Hirnforschung – Neuroscience oder Gehirnwäsche?

Dr. Utz Anhalt
Die Neurowissenschaften (Hirnforschung) erforschen, wie das Gehirn funktioniert. Ihre Erkenntnisse setzten in den letzten Jahren wesentliche Impulse für die Therapien von psychischen Störungen und körperlichen Erkrankungen. Zudem tobt die Kontroverse zwischen Neurobiologie und Soziologie, was in der Gesellschaft biologisch bestimmt ist und was auf der freien Entscheidung von Menschen beruht.

Diese interdisziplinäre Forschung verbindet Medizin, Chemie, Biologie und Psychologie, Informatik und Ingenieurswissenschaften und verknüpft systematisch in diesen Einzeldisziplinen fragmentierte Ergebnisse.

Hirnforschung unter der Lupe. Bild: sudok1 - fotolia
Hirnforschung unter der Lupe. Bild: sudok1 – fotolia

Neoliberale Propaganda?

Neurowissenschaftler haben unter kritischen Soziologen den Ruf, Propaganda für die neoliberale Ideologie zu betreiben, also den Sieg der Skrupellosesten im Konkurrenzkampf und die Zerstörung des Sozialstaats als biologisches Gesetz unangreifbar zu machen.

Torsten Heinemann kam zu dem Schluss, dass die Popularität der Hirnforschung sich durch eine systematische Ökonomisierung der akademischen Wissenschaft erklärt, in der Wissen ausschließlich als Ware gilt, und in der individuelle Erfahrungen ebenso entwertet werden wie kritische Wissenschaft.

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Kritische Wissenschaftler hätten angesichts der Gefahr eines Atomkriegs, Umweltzerstörung und sozialer Ungerechtigkeit bis in die 1980er Jahren die Idee einer „neutralen Naturwissenschaft“, die sich von der Gesellschaft ausgrenzt, in Frage gestellt und gezeigt, wie sich Naturwissenschaft und Technik für menschenfeindliche Politik einsetzen lassen.

Das neoliberale Modell einer Wissensgesellschaft, die neue Erkenntnisse direkt zu Profit umsetzt, stünde dem diametral entgegen. Die Neurowissenschaften, insbesondere die Hirnforschung, hätten diesen Paradigmenwechsel genutzt und sich, vom „nicht existierenden freien Willen“ über die genetische Anlage von „fighting males“ als Ursache des kapitalistischen Wettbewerbs eine Dauerpräsenz in den Medien organisiert und üppigste Forschungsgelder kassiert.

Thomas Heinrich schreibt in seiner Rezension zu Heinemanns Buch „Populäre Wissenschaft“: „Der Medienöffentlichkeit ihrerseits dienen die Gebrauchswertversprechen der Neurowissenschaft auf dem Gebiet der Ökonomie, Pädagogik, Philosophie und Theologie dazu, ihren Nutzern den Eindruck zu vermitteln, sich mit Hilfe der Erkenntnisse der Neurowissenschaft für die Anforderungen des neoliberalen Kapitalismus selbst optimieren zu können.“

Die Popularität der Hirnforschung hätte demnach nichts mit ihrer Bedeutung für die Wissenschaft zu tun. Ist Hirnforschung also eine Gehirnwäsche für die antisoziale Propaganda des Neoliberalismus gegen eine solidarische Gesellschaft?

Hirnforschung: Erkenntnisse im Schatten

Ganz so einfach ist es nicht. Wenn manche Neurowissenschaftler ihre Forschung missbrauchen, um ideologische Statements zu Fragen der Philosophie, Ökonomie und Ethik abzugeben, die sich aus dieser Forschung nicht ableiten lassen, stellt das nicht die Bedeutung der Hirnforschung in Frage.

Wir wissen heute wesentlich besser, wie unser Gehirn arbeitet als noch vor 20 Jahren, und viele Erkenntnisse der Hirnforschung stehen der neoliberalen Konstruktion des „kapitalistischen Naturwesens“ diametral entgegen.

