„Lesen ist eine sehr junge Erfindung,
die sich noch nicht im menschlichen
Genom niedergeschlagen hat.
Wie kommt es, dass bei allen Menschen
dieselben Hirnregionen aktiv
werden, wenn sie lesen?“ Diese Frage
stellte Prof. Dr. Stanislas Dehaene in
den Raum. Und der Professor für experimentelle
Kognitionspsychologie
am Collège de France in Paris beantwortet
sie auch gleich: Beim Lesen
bedient sich das Gehirn einer Region,
die bei Primaten für die Erkennung
einfacher Formen zuständig ist. „Das
Gehirn recycelt eine bestehende
Hirnregion, die eigentlich andere
Aufgaben erfüllt“, erklärte Dehaene
auf dem Kongress „BioVision – The
World Life Sciences Forum“, der kürzlich
in Lyon (Frankreich) stattfand.
Jene Region im linken Hinterhauptslappen
sei eigentlich für die Erkennung
von Gesichtern und einfachen
Formen zuständig.
Daraus erklärt sich zum Beispiel ein Phänomen, das jeder kennt, der mit Kindern zu tun hat: Wenn Kinder Lesen und Schreiben erlernen, dann schreiben sie oft einzelne Buchstaben oder ganze Worte spiegelverkehrt. „Bei Gesichtern oder einfachen Formen ist es von Vorteil, diese auch spiegelverkehrt zu erkennen. Für das Schreiben jedoch muss diese Fertigkeit mühsam verlernt werden“, erläutert Dehaene, der zu den führenden Neurowissenschaftlern Europas zählt.
Die Erkenntnis, dass für das Lesen dieselbe Hirnregion zuständig ist wie für das Erkennen einfacher Formen, ist alles andere als eine rein akademische: In den Erziehungswissenschaften gibt es eine Debatte, ob es besser sei, den Kindern zuerst die einzelnen Buchstaben oder aber ganze Worte bzw. Silben beizubringen. Aus neurowissenschaftlicher Sicht liegt die richtige Lösung auf der Hand: „Kinder dekodieren Schrift Buchstabe für Buchstabe. Auch Erwachsene verarbeiten einzelne Buchstaben, aber parallel. Mit der Methode der ganzen Wörter verläuft das Lesenlernen viel langsamer, weil dabei die falsche Hirnregion beansprucht wird“, betont Dehaene.
Lesen verändert das Gehirn massiv. Zwischen dem Gehirn eines regelmäßigen Lesers und eines Analphabeten bestehe ein großer Unterschied, erklärt Dehaene: „Wenn man die Aktivität jener Hirnregion im linken Hinterhauptslappen beobachtet, kann man erkennen, wie stark die betreffende Person des Lesens kundig ist.“ Durch das Lesen hervorgerufene Veränderungen sind aber auch in anderen Regionen sichtbar. „Lesen ist wie ein Oktopus“, vergleicht der französische Neurowissenschaftler.
Gehirn umprogrammiert
Doch die Kulturtechnik des Lesens ist nicht das einzige soziale Phänomen, das dem Gehirn seinen Stempel aufdrückt. Auf dem BioVision- Kongress, bei dem die Zukunft von Medizin und Biologie und damit auch die Neurowissenschaft Thema waren, ging es in einer Session auch darum, welchen Einfluss die soziale Umgebung auf das Gehirn hat. Es ist bekannt, dass sich das Gehirn an soziale Prozesse anpasst, dass das Leben in komplexen sozialen Strukturen sich auf Lernen, Erinnerung oder Psychopathologie auswirkt. Neurowissenschaftler sprechen daher vom „Social Brain“.
Stress zum Beispiel ist nicht nur eine unmittelbare Reaktion auf physische und psychische Belastung, sondern verändert à la longue auch die Physis des Gehirns. „Ein Langzeiteffekt von Stress ist die Umprogrammierung des Gehirns“, erklärt Prof. Dr. Carmen Sendi, Professorin am Brain Mind Institute der Ecole Polytechnique Fédérale in Lausanne (Schweiz) und Leiterin des dortigen Labors für Verhaltensgenetik: „Stress in jungen Jahren wirkt sich auf die Feinabstimmung im Frontallappen aus, der die Gefühle kontrolliert.“ Dass Stress während der Kindheit – hervorgerufen durch Vernachlässigung oder Missbrauch – zu Aggression, Gewalt und sozialer Vermeidung führt, wurde bei Mäusen nachgewiesen.
Die Adoleszenz ist eine Zeit, in der sich der Heranwachsende stark verändert. Diese Veränderungen sind nicht nur in der körperlichen Entwicklung jener Lebensphase begründet, sondern auch durch soziale Einflüsse. „Die Pubertät ist eine schwierige Zeit. Das Gefühl, in eine sichere familiäre Umgebung eingebettet zu sein, verschwindet“, erklärt Dr. Kathrin Cohen Kadosh vom Institut für Kognitive Neurowissenschaft am University College London: „Die Peergroup wird zum Bezugspunkt, weil die Mitglieder alle in derselben Situation stecken.“ Die Fixierung auf die Peergroup beeinflusst das Verhalten tiefgreifend: Ein Jugendlicher, der auf einer Spielkonsole ein Autorennspiel spielt, produziert in Anwesenheit eines Gleichaltrigen mehr virtuelle Crashs, als wenn er alleine vor dem Bildschirm sitzt. Aber auch das Gehirn selbst wird durch das Hinzukommen neuer sozialer Bezugspersonen in Gestalt der „peers“ geformt: „In der Pubertät finden in derjenigen Hirnregion, die für die Gesichtserkennung zuständig ist, massive Veränderungen statt“, bekräftigt Cohen Kadosh.
