Für meinen Vater Ulrich Paret

Seite 5

Einführende Worte

Während meines Studiums stieß ich häufig auf die Frage, was wir durch die Kenntnis des menschlichen Gehirns über mentale Funktionen lernen können. Die rasante Entwicklung der Neurowissenschaften ist faszinierend und wirkt sich immer mehr auf andere Wissenschaften aus. In psychologischen Lehrbüchern gehört es zum guten Ton, dass Themen wie Kognition, Emotion, oder Lernen und Gedächtnis mit Bezug auf neurowissenschaftliches Wissen diskutiert werden.

Bei einer Beschäftigung mit den Darstellungen in der Populärals auch in der Fachliteratur fällt jedoch auf, dass die Übertragung neurowissenschaftlicher Erkenntnisse auf mentale Ereignisse wie Denken, Wissen oder Bewusstsein nicht immer ohne Weiteres gerechtfertigt ist. Es ist populär, bei der Erörterung des menschlichen Geistes „harte“ Fakten über das Gehirn zu präsentieren. Die Übertragung dieses Wissens auf Fragestellungen der Psychologie ist jedoch an gewisse Voraussetzungen gebunden und diese ergeben sich aus dem theoretischen Fundament der Wissenschaften.

Das vorliegende Werk umfasst drei Aufsätze, die in den Jahren 2010 und 2011 als Seminararbeiten an den Fachbereichen Philosophie und Psychologie der Universität Hamburg entstanden sind. Zentral ist jeder Arbeit eine Diskussion mentaler Phänomene vor dem Hintergrund philosophischer und neuro- wissenschaftlicher Erkenntnisse.

Seite 6

Die Aufsätze widmen sich drei unterschiedlichen Hauptthemen. Im ersten Teil („Neuronale Repräsentationen des menschlichen Geistes“) werden einige theoretische Grundlagen erörtert, die in der Diskussion zum Verhältnis zwischen Gehirn und Geist immer wieder eine zentrale Rolle spielen. Auf diesen Grundlagen aufbauend versuche ich zu zeigen, welches Repräsentationskonzept mentaler Funktionen im Gehirn man sinnvollerweise annehmen kann. Die einzelnen Unterkapitel bauen zum Teil aufeinander auf, sind für das grundlegende Verständnis an anderer Stelle aber nicht immer Voraussetzung. Einige der hier vorgestellten Konzepte spielen auch in den übrigen zwei Teilen des Buchs eine Rolle, bilden aber keine Voraussetzung für das allgemeine Verständnis.

Im zweiten und dritten Teil gehe ich auf Themen ein, deren Diskussion durch neurowissenschaftliche Erkenntnisse in jüngerer Zeit neu angeheizt wurde: das Selbst beziehungsweise das Bewusstsein („Zwischen Selbst und Wissen“) und den Willen („Human volition“). Unter Rückgriff auf neurowissenschaftliche Forschung und Modelle sowie unter Berücksichtigung philosophischer Texte, entwickle ich hier eigene Standpunkte. Dabei wird hin und wieder auf den ersten Text rekurriert, der sozusagen ein theoretisches Fundament für einige Argumentationen bereitstellt.

Ich habe mich dazu entschieden, die Arbeiten für interessierte Leser zur Verfügung zu stellen, da sich einige der enthaltenen Gedanken für mich als sehr wertvoll herausgestellt haben. Ich halte ein wissenschaftstheoretisches Basiswissen für unbedingt notwendig, wenn es um Überlegungen zur Relevanz der Neuro-

S e i t e 7

wissenschaften für die Funktionen des menschlichen Geistes gehen soll. Die Texte bieten einerseits eine Übersicht über fundamentale Problematiken, andererseits wird versucht

aufzuzeigen, inwiefern geistesphilosophische Überlegungen durch neurowissenschaftliche Erkenntnisse befruchtet werden können.

Die Aufsätze beleuchten jeweils bestimmte Ausschnitte der jeweiligen Debatten zum Repräsentationalismus, zum Selbst und Selbstwissen sowie zum (freien) Willen des Menschen. Es wurde so weit wie möglich versucht, die einschlägige Literatur zu berücksichtigen. Ich möchte ausdrücklich darauf hinweisen, dass den Darstellungen nicht der Anspruch auf Vollständigkeit unterliegt. Bei tieferem Interesse, vor allem in Bezug auf philosophische und wissenschaftstheoretische Aspekte, sei auf die angegebene oder andere Fachliteratur verwiesen. Mein Dank gilt Prof. Dr. Ulrich Gähde, Prof. Dr. Brigitte Röder und Sonja Schierbaum für hilfreiche Kommentare und Literaturhin- weise.

