden. Zu unserer Überraschung stellen wir jedoch fest, dass wir damit aber zusätzlich den Hund und mit dem linken Auge zusätzlich den Blumenstrauß sehen, was normalerweise nicht möglich ist, da der Spiegel als optische Trennung im Wege steht. Diese Überlappung ist darauf zurückzuführen, dass jedes Auge in einem Reizkontinuum sowohl seine Gesichtsfeldhälfte als auch einen großen Teil der anderen Gesichtsfeldhälfte sieht (S. Skizze 1). Wir haben durch den Trick mit dem Spiegel dieses Reizkontinuum zwar unterbrochen, dennoch wurde das gewöhnliche Spektrum für jedes Auge so ergänzt, als ob der Spiegel nicht im Wege wäre und jedes Auge die benachbarten Felder der anderen Gesichtfeldhälfte direkt gesehen hätte. Das vollständige Gesichtsfeld wird somit auf ungewöhnliche Weise wiederhergestellt. Nun beginnt unser Experiment: Wir bewegen unsere rechte Hand seitlich so, dass wir sie nur im Spiegel sehen, und versuchen damit die Objekte, die in dem Spiegel sichtbar sind, wegzuradieren. Wir werden feststellen, dass es uns gelingt, den Hund teilweise oder ganz wegzuradieren, aber es wird uns nie gelingen, den Blumenstrauß wegzuradieren, obwohl beide überlappt im Spiegel zu sehen sind!!! Der Hund wird auch ohne Handbewegung wegradiert, wenn wir den Spiegel leicht hin und her bewegen, aber mit der Aufmerksamkeit weiterhin rechts bleiben. Im Spiegel bleiben dann nur noch der Blumenstrauß und ein grauer Hintergrund, wo der Hund einst stand! Da wir auch mit unserer Aufmerksamkeit willentlich jeweils zu einem Auge hin und her wechseln können, werden wir ferner feststellen, dass wir den Hund nur dann wegradieren können, wenn wir 4

5 unsere Aufmerksamkeit auf das rechte Auge fokussieren, aber dieses Wegradieren wird uns nie gelingen, wenn unsere Aufmerksamkeit gleichzeitig auch von der linken Seite beansprucht wird. Die Ergebnisse sind eindeutig. Diese Resultate können wir natürlich auch für die andere Seite wiederholen. Dafür müssen wir den Spiegel seitlich schräg nach links aufstellen. Dann erhalten wir dieselben Ergebnisse spiegelverkehrt. So wird es uns jetzt nie gelingen, den Hund zu löschen, während wir den Blumenstrauß teilweise oder ganz wegradieren können, je nach dem, auf welches Auge wir unsere Aufmerksamkeit richten. Zusammenfassung und Schlussfolgerung: Die Ergebnisse dieses Experiments können wir wie folgt zusammenfassen: 1. Mit unserer indirekten Handbewegung im Spiegel wird unsere Aufmerksamkeit dermaßen auf die Handbewegung gelenkt, dass die andere Gesichtshälfte fast vollständig von unserem Bewusstsein verschwindet. Dadurch sind wir in der Lage, mit unserer Hand Objekte im Spiegel wegzuradieren. Wir können auch den gleichen Effekt auslösen, wenn wir unsere Aufmerksamkeit auf die rechte Seite fokussieren und den Spiegel leicht hin und her bewegen. 2. Unsere Aufmerksamkeit ist willentlich steuerbar, so dass wir sie vom Spiegel zum anderen Auge lenken können. Sind wir mit unserer Aufmerksamkeit nicht vollständig beim Auge am Spiegel, so erscheint das zuvor gelöschte Objekt erneut vollständig in unserem Gesichtsfeld. 3. Dieser Effekt hat gar nichts damit zu tun, dass die Objekte um unsere Aufmerksamkeit konkurrieren. Denn, obwohl im Spiegel von beiden Gesichtshälften verschiedene, ruhende Objekte repräsentiert werden, können wir im Spiegel mit der Handbewegung niemals Objekte wegradieren, die zu derselben Gesichtsfeldhälfte gehören, wo sich der Spiegel befindet, wohl aber Objekte der anderen Gesichtsfeldhälfte. Dies merkt man auch daran, dass die Repräsentation des spiegelfernen Objekts wie ein zweites Layer mit leicht unterschiedlicher Qualität im Spiegel dargestellt wird. Dies bedeutet, dass die Gesichtsfeldhälfte am Spiegel und die andere Gesichtsfeldhälfte bezüglich der Bewusstseinsrepräsentation keine Einheit bilden, sondern zwei, die je nach dem, wo der Aufmerksamkeitsfokus liegt, unter Umständen einander ausschließen können. Daraus geht hervor, dass es sich um zwei unterschiedliche mentale Repräsentationen handelt, die unabhängig voneinander von den beiden getrennten Gehirnhälften produziert werden. Sherrington sagt dazu: (S. 295) Es handelt sich also nicht um physiologische Vereinigung im Raum, sondern um eine zeitliche im geistigen Raum. 5