So steht heute fest, dass das Gehirn sich nicht nur verändert, sondern als soziales Organ wächst. Welche Lernchancen ein Mensch erhält, in welcher sozialen Umwelt er aufwächst, welchem Stress er ausgesetzt ist, wie ihn seine sozialen Beziehungen fördern, beeinflusst direkt die Entwicklung seines Gehirns.

Während die meisten Medien unkritisch Neuigkeiten aus den Neurowissenschaften weiter verbreiten, fehlt eine differenzierte Auseinandersetzung darüber, was Neurowissenschaft und Hirnforschung überhaupt sind, ihre historische Genese, ihre Methoden und Erkenntnisse. Auch Kritiker der Neurowissenschaften kennen das Fach meist nicht zur Genüge.

Die Hirnforscher fanden in den letzten Jahren eine Menge heraus darüber, wie sinnliche Eindrücke entstehen, wie Erinnerung funktioniert, wie Botenstoffe Gefühle produzieren, und wie das Gehirn funktioniert. Diese wesentlichen Erkenntnisse kommen in der medialen Sensationsgier nach dem Motto „Gibt es einen freien Willen“ aber kaum vor.

Hirnforschung selbst ist indessen keine Ideologie. Sie versucht, zu verstehen, wie das Gehirn funktioniert, wie sich die Arbeit des Gehirns mit Wahrnehmung, Gefühlen und Gedanken verbindet.

Das persönliche Gehirn

Das Gehirn trägt unsere Persönlichkeit. Wir könnten ohne unser Gehirn nicht leben, das gilt aber auch für Herz oder Lunge. Ohne unser menschliches Gehirn generell und unser individuelles Gehirn im speziellen, wären wir indessen nicht der Mensch, der wir sind: Wir hätten keine gewachsene Biografie, keine Kultur, keine kollektive und persönliche Erinnerung, keine Interessen, keine Hobbys, keine Sympathien oder Feindschaften, die auf Erfahrungen basieren, keine Vorurteile und keine Fähigkeiten.

Das menschliche Gehirn ist dabei ein fast unvorstellbar komplexes Organ. Circa 100 Milliarden Nervenzellen sind durch ungefähr 100 Billionen (100 x 1000 Milliarden) Synapsen miteinander verbunden und übertragen Informationen zu den anderen Zellen.

Den Kern bildet das Großhirn; hier liegen die Zentren für Sprache, Sehen und Denken. Das Zwischenhirn steuert das vegetative System: Es gewährleistet also, dass die Organe funktionieren. Das Kleinhirn koordiniert den Körper. Das Stammhirn steuert die Reflexe wie Atmen und den Herzschlag.

Das Kleinhirn gliedert sich in zwei Bereiche und ist über die Brücke mit dem Großhirn verbunden, das wiederum die Impulse für die gesteuerten Bewegungen gibt. Das Kleinhirn ist außerdem mit dem Gleichgewichtsorgan im Innenohr verbunden und steuert so die Orientierung im Raum.

Der Thalamus konzentriert die sinnliche Wahrnehmung bis auf den Geruch, der Hypothalamus steuert die autonomen Nervensysteme und diese koordinieren Energiehaushalt, Wasserhaushalt oder Wärmeregulation.

Die Hirnanhangdrüse schüttet Neuro- und Wachstumshormone aus, sie kontrolliert die Proteinsynthese und den Fettstoffwechsel, die Hodenkanäle, die Schilddrüse, die Nebennierenrinde, die Milchdrüsen, den Uterus und Nierentubulus.

