Straktur

Das Dilemma der funktionellen Lokalisation

Lokalisationstheorien können trotz vieler Ansätze das Gehirn nicht erklären. Das Konnektom zeigt, was bei einer Funktion aktiv wird - es sind die Konnektomfasern quer durch.

Die Funktionen des Gehirns in lokal abgrenzbaren Gebieten zu suchen, ist verständlich. Im Gegensatz zu den Maschinen war/ist der funktionelle Bauplan nicht bekannt. Aus der Struktur wird deren Funktion gefolgert. Dies ergibt etliche Lokalisationstheorien. Aber keine dieser Theorien kann bisher überzeugen.

Prof. Engel kritisiert:
Tatsächlich war die Forschung lange Zeit davon ausgegangen, dass bestimmte Regionen im Gehirn auch ganz bestimmte Funktionen haben. Wir wissen aber mittlerweile, dass es Netzwerke sind, die miteinander kommunizieren.
Auszug aus einem Text der Uni Greifswald:
Am Schluss dieses Überblicks über die Gehirnteile muss allerdings noch einmal darauf hingewiesen werden, dass die vorgenommene Einteilung in Areale nicht in dem Sinne überbewertet werden sollte, dass diese Teile in sich abgeschlossene Arbeitseinheiten wären. Ganz im Gegensatz dazu ist das Gehirn im Grunde eine riesige Ansammlung von Nervenzellen, von denen sicherlich einige mit konstanten, andere mit zeitlich und räumlich wechselnden synaptischen Verschaltungen versehen sind. Komplexe Gehirnfunktionen beim Menschen gehen immer mit der Aktivierung mehrerer Nervenzellgruppen verschiedener Lokalisation einher, wobei es sogar gewisse individuelle Unterschiede geben kann. Besonders bei Hirngeschädigten übernehmen oft andere Bahnen die Funktionen der beschädigten Teile, so dass in bestimmten Fällen Ausfälle bestimmter Areale im Laufe der Zeit kompensiert werden. Dies zeigt, dass das Gehirn ein in Raum und Zeit dynamisches System darstellt, für dessen Teile nur in sehr groben Zügen allgemeingültige anatomische und funktionelle Charakteristika beschrieben werden können.
Aus Hemiplegie von Patricia Davies, 2. Auflage, Springer Verlag, ISBN 3-540-41794, Seite 15 unten und 16 oben
Kein Hirnbereich ist so spezialisiert, dass er nur eine einzige Funktion steuern würde. Wie es Mountcastle (1978) formuliert: "Eine Läsion lässt sich lokalisieren, aber nicht eine Funktion". Und Ruskin (1982) beschreibt, wie selbst die einfachste Verrichtung etwa einen Apfel aus der Schüssel zu nehmen, die Beteiligung nahezu des gesamten Zentralnervensystems und ebenso des gesamten muskuloskelelalen Systems erfordert.
So ist auch die Fähigkeit, sich zu erinnern und Informationen zu speichern oder anders gesagt, die Fähigkeit zu lernen, nicht von irgendeinem einzelnen Teil des Gehirns abhängt, wie früher angenommen wurde. Neueste Forschungen unter Einsatz von Positronenemissionstomographie (PET) haben gezeigt, dass selbst bei den einfachsten Erinnerungsvorgängen tatsächlich viele verschiedene Hirnregionen aktiv sind und lediglich spezifische Ansammlungen von Nervenzellen. Laut Professor Steven Rose (zitiert in Geary 1997) ist es unmöglich zu sagen, wo genau im Gehirn eine bestimmte Erinnerung lokalisiert sein sollte. "Gedächtnis ist eine dynamische Eigenschaft des Gehirns als Ganzem und nicht irgendeiner spezifischen Region"
Lashley: "Das Gedächtnis ist eine nicht lokalisierbare, generelle Funktion der Großhirnrinde"
Angela D. Friederici Die Funktion liegt im Netzwerk. Die Areale des Sprachnetzwerks sind vermutlich noch nicht einmal spezifisch für Sprache – sie sind auch an anderen kognitiven Tätigkeiten beteiligt, je nachdem, mit welchen weiteren Regionen sie gerade zusammenarbeiten.