6 Neglect oder ein halber Ausfall des Bewusstseins? Die Ergebnisse unseres Experiments, dass jede Gehirnhälfte doch getrennt voneinander ein (halbes) phänomenales Bewusstsein repräsentiert, unterstützen die eingangs geäußerte Vermutung, dass die Neglectpatienten unter dem einseitigen Ausfall des Bewusstseins leiden könnten. Dass bei diesen Patienten der Fokus nicht mehr den Mittelpunkt ihres Gesichtsfeldes darstellt, sondern eine einseitige vertikale Grenze bildet, und der Kopf nur einseitig bewegt werden kann; nämlich weg von dieser Grenze, kann - aus dem neuen Blickwinkel betrachtet - als völlig normale Erscheinung gesehen werden, die erst infolge des einseitigen Ausfalls des Bewusstseins in Schieflage gerät. Man kann sich das Bewusstsein vereinfacht als einen Bildschirm vorstellen, der in zwei Hälften geteilt ist. Der Fokus der Aufmerksamkeit wäre der Cursor, der die beiden Hälften verbindet und zwischen ihnen wechselt. Wenn eine Hälfte des Bildschirms eingefroren wird, so kann der Cursor nicht mehr hin und her wechseln und beschränkt sich auf die freie Hälfte des Bildschirms. Damit eine Zusammenarbeit beider Hemisphären möglich sein kann, muss die Dominanz jeder Gehirnhälfte auf die eine Gesichtsfeldhälfte beschränkt sein. Diese strenge Raumaufteilung wird dann sowohl für das Fokussieren von neuen Reizen als auch für die Kopfbewegung für beide Gehirnhälften gelten. So wird die linke Hemisphäre neue Reize nur rechts vom Fokus detektieren und den Kopf nur nach rechts bewegen können. Dagegen könnte die rechte Hemisphäre ausschließlich neue Reize links vom fokussierten Punkt detektieren und die Kopfbewegung auch nur nach links vom Fokus steuern. Und weil der Aufmerksamkeitsfokus beide Seiten abwechselnd abtasten kann, können wir jeden beliebigen Punkt fokussieren und den Kopf in jede beliebige Richtung bewegen, wenn beide Hemisphären in Takt sind. Fällt das Bewusstsein dagegen einseitig aus, was bei den Neglect-Patienten sehr wahrscheinlich der Fall ist, dann halbiert sich der Fokus und verharrt auf einer Hälfte. Er kann dann nur in einer Richtung neue Reize fokussieren und den Kopf auch nur auf diese neu entdeckten Reize hinbewegen. Die Kopfbewegung ist dann nicht mehr fließend, sondern nur noch einseitig und abrupt. Und somit scheint es, als wenn die Lage des Kopfes die Wahrnehmung bei Neglectpatienten bestimmen würde, was bei gesunden Menschen nicht der Fall ist, wie die neuesten Untersuchungen der Uni München belegen. Diese Untersuchungen zeigen auch, dass die vertikale Trennlinie, die durch den fokussierten Punkt verläuft, keine senkrechte Linie bildet, sondern oben seitlich gekippt ist (S. Skizze 3), (Funk, Johanna et al., Ludwig-Maximilian- Uni München, 2010). Skizze 3 Es ist auch wichtig hinzuzufügen, dass der einseitige Ausfall des Bewusstseins vom Betroffenen nicht als leerer Raum und auch nicht als fehlende Lücke im Gesichtsfeld (Skotom) wahrgenommen wird. Beim Skotom weiß der Betroffene bzw. kann ihm dieser Umstand, dass ein Teil seines Gesichtsfelds aus irgendeinem Grund leer ist, bewusst gemacht werden, weil er auf dieser Seite bei Bewusstsein ist. Die Gründe beim Skotom können in den Sehbahnen bzw. im visuellen Cortex des Betroffenen liegen. Beim Fehlen einer Hälfte des Bewusstseins dagegen fehlt die Welt auf dieser Seite, weil die Wahrnehmung fehlt, und daher können die Betroffenen ihres Fehlens auch nicht 6

7 gewahr werden. Alles auf dieser Seite, einschließlich der betroffenen Körperhälfte, ist dann bewusst nicht mehr existent. Diese Seite ist eher vergleichbar mit Wachkomapatienten. Die Neglectpatienten bestünden demnach aus zwei Hälften. Die eine Hälfte liegt im Wachkoma und weiß gar nichts von sich und die andere Hälfte ist wegen des einseitigen Ausfalls in ihrer Wahrnehmung beschränkt. Und so wird die in Wachkoma liegende Seite mitgeschleppt, ohne dass vom Betroffenen etwas zur Kenntnis genommen wird. Die verfügbare Hälfte des Bewusstseins wird als das Ganze betrachtet und aus dieser Perspektive wird die ganze Welt interpretiert. Diese Welt bleibt in jedem Augenblick halbiert und wird nie ergänzt, wie bei gesunden Menschen, die die fehlenden Reize geistig ergänzen können. Auch wenn die Betroffenen sich in einem Kreis um ihre Achse drehen würden, wird alles, was vorher erlebbar war, fortlaufend von der Erinnerung getilgt, sobald es in die Wachkoma-Seite gerät. Dies beweisen die Berichte über die Neglectpatienten, die ihre vernachlässigte Seite nicht nur ignorieren. Sie sind sich auch keines Fehlers bewusst. Fazit Die Neglectpatienten leiden demnach nicht unter fehlender Aufmerksamkeit für eine Seite, sondern es fehlt ihnen einfach eine Hälfte der Realität. Sie leiden an der Tilgung eines Teils ihres Bewusstseins. Neurologische Untersuchungen an diesen Patienten können konkretere Daten liefern und die verbindende Rolle des Aufmerksamkeitsfokus für das Bewusstsein beider Hemisphären herausfinden ENDE