Am Stammhirn sitzen die 12 Hirnnervenpaare, zum Beispiel Sehnerv, Riechnerv, Gesichtsnerv, Hör- und Gleichgewichtsnerv, Drillingsnerv mit Augennerv, Augenbewegungs- und Rollnerv, seitlicher Augenabziehernerv, Ober- und Unterkiefernerv, Zungen- und Schlundnerv, Zungenmuskelnerv, Eingeweidenerv und Beinnerv.

Das Großhirn gliedert sich in verschiedene Bereiche: Das limbische System mit dem Mandelkern steuert gefühlsbedingtes Verhalten und Bewertungen wie das Sexualverhalten. Im Hippocampus sitzt unser Geruchsvermögen.

Bewusstsein, Intelligenz, Lernfähigkeiten, kurz unsere Persönlichkeit hat seinen Sitz im Großhirn.

Der Vorderlappen steuert mechanische Bewegungen Der Hinterhauptlappen regelt die optische Wahrnehmung, und in den Schläfenlappen bildet sich das Gedächtnis. Der Scheitellappen fasst die Information, die dem Gehirn durch Riechen, Hören und Fühlen zukommen.

Der Aufbau des Gehirns spiegelt die Geschichte der Evolution. Stamm – und Kleinhirn bezeichnen Biologen auch als Reptiliengehirn, weil es sich um die ältesten Teile des Gehirns handelt.

Das menschliche Gehirn umfasst zwei Prozent des Körpergewichts aus, verbraucht aber 20 Prozent der Energie des Körpers, sowie 20 Prozent des Sauerstoffs.

Informationen speichert das Gehirn in unterschiedlicher Dauer und in unterschiedlichen Teilen: Das prozedurale Gedächtnis sichert das Kleinhirn, und dazu zählen erworbene Fähigkeiten wie Gewohnheiten. Erinnerungen an Ereignisse und semantische Informationen wie Wörter speichert das deklarative Gedächtnis. Sinnliche Information speichert das sensorische Gedächtnis nur bis zu zwei Sekunden. Dann werden die meisten gelöscht, die als wichtig empfundenen wandern für eine halbe Minute in das Arbeitsgedächtnis. Einige wenige schaffen es dann in das Langzeitgedächtnis.

Neuronale Gehirnstrukturen. Bild: Dr_Kateryna - fotolia
Neuronale Gehirnstrukturen. Bild: Dr_Kateryna – fotolia

Die Hirnflüssigkeit schützt das Hirn gegen Schaden von außen. Die Ventrikel sind Hohlräume im Gehirn; ebenfalls mit Flüssigkeit gefüllt, nehmen sie Abfallstoffe auf. Drei Lagen Schutzhäute liegen um Hirn und Rückenmark.

Wie arbeiten Hirnforscher?

Hirnforscher untersuchen, welche Bereiche des Gehirns wann arbeiten. Dazu messen sie mit bildgebenden Verfahren wie der Magnetoenzephalographie die elektrische Aktivität der Nervenzellen in Hirnarealen und erkennen sie an Bildern.

Je besser die Wissenschaftler wissen, welche Gehirnbereiche welche Funktionen steuern, umso besser lassen sich diese beeinflussen. Bei manchen Nervenkrankheiten sind nämlich Areale im Gehirn geschädigt und lassen sich, wenn die Ursache bekannt ist, womöglich heilen.

Auch alltägliche Handlungen lassen sich vereinfachen. Forscher der Ruhr-Universität Bochum regten mit einer Magnetspule das motorische Zentrum des Gehirns mit einem Magnetfeld von außen an. Der Tastsinn der Probanden verbesserte sich signifikant. Solche äußeren Stimulationen werden heute erfolgreich eingesetzt bei Multipler Sklerose, Parkinson, Depression und Schizophrenie eingesetzt.

Hirn und Herz – Eine alte Geschichte

Das Gehirn beschäftigt Menschen vermutlich seit unseren Anfängen. So kennen wir Operationen am Schädel bereits aus der prähistorischen Zeit.

