Neuronale Korrelate bewussten Erlebens (engl. neural correlates of consciousness) sind Gehirn­aktivitäten, die mit Bewusstseins­prozessen einhergehen. Die Suche nach neuronalen Korrelaten ist ein zentrales Projekt der neurowissenschaftlichen Erforschung bewussten Erlebens.

Theorien zu neuronalen Korrelaten bewussten Erlebens befinden sich grundsätzlich noch in einem vorläufigen Stadium. Dies liegt zum Teil an technischen Problemen, wie der mangelnden zeitlichen und räumlichen Auflösung von bildgebenden Verfahren, die Aktivitäten im Gehirn aufzeichnen. Außerdem ist bis heute noch nicht befriedigend geklärt, in welcher Weise das Gehirn Information speichert.

mini|180px|Schon in der Phrenologie wurden geistige Fähigkeiten einzelnen Schädelregionen und damit indirekt bestimmten Gehirnstrukturen zugeordnet.

Geschichte und Übersicht Bei der Suche nach neuronalen Korrelaten bewussten Erlebens handelt es sich um einen noch relativ jungen Teilbereich der Neurowissenschaften. Viele Entdeckungen wurden in den letzten 30 Jahren gemacht. Dennoch ist die Idee einer Entsprechung von mentalen und neuronalen Strukturen schon recht alt. Ein solches Forschungsprogramm war zwar im Rahmen der cartesianischen Metaphysik nicht sinnvoll, da Descartes von einem immateriellen Geist ausging, der nur an einer Stelle – der Epiphyse – mit dem Gehirn interagieren sollte. Allerdings versuchte schon Franz Josef Gall im ausgehenden 18. Jahrhundert, mentale Fähigkeiten mit bestimmten Bereichen des Gehirns in Beziehung zu setzen.Franz Josef Gall: Philosophisch-Medicinische Untersuchungen über Natur und Kunst im kranken und gesunden Zustande des Menschen, Grässer und Comp, Wien, 1791 Galls Phrenologie konnte sich jedoch nicht durchsetzen, da ihr präzise Daten fehlten, die für eine erfolgreiche Beschreibung von Entsprechungen notwendig gewesen wären.

Erste empirische Fortschritte stellten sich durch die neuropsychologische Forschung des 19. Jahrhunderts ein. Wissenschaftlern wie Paul Broca und Carl Wernicke gelang es, Hirnregionen ausfindig zu machen, die mit bestimmten kognitiven Fähigkeiten in Beziehung standen. Eine große Rolle spielte dabei die Untersuchung von Patienten mit kognitiven Ausfällen aufgrund genau lokalisierbarer Schädigungen des Gehirns. Allerdings waren auch die Methoden der Neurowissenschaft des 19. Jahrhunderts noch zu grob, um Korrelate bestimmter Bewusstseinsprozesse beschreiben zu können. Eine erhebliche Verbesserung gab es erst mit der Elektroenzephalografie (EEG) und den bildgebenden Verfahren. Durch diese neuen Methoden wurde es möglich, neuronale Aktivität in bestimmten Gehirnregionen aufzuzeichnen. Des Weiteren wurde ein Verfahren entwickelt, durch Transkranielle Magnetstimulation (TMS) auf nichtinvasive Weise Prozesse in ausgewählten Gehirnregionen vorübergehend von außen her zu verändern.

Die neurowissenschaftliche Bewusstseinsforschung weist verschiedene Verbindungen zur Philosophie des Geistes auf: Zum einen scheint es durch die Forschung erstmals absehbar zu sein, die biologischen Prozesse zu beschreiben, die mit dem Phänomen des bewussten Erlebens zusammenhängen. Zum anderen beinhaltet die Suche nach neuronalen Korrelaten keine unmittelbare Parteinahme für eine bestimmte philosophische Position: Reduktionisten können davon ausgehen, dass die Suche nach Korrelaten der erste Schritt in der Zurückführung des Bewusstseins auf biologische Prozesse ist. Andere Theoretiker verstehen die Suche nach neuronalen Korrelaten nicht als reduktionistisch: Man könne mit ihnen die Beziehung zwischen Geist und Gehirn beschreiben, ohne das eine auf das andere zurückzuführen. Sogar einige dualistische Positionen – etwa die von David ChalmersDavid Chalmers: The conscious mind : in search of a fundamental theory, Oxford University Press, Oxford, 1996, ISBN 0-19-511789-1 – seien mit der Existenz von neuronalen Korrelaten vereinbar.

