Die große Hirndebatte - Ted Altschuler

Im Laufe der Geschichte haben Wissenschafter gegensätzliche Theorien, wie das Gehirn Funktionen wie Wahrnehmung, Erinnerung und Bewegung ausführt, vorgeschlagen. Wird jede dieser Funktionen von einem bestimmten Hirnareal ausgeführt? Oder arbeiten verschiedene Areale zusammen, um sie zu ermöglichen? Ted Altschuler beleuchtet beide Seiten dieser Debatte.

1861 gerieten zwei Wissenschaftler in
einen sehr "geistreichen" Streit.

Sie hatten entgegengesetzte
Vorstellungen davon,

wie Sprache und Erinnerung
im menschlichen Gehirn funktionieren.

Ernest Aubertins
Lokalisationstheorie besagte,

dass einzelne Hirnregionen

für unterschiedliche Prozesse
zuständig seien.

Pierre Gratiolet dagegen sprach sich
für die Äquipotentialtheorie aus,

nach der verschiedene Regionen
zusammenarbeiten,

um diese unterschiedlichen
Funktionen zu ermöglichen.

Die Debatte, die sie in Gang setzten,
dauerte das restliche Jahrhundert an

und beschäftigte einige der größten
Wissenschaftler der Zeit.

Aubertins Lokalisationstheorie hatte
einige bekannte Namen auf ihrer Seite.

Im 17. Jahrhundert hatte René Descartes

den freien Willen und die menschliche
Seele der Zirbeldrüse zugeschrieben.

Im späten 18. Jahrhundert stellte der
junge Student Franz Joseph Gall fest,

dass die Studenten mit
dem besten Gedächtnis

auch die markantesten Augen hatten

und entschied, dass das
der höheren Entwicklung

angrenzender Hirnareale zuzuschreiben war.

Als Arzt begründete Gall
schließlich die Lehre der Phrenologie,

die besagte, das starke
geistige Fähigkeiten

hoch entwickelten
Hirnregionen entsprächen,

die man als Höcker im Schädel
wahrnehmen könnte.

Die weitreichende Beliebtheit der
Phrenologie im frühen 19. Jahrhundert

sprach für Aubertins Lokalisationstheorie.

Das Problem war nur, dass Gall sich nie
die Mühe gemacht hatte, zu überprüfen,

ob die individuellen Hirnkarten,
die er erstellt hatte,

auf alle Menschen zutrafen.

In den 1840er Jahren stellte
Pierre Flourens die Phrenologie in Frage,

indem er bei Tieren gezielt
Gehirnareale zerstörte

und beobachtete, welche
Funktionen verloren gingen.

Er fand, dass eine
Verletzung des Kortex

das Urteilsvermögen und Bewegung
generell beeinträchtigte,

aber er konnte keiner Region
eine bestimmten Funktion zuordnen

und kam zu dem Schluss, dass der Kortex
Hirnfunktionen als Einheit ausführte.

Flourens hatte einen Sieg für Gratiolet
errungen, doch der war nicht von Dauer.

Galls ehemaliger Schüler
Jean-Baptiste Bouillaud

stellte Flourens' Ergebnisse in Frage,

als ihm auffiel, dass Patienten
mit Sprachstörungen

alle Schäden am Stirnlappen aufwiesen.

Und als Paul Broca 1861 mit
der Autopsie eines Patienten,

der nicht mehr sprechen,
Sprache aber noch verstehen konnte,

räumlich begrenzte Schäden
am Stirnlappen zeigte,

schien die Äquipotentialtheorie
dem Untergang geweiht

und die Lokalisationstheorie bestätigt.

In den 1870er Jahren brachte Karl Wernicke
einen Teil des linken Temporallappens

mit dem Verstehen
von Sprache in Verbindung.

Später aktivierten
Eduard Hitzig und Gustav Fritsch

den Kortex eines Hundes und
entdeckten eine Region des Stirnlappens,

die für Muskelbewegungen
verantwortlich war.

David Ferrier baute auf ihrer Arbeit auf
und kartierte Teile des Kortex,

die er mit der Bewegung eines
Körperteiles assoziiert hatte.

1909 entwarf Korbinian Brodmann seine
eigene Karte des Kortex mit 52 Regionen.

Aubertins Lokalisationstheorie schien
endgültig gewonnen zu haben.

Aber der Neurologe Karl Wernicke
hatte eine interessante Idee.

Da die Areale für
Sprachproduktion und -verständnis

nicht aneinander grenzten,
kam er zu dem Schluss,

dass eine Verletzung der
sie verbindenden Bereiche

eine Sprachstörung erzeugen müsste, die
heute als rezeptive Aphasie bekannt ist.

Wernickes Modell half,
Krankheiten zu erklären,

die nicht auf der Störung
nur eines Areals beruhten.

Die modernen Neurowissenschaften
offenbaren ein viel komplexeres Gehirn,

als es sich Gratiolet, Aubertin und sogar
Wernicke je vorstellten konnten.

Dem Hippocampus werden heute zwei
verschiedenen Hirnfunktionen zugeordnet:

Formen von Erinnerungen und
Verarbeiten räumlicher Lage.

Wir können jetzt auch zwei Arten
von Verbindungen messen:

anatomische Verbindungen zwischen
zwei benachbarten,

kooperierenden Arealen des Kortex,

und funktionelle Verbindungen
zwischen getrennten Arealen,

die zusammenarbeiten,
um einen Prozess zu vollbringen.

Eine scheinbar simple
Funktion wie das Sehen

besteht tatsächlich aus vielen
kleineren Funktionen,

für die mehrere Teile des Kortex

Form, Farbe und
räumliche Lage verarbeiten.

Wenn ein Areal nicht mehr funktioniert,
können wir ein Objekt

vielleicht erkennen, es aber nicht sehen,

oder umgekehrt.

Fakten und Handlungsabläufe werden

verschiedenen Arten
von Erinnerung zugeordnet.

Die Erinnerung an unser erstes Fahrrad

benötigt eine Vernetzung
verschiedener Regionen,

die das Konzept eines Fahrzeugs, die Form
des Fahrrads, den Klang der Glocke

und die Gefühle, die damit
verbunden sind, darstellen.

Letztendlich hatten Gratiolet
und Aubertin beide Recht.

Wir verwenden beide Modelle,
um Wahrnehmung zu verstehen.

Man kann zum Beispiel Hirnaktivität jetzt
auf einer so präzisen Zeitskala messen,

dass wir einzelne, räumlich
begrenzte Prozesse sehen können,

die einen einzelnen Akt
des Erinnerns umfassen.

Aber erst die Integration
dieser Prozesse und Regionen

erzeugt die die zusammenhängende
Erinnerung, die wir erleben.

Die scheinbar gegensätzlichen Theorien
sind letztendlich zwei Aspekte

eines umfassenderen Modells,

das wiederum überarbeitet werden wird,

wenn verbesserte Technologien und Methoden

uns beim Verstehen des Gehirns
helfen werden.