Die antiken Ägypter wussten bereits Jahrtausende vor unserer Zeitrechnung viel über die Anatomie des Gehirns. Sie kannten das Rückenmark, die Hirnhäute und die Knochen, die das Gehirn umschließen. Nervenbahnen und Blutgefäße fassten sie jedoch als „Kanäle“ zusammen.

Die Ägypter wussten zwar, dass Menschen mit Hirnverletzungen das Sprachvermögen verlieren – als Sitz der menschlichen Seele galt ihnen jedoch das Herz. Damit der Tote unbeschadet in der anderen Welt sein geistiges Leben weiter führen konnte, blieben Herz, Lunge, Leber und Magen beim Mumifizieren unberührt, das Gehirn entfernten die Ägypter jedoch.

Diese Vorstellung hält sich in der Bildsprache bis heute: Amors Pfeil trifft das Herz und nicht den Mandelkern, wir senden „herzliche Grüße“ und keine „limbischen“; ein Gefühlskalter ist herzlos, ein Dummkopf hirnlos. Liebevolle gelten als warmherzig, Egoisten als kaltherzig. Was aber „warmherzig“ oder „herzlos“ agiert, ist nicht das Herz, sondern das Gehirn. Wer „sein Herz am rechten Fleck hat“, nutzt in Wirklichkeit sein Gehirn auf positive Art.

Griechische Ärzte vermuteten bereits das Gehirn als Sitz der Intelligenz, sahen diese jedoch in den Ventrikeln verankert. Doch noch der große Aristoteles (384 v. u. Z. – 322 v. u. Z.) erkannte im Gehirn lediglich eine körpereigene Klimaanlage und verortete die Vernunft im Herzen.

Der Arzt Galen entdeckte im 2. Jh n.u.Z. das Nervensystem. Er meinte, dass die mit Flüssigkeit gefüllten Hirnkammern eine Substanz enthielten, die über die Nerven sinnliche Wahrnehmungen zum Hirn weiter leitete und die Muskeln steuerte. Dieses pneuma psychikon sollte sich in Blutgefäßen an der Hirnbasis bilden.

In christlicher Zeit war die Autopsie von Menschen verboten, und so blieb es im Abendland das ganze Mittelalter unbekannt, dass es ein solches Netz von Blutgefäßen beim Menschen gar nicht gibt.

Die Ventrikel galten in der Nachfolge Galens als Sitz der unsterblichen Seele, und dieses Dogma blieb bis zur Aufklärung im 18. Jh unantastbar.

Viel genauer beleuchtete der persische Arzt Abu Bakr Mohammad Ibn Zakariya al-Razi die Hirnfunktionen. Er beschrieb gegen 900 sieben der zwölf Hirn- und 32 Spiralnerven. Um das Jahr 1000 berichtete Abu i-Qasim az-Zahrawi von chriugischen Operationen, um Nervenkrankheiten zu behandeln.

René Descartes (1596-1650) sah die Funktion des Herzens wie die einer mechanischen Pumpe und erkannte auch im Gehirn nicht mehr als eine Maschine. Demnach waren tierische Verhaltensweisen lediglich mechanische Abläufe, und das galt auch für die vegetativen Funktionen des Menschen.

Allerdings wirkte ifür Descartes n bewussten Wahrnehmungen, Denken und Wille eine ebenso unsterbliche wie immaterielle Seele, die über die Zirbeldrüse mit dem Körper in Kontakt stünde.

Descartes begründete damit den modernen Dualismus, also die Trennung zwischen Geist und Körper und rationalisierte so den christlichen Mythos von der körperlosen Seele. Dieser ist wissenschaftlich längst widerlegt, denn das Gehirn steuert die Funktionen des Körpers ebenso wie die geistigen Fähigkeiten.