Was ist ein neuronales Korrelat? Neuronale Korrelate des Bewusstseins sind Strukturen und Prozesse im Gehirn, die mit bewusstem Erleben in Beziehung stehen. Bei genauerer Betrachtung erweist sich der Begriff jedoch als nicht eindeutig.

Zunächst muss danach gefragt werden, ob man nach einem Korrelat bewussten Erlebens im Allgemeinen oder nach Korrelaten von speziellen bewussten Erlebnissen, wie einer bestimmten Wahrnehmung oder Erinnerung, sucht. Beide Ziele können zu sinnvollen Forschungsprojekten führen. Ein Korrelat im ersten Sinne wäre hinreichend dafür, einem Lebewesen bewusstes Erleben zuzusprechen. In den Neurowissenschaften wird jedoch meistensEine Ausnahme ist etwa: Joseph Bogen: On the neurophysiology of consciousness. Part 1: Overview. In: Consciousness and Cognition, 1995 nach Korrelaten im zweiten Sinne gesucht.

Methoden und Forschungsergebnisse Bewusste und unbewusste Verarbeitungen Ein wichtiger Gesichtspunkt ist die Unterscheidung zwischen bewussten und unbewussten Verarbeitungen. Kognitionspsychologische Standardtechniken wie das Priming zeigen, dass Wahrnehmung und Gedächtnis in Teilen unbewusst bleiben. Dies hat offensichtliche Konsequenzen für die Neurowissenschaft: Wird einer Person etwa ein Objekt visuell präsentiert, so verarbeitet das Gehirn zahlreiche Informationen über dieses Objekt, doch nur ein Teil dieser Informationen wird der Person bewusst. Für die Suche nach neuronalen Korrelaten bewussten Erlebens ergibt sich somit die Herausforderung, diejenigen neuronalen Verarbeitungsprozesse, die mit bewussten Vorgängen verknüpft sind, von denen zu trennen, die unbewusst ablaufen. mini|250px|Vom visuellen Cortex (rot) führt der dorsale Strom zum hinteren Parietallappen (gelb), der ventrale Strom zum Cortex temporalis inferior (grün). Ein Beispiel hierfür ist die Unterscheidung zwischen einem dorsalen und einem ventralen Strom der visuellen Wahrnehmung. Gestützt durch Läsionsstudien führten Leslie G. Ungerleider und Mortimer Mishkin die Unterscheidung zwischen zwei Verarbeitungsbahnen ein.Leslie Ungerleider, Mortimer Mishkin: Two cortical visual systems. In: Analysis of visual behavior, 1982 Vom visuellen Cortex gehen zwei Hauptströme aus: 1) Ventraler Strom: Hier werden Signale in den Cortex temporalis inferior (IT) geleitet, wo eine Analyse von Eigenschaften – wie Farbe, Muster und Form – stattfindet. 2) Dorsaler Strom: Hier werden Signale zum hinteren Parietallappen weitergeleitet, wo eine räumliche Lokalisation des Objektes stattfindet. In neueren Arbeiten haben Melvyn Goodale und David Milner die Idee der zwei Verarbeitungsströme der visuellen Wahrnehmung übernommen und mit einer These über bewusstes Erleben verknüpft.Melvyn Goodale, David Milner: Separate visual pathways for perception and action. In: Trends in Neuroscience, 1992 Laut Goodale und Milner ist die Verarbeitung im ventralen Strom mit bewusster, phänomenaler Wahrnehmung verbunden, während die dorsale Verarbeitung weitgehend unbewusst abläuft. Neuronale Korrelate der bewussten visuellen Wahrnehmung wären nach dieser These unter anderem im Cortex temporalis inferior lokalisiert.

Binokulare Rivalität Eine klassische Methode bei der Suche nach neuronalen Korrelaten bewussten Erlebens basiert auf dem Phänomen der binokularen Rivalität.D. Alais, R. Blake (Hrsg.): Binocular Rivalry, MIT Press, 2005, ISBN 0-262-01212-X Als binokulare Rivalität bezeichnet man den spontanen Wechsel des bewusst wahrgenommenen Gegenstands. Eine binokulare Rivalität tritt auf, wenn man den beiden Augen zwei unterschiedliche Bilder präsentiert, die nicht in ein einheitliches Bild integriert werden können. Ein Beispiel: Man kann dem linken Auge etwa einen roten, vertikalen Balken präsentieren und dem rechten Auge einen grünen, horizontalen Balken. Damit konfrontiert, nimmt die Versuchsperson in abwechselnder Folge einen roten oder einen grünen Balken wahr, nie jedoch beide Bilder zugleich. Zudem kann die Person die bei ihr auftretenden inneren Bildwechsel nicht willentlich kontrollieren.