Der Mainstream der Hirnforschung zweifelt inzwischen an der Lokalisation. Die Funktion wird im Netzwerk realisiert, so eine Aussage im Jahr 2015. Arvid Leyh von dasgehirn.info schreibt am 3.6.16: Heute lässt sich das Hirn eben primär als Netzwerk verstehen, das ist die Metapher unserer Zeit.

Sebastian Seung schlägt den Begriff Bahn vor. Eine Bahn ist der Verlauf einer Erregung über viele Neurone. Der Mainstream ignoriert diesen Begriff bisher. Der Begriff Erregungsleitung beschreibt weiterhin die Erregungsleitung im einzelnen Neuron - typisches Lokaldenken. Erschreckend lang dauert das Umdenken. Ein Vergleich: Wird das Bahnschienennetz von oben betrachtet, wird dieses als Netzwerk sichtbar. Aber eine Zugverbindung benutzt nicht dieses als Netzwerk, sondern eine ausgewählte und durch die Weichen festgelegte Bahnstrecke. Ein Hirnforscher würde die Funktion, die Zugverbindung, so erklären: Die Verbindung von Rostock nach München wird durch das Schienennetzwerk realisiert.

Ein anderer Vergleich: Eine Maschine lässt sich strukturell oder funktionell gliedern. Diese Betrachtungsweisen sind unterschiedlich und bringen spezifische Einsichten. So lässt sich ein Auto durch die funktionellen Teile Motor, Getriebe, Räder usw. erklären. Die strukturelle Zerlegung ergibt in Schrauben, Blechteile, Behälter für Flüssigkeiten usw. Dies wird Stückliste genannt. Mittels der Stückliste lassen sich Materialien verbessern. Zum funktionellen Verständnis kann die Stückliste nicht helfen. Wird die Funktion erklärt, so muss funktionell gegliedert werden. Der Motor, das Getriebe, die Kupplung, die Bremsen sind funktionelle Teile. Anhand der Stückliste bleibt die Funktion einer Maschine unverständlich. Aber so erklären Hirnforscher das Gehirn! Ein aktuelles Beispiel im Jahr 2016. Studie zeigt, wie das Gehirn in den Merkmodus schaltet, Textausschnitte:

Der Hippocampus ist also ein wichtiger Verkehrsknotenpunkt. Und wie in einer Großstadt zur rush hour bedarf es auch hier einer ordnenden Hand, um die gegenläufigen Informationsströme zu lenken.

die hippocampalen Astrozyten sorgen dafür, dass die neuen Informationen Vorfahrt bekommen.

Die Astrozyten sind aber selbst lediglich Befehlsempfänger.

Ein Hirnforscher der alten Schule (Lokaldenken) würde das Bremslicht eines Autos folgend erklären: Immer wenn das Bremslicht aufleuchtet, wird ein Draht im Kabelbaum aktiv. Diesen Draht haben wir aufwendig lokalisiert. Dieser Draht realisiert die Funktion Bremslicht. Über ein Relais wird dabei das Standlicht zeitweilig ausgeschaltet. Aber der Draht ist nur Befehlsempfänger, erhält aus den Tiefen des Autos Infos, um aktiv zu werden. Es bleibt unverständlich, wenn ein Lehrer so das Bremslicht erklärt! Die funktionellen Teile, nicht die strukturellen Teile sind zu erklären.

Fazit:
Endlich raus aus der historisch verständliche Denk-Sackgasse. Das Lokaldenken verhindert das funktionelle Verständnis! Es ist wie bei des Kaisers neuen Kleider. Jeder sieht, der Kaiser ist nackt (die Lokalisation bringt nichts) und trotzdem wird weiter über das feine Gewebe diskutiert (siehe obiges Beispiel Umschaltung zum Merkmodus). Die Hirnforschung scheitert an ihrem Forschungsobjekt. Die erlernten und durch Wiederholung verfestigten Engramme (geprägte Bahnung) blockieren deren Veränderung. Dabei gibt es eine einfache Lösung: Dem Weg vom Rezeptor mit all der Diver- und Konvergenz zum Erfolgsorgan verfolgen.

Juni 2016