Doch das cartesianische Konstrukt prägte die Wissenschaft Europas – bis heute. Es führte unter anderem dazu, Tieren Vernunft und Bewusstsein abzusprechen – Generationen von Descartes anhängenden Forschern folterten und töteten unzählige Tiere bei vollem Bewusstsein, zerschnitten sie bei lebendigem Leib und sahen in ihren Schmerzensschreien lediglich die Reaktionen einer Maschine.

Emanuel Swedenborg (1688-1772) erkannte, dass verschiedene Bereiche im Gehirn verschiedene Funktionen haben. Seine Vermutungen über die Funktion des Frontalhirns näherten sich bereits dem heutigen Wissensstand an.

Der Mediziner Jean-Martin Charcot (1825-1893) begründete die Neurologie. Er erkannte Multiple Sklerose und Parkinson als Nervenkrankheiten und trennte die Epilepsie von psychischen Störung, die damals den Namen Hysterie trugen.

Bilder vom lebenden Gehirn

Seit den 1970er Jahren lassen sich mit bildgebenden Verfahren Schnittbilder des lebendigen Gehirns entwickeln. Die Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) zeigt direkt, wenn Hirnzentren aktiv werden, und die Diffusions-Tensor-Bildgebung macht plastisch, wie die Nervenbündel sich ausrichten.

Heute geht es vor allem um lebende Kontrastagenten, um Substanzen im Hirn zu messen, indem der Kernspintomograph misst, wie sich deren magnetische Eigenschaften ändern. Erweist sich diese Methode als erfolgreich, dann ließe sich in Echtzeit verfolgen, wie das Gehirn Neurotransmitter ausschüttet oder wie Kalzium in die Nervenzellen einfließt.

Wie der Neocortex, die Synapsen und Zellen funktionieren, ist ein weiterer Schwerpunkt der heutigen Hirnforschung. Dazu dient einer der schnellsten Computer überhaupt mit 360 Teraflops.

Ein soziales Organ

Ein entscheidendes Ergebnis der jüngsten Zeit ist die Veränderung des Gehirns. Traditionell ging die Forschung davon aus, dass das Gehirn sich nicht verändert. Heute ist klar, dass das Gehirn als ein soziales Organ funktioniert. Es hat die Aufgabe, mit anderen Menschen in Beziehung zu treten und aus der Verständigung mit anderen Menschen immer wieder neu zu lernen, diese Lernerfahrungen neu zu kombinieren und zu gestalten.

Vor allem steht die soziale Beziehung vor dem Lernen. Wenn die Leistung von Schülern also abfällt, weil die Chemie zwischen ihnen und einer Lehrkraft nicht stimmt, dann ist das keine Metapher, sondern wörtlich zu nehmen. Wer Wissen aufnimmt, dessen Gehirn stellt eine Verbindung her.

Wir können unser Gehirn außerdem neu konditionieren. Die Strukturen sind nicht statisch: Wer sein Gehirn anders nutzt, wer anders denkt und seine Gefühle anders lenkt, dessen Gehirn ändert die Struktur dieses Denkens und Fühlens.

Das Gehirn kann gar nicht anders, als sich bei Erschütterungen neu zu strukturieren, und die Veränderungen im Gehirn legen auch eine neue Sicht auf psychische Störungen nahe. Während die traditionelle bürgerliche Vorstellung davon ausging, dass „Irre“ erstens abnormal seien und ihr Gehirn zweitens „krank“ oder „eingeschränkt“, lassen sich viele psychiatrische Symptome inzwischen gerade so deuten, dass das Gehirn sich neu strukturiert, um sich an die Erschütterungen anzupassen:

Es schüttet Neurotransmitter aus, wodurch sich alte Strukturen auflösen und neue Lösungen möglich werden. Wenn wir Konflikte mit anderen Menschen haben, unseren (Arbeits-) Platz im Leben verlieren, und unser sozialen Umfeld zusammen bricht, stellen wir uns nicht nur „vom Kopf her“ auf eine neue Situation ein. Das Gehirn produziert Botenstoffe und bildet neue „Datenhighways“, die ein neues Informations- und Aktionsnetz aufbauen.