Bei der Suche nach neuronalen Korrelaten bewussten Erlebens kann man sich dieses Phänomen zunutze machen, indem man untersucht, welche Änderungen des neuronalen Geschehens im Moment des Umschlags des Wahrnehmungsbildes stattfinden. Wichtige Experimente zu diesem Thema wurden insbesondere von Nikos Logothetis durchgeführt.N. K. Logothetis, J. D. Schall: Neuronal correlates of subjective visual perception. In: Science, 1989N. K. Logothetis, D. A. Leopold, D. L. Sheinberg: Neural mechanisms of perceptual organization in: Cognitive Studies: Bulletins of the Japanese Cognitive Science Society 4, 1997 Die Ergebnisse zeigten, dass viele Elemente der neuronalen Verarbeitung während des Wahrnehmungsumschwungs unverändert blieben. Nicht nur, dass die Stimulation der Retina bei den verschiedenen Wahrnehmungszuständen gleich blieb, sogar in weiten Teilen des visuellen Cortex zeigte sich während des Wahrnehmungsumschwung keine Veränderung. Vielmehr schienen dort noch die Informationen über die beiden präsentierten Bilder vorhanden zu sein. Anders sah es allerdings in Teilen des Temporallappens aus, wo ein Wechsel in der neuronalen Aktivität tatsächlich mit dem Wechsel des subjektiv wahrgenommenen Bildes korrelierte.

Läsionen Von besonderer Bedeutung für die Bewusstseinsforschung sind Fälle, in denen das bewusste Erleben gestört ist, aber die dazugehörende Informationsverarbeitung in Teilen intakt bleibt. Ein bekannter Fall ist die insbesondere von Lawrence Weiskrantz erforschte Rindenblindheit (blindsight).Lawrence Weiskrantz: Blindsight: A case study and its implications Oxford University Press, Oxford, 1989, ISBN 0-19-852192-8 Patienten mit Rindenblindheit nehmen sich als vollständig blinde Personen wahr. Sie können subjektiv keinen visuellen Input erleben. Wenn man die Patienten jedoch bittet, zu „raten“, wo sich ein gegebener visueller Stimulus befindet, so zeigen diese Patienten Leistungen, die weit über ein zufallsgesteuertes Raten hinausgehen. Die Erklärung ist, dass bei Rindenblindheit nicht die Retina, sondern der visuelle Cortex beschädigt ist. Dabei bleiben jedoch Verarbeitungswege intakt, die einen unbewussten Informationsfluss ermöglichen. Ähnliche Phänomene lassen sich auch für andere kognitive Leistungen ausmachen. Patienten mit Aphasie, Amnesie oder Agnosie erleben subjektiv einen Verlust von Sprachverständnis, Gedächtnis oder Objekterkennung. Experimente zeigen jedoch, dass einige dieser Patienten unbewusst Teile eben der Leistungen bringen können, zu denen sie subjektiv nicht mehr in der Lage scheinen.Lawrence Weiskrantz: Disconnected awareness for detecting, processing, and remembering in neurological patients. In: Journal of the Royal Society of Medicine, 1991 Solche Erkenntnisse liefern wichtige Beiträge zu der Frage, welche Strukturen und Prozesse notwendig für bewusstes Erleben sind.

Theorien Es gibt viele Hypothesen zu der Frage, welche neuronalen Strukturen und Prozesse Korrelate von bewusstem Erleben bilden. Manche Forscher vermuten, dass die jeweils beteiligten Neuronen auf ganz bestimmte Weise feuern.Francis Crick, Christof Koch: Towards a neurobiological theory of consciousness. In: Seminars in the Neurosciences, 1990 Andere Theorien versuchen, die neuronalen Korrelate anatomisch einzugrenzen.Joseph Bogen: On the neurophysiology of consciousness. Part 1: Overview. In: Consciousness and Cognition, 1995 Die verschiedenen Hypothesen müssen nicht immer als Gegensätze begriffen werden. Zum Teil ergänzen sie sich sogar recht gut.

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