Gehirndoping
In der heutigen Zeit kommt noch eine ganz andere Form des sozialen Einflusses hinzu, der indirekt massive Auswirkungen auf das Gehirn hat: der immer größere Druck zu außerordentlichen Leistungen im Berufswie im Privatleben. Immer mehr psychisch gesunde Menschen versuchen daher, ihr Gehirn mit Arzneimitteln fit zu machen. Als Nootropika werden diese Substanzen bezeichnet, mit denen das zentrale Nervensystem aufgepimpt werden soll. Man könnte dies auch „Gehirndoping“ nennen.
Dr. Philip Campbell, Chefredakteur der renommierten Fachzeitschrift „Nature“, zitiert eine Umfrage, demnach vier von fünf Befragten die Verwendung von Nootropika bei Erwachsenen billigen. „Eine signifikante Anzahl von Forschern verwendet ,smart drugs‘, um besser denken zu können“, berichtet der Journalist: „Nootropika gehören zu den größten Herausforderungen für die Neurowissenschaft im 21. Jahrhundert.“
Ein anderer Aspekt der Idee des „social brain“ ist es, dass manche Psychopathologien als irregeleitete Form des Sozialverhaltens verstanden werden können. „Das Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsyndrom ADHS gilt heute als psychische Störung. Doch für die urzeitliche Jagd waren Symptome wie Hyperaktivität und impulsives Verhalten sicherlich von Vorteil“, meint Prof. Dr. Paul Seabright. (Der Professor für Wirtschaft an der Toulouse School of Economics ist bekannt für seinen Ansatz, wirtschaftliche Prozesse mit den Mitteln der Naturwissenschaft zu erklären.)
Auch die Depression könnte ursprünglich eine soziale Funktion erfüllt haben, vermutet Rebecca Müller, MA: „In einer Jäger-und- Sammler-Gesellschaft war der Rückzug und die Inaktivität eines Stammesangehörigen möglicherweise das Signal an die anderen: ,Ich brauche Hilfe!‘“, sagt die Generalsekretärin von GAMIANEurope (Global Alliance of Mental Illness Advocacy Networks-Europe), eines europaweiten Dachverbands von Selbsthilfegruppen für psychisch Erkrankte.
Das virtuelle Gehirn
„Das Gehirn Stück für Stück nachbauen und ein virtuelles Gehirn auf einem Supercomputer simulieren“: So beschreibt der Neurologe Prof. Dr. Richard Frackowiak das Ziel des „Blue Brain Project“. Das an der Ecole Polytechnique Fédérale in Lausanne angesiedelte Projekt solle Neurowissenschaftlern neue Erkenntnisse über das Gehirn und ein besseres Verständnis von neurologischen Erkrankungen ermöglichen, betont der Leiter der Abteilung für klinische Neurowissenschaften der Universität Lausanne.
befinden sich schätzungsweise zwei Millionen kortikaler Säulen, bestehend aus jeweils rund 100.000 Neuronen.
Den Wissenschaftlern ist es bereits gelungen, die kortikale Säule einer Ratte zu simulieren. Diese stecknadelkopfgroßen Säulen gelten als die elementaren Einheiten der Großhirnrinde. Bei „Rattus“ ist zum Beispiel eine kortikale Säule für jeweils ein Schnurrhaar zuständig. Der Cortex einer Ratte besteht aus 100.000 dieser Säulen, von denen jede aus rund 10.000 Neuronen besteht. In der menschlichen Großhirnrinde
Da beim Blue Brain Project ein Neuron in etwa der Rechenleistung eines gewöhnlichen Laptops entspricht, kann man sich die Dimensionen der benötigten Hard- und Software vorstellen. Alle zwei Wochen wird der Rechenprozess in Gang gesetzt und ein neues erweitertes Modell erprobt, indem Experimente simuliert werden, die bereits am lebenden Objekt durchgeführt worden sind. „Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass das Modell der Realität bereits sehr nahe kommt“, erklärt Frackowiak.
Diese Einschätzung wird nicht von jedermann geteilt. „Das Gehirn ist ein extrem komplexes Organ, das nicht wie ein Computer funktioniert“, erklärt Prof. Dr. Wolf Singer, Direktor des Max-Planck-Instituts für Hirnforschung in Frankfurt am Main: „Es lässt sich nicht mathematisch abbilden, es gibt daher keine Blaupause, um ein Gehirn zu konstruieren.“ Auch Prof. Dr. Stanislas Dehaene, Professor für experimentelle Kognitionspsychologie am Collège de France in Paris, steht dem Blue Brain Project kritisch gegenüber: „Das Gehirn ist in eine soziale Umgebung eingebettet. Psychische Erkrankungen kann man daher nur am Gehirn selbst studieren und nicht an Computermodellen.“
Von Mag. Michael Krassnitzer, MAS
Sessions „Brain, emotions and social behavior” und „Comprehending human brain function in the future”, BioVision – 7th World Life Sciences Forum, Lyon, 27. und 28.3.11
© MMA, CliniCum neuropsy 3/2011, Foto: © iStockphoto