Forschungen zu Spiegelneuronen zeigen, wie das Gehirn sozial funktioniert: Wenn wir sehen, dass ein anderer Mensch Schmerzen empfindet, löst das in uns unangenehme Gefühle aus. Mehr noch: Bei empathischem und echtem Schmerz werden die gleichen Areale im Gehirn aktiv.

Was fand die Hirnforschung heraus?

Die neueste Hirnforschung stellte viele alte Gewissheiten vom Kopf auf die Füße: Gefühle sind nicht etwa ein besonders primitives Element des Stammhirns, sondern unabdingbar für die Entwicklung des individuellen Gehirns.

– Das Gehirn verändert sich.

– Erfahrungen werden im Gehirn verankert. Kinder verinnerlichen ihre frühen Erlebnisse ein Leben lang. Erfahrungen müssen Menschen selbst machen, damit sie im Gehirn ankommen.

– Ideen und Vorstellungen bilden handlungsleitende Strukturen im Hirn

– das Gehirn und der Körper sind untrennbar, die Struktur des Gehirns von organischen Prozessen abhängig

– Das Gehirn ist ein soziales Organ und wird wesentlich durch Kultur und Beziehungen geprägt

– Menschen lassen sich nicht durch äußeren Zwang verändern, sondern wenn der innere Drang da ist, arbeitet das Gehirn mit.

Hirnforschung und Psychotherapie

Die jüngste Hirnforschung brachte neue Erkenntnisse über psychische und neurologische Krankheiten. Zum Beispiel sind bei einer Depression Hormone und Neurotransmitter außer Kontrolle.

Gehirnforschung in der Psychotherapie. Bild: vetre - fotolia
Gehirnforschung in der Psychotherapie. Bild: vetre – fotolia

Zwangs- und Angststörungen lassen sich zum Beispiel in einer klassischen Psychotherapie kaum behandeln. Hier hilft die Deep Brain Stimulation, Elektroden, die chirugisch in das Gehirn gepflanzt werden. Elektrische Impulse „reparieren“ die Hirnstruktur.

Für psychische Probleme gilt generell: Das Hirn lässt sich durch Training, das soziale Umfeld und Inspirationen der Umwelt ändern, und zwar in jedem Alter und in jedem Gemütszustand.

Das Gehirn ist empathisch: Therapeutische Methoden wie Perspektivenwechsel, Rollenspiel, Aufstellung oder zirkuläre Fragen verbessern nachhaltig den Umgang mit den eigenen Gefühlen, indem sie Gehrinstrukturen aktivieren.

Lösungsorientierte Therapien sind besser als analytisches Durcharbeiten von vergangenen Konflikten. Das Gehirn speichert „Lösungen“ in seinen „Datenbanken“, und diese lassen sich aktivieren. Eine Lösung plastisch zu beschreiben und sich positiv vorzustellen, bringt das Gehirn auf Trab.

Positive Gefühle, freundliches Feedback und Respekt sorgen für mehr Dopamin, und dadurch kann das Hirn neue Netzwerke bilden.

Die Hirnforschung steht nach wie vor ziemlich am Anfang. Das Wechselspiel aus einem besseren Wissen darüber, wie es und damit wir funktionieren mit therapeutischen Methoden verspricht spannende Zeiten in der Heilpraxis. (Dr. Utz Anhalt) 

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Literatur

Peter Düweke: Kleine Geschichte der Hirnforschung. Von Descartes bis Eccles. 2001

Michael Hagner: Geniale Gehirne. Zur Geschichte der Elitegehirnforschung. München 2007

Ders.: Der Geist bei der Arbeit. Historische Untersuchungen zur Hirnforschung. Göttingen 2006

Erhard Oeser: Geschichte der Hirnforschung. Darmstadt 2002.