Seite 9

Inhaltsverzeichnis

1  Neuronale Repräsentationen des menschlichen Geistes  11

1.1  Einleitung  15

1.2  Konzepte zur Repräsentation intentionaler Zustände  26

1.3  Ansätze zur Naturalisierung des Inhalts mentaler  

Repr  äsentationen  41

1.4  Repräsentation von Empfindungen  47

1.5  Der Repräsentationsbegriff in den Neurowissenschaften  54

2  Zwischen Sein und Wissen  63

2.1  Einleitung  67

2.2  Damasios Bewusstseinstheorie  70

2.3  Das Selbst  78

2.4  Fazit  90

3  Human volition  91

3.1  Einleitung  95

3.2  Wille und Entscheidung  97

3.3  Willentliche Handlungen  101

3.4  „Agency“ und „Intention“  105

3.5  Revision des Willenskonzepts  109

3.6  Fazit  112

4  Quellenverzeichnis  115

Christian Paret: Neuronale Repräsentationen des menschlichen Geistes Seite 11

Neuronale Repräsentationen des 1 menschlichen Geistes

Zum Repräsentationsbegriff in den kognitiven Neurowis- senschaften

1  Neuronale Repräsentationen des menschlichen Geistes Seite  13

1.1  Einleitung  15

1.1.1  Forschungsfeld der kognitiven Neurowissenschaften  15

1.1.2  Die Repräsentation im Verständnis  

neurowissenschaftlicher  Forschung  17

1.1.3  Kategorien kognitiver Funktionen  22

1.2  Konzepte zur Repräsentation intentionaler Zustände  26

1.2.1  Merkmale intentionaler Zustände  26

1.2.2  Fodors Repräsentionale Theorie des Geistes (RTG)  30

1.2.3  Konnexionismus  34

1.3  Ansätze zur Naturalisierung des Inhalts mentaler  

Repr  äsentationen  41

1.3.1  Dretskes informationstheoretischer Ansatz  41

1.3.2  Das Problem der Fehlrepräsentation  43

1.4  Repräsentation von Empfindungen  47

1.4.1  Nagels Thesen zum subjektiven Charakter von  

Empfindungen   47

1.4.2  Levines Argument der Erklärungslücke  50

1.5  Der Repräsentationsbegriff in den Neurowissenschaften  54

1.5.1  Landschaftskarten und neuronale Karten - Analogien  

und  Verwirrungen  54

1.5.2  Der „mereologische Fehlschluss“  59

1 Neuronale Repräsentationen des menschlichen Geistes Seite 15

Einleitung 1.1

Forschungsfeld der kognitiven Neurowissenschaf- 1.1.1 ten

Die kognitiven Neurowissenschaften befassen sich mit den neuronalen Grundlagen mentaler Eigenschaften wie Denken, Fühlen, Lernen, Gedächtnis und Wahrnehmung. In diesem Teilbereich der Neurowissenschaften kommen unterschiedliche Disziplinen zusammen. Es werden Fragestellungen aus Psychologie, Soziologie, Ökonomie und anderen Wissenschaften aufgegriffen und es wird nach Gesetzen gesucht, die menschliches Handeln auf neuronaler Ebene erklärbar machen. Eine der Grundannahmen der kognitiven Neurowissenschaften ist die These, dass kognitive Funktionen auf neuronaler Ebene realisiert sind. Was aber ist eine kognitive Funktion? Um sich dieser Frage zu nähern, hilft ein Blick in die verschiedenen Arbeitsfelder der kognitiven Neurowissenschaften. Zu diesen Feldern gehören zum Beispiel: „visual, auditory, haptic and mul-tisensory perception, attention, language, […] learning and memory, emotion and motivation, executive functions, […] and consciousness“ (aus dem Vorlesungsverzeichnis zur Vorlesung „Introduction into Cognitive Neuroscience“, 2009, Universität Hamburg, FB Psychologie). Diese Auswahl wirkt heterogen. Es stellt sich die Frage, welche Merkmale diesen Bereichen gemeinsam sind und gleichzeitig ausreichen, sie zu

Seite 16

charakterisieren. Weiter unten werde ich auf die Frage nach charakterisierenden Merkmalen kognitiver Funktionen eingehen. Darüber hinaus stellt sich die Frage, was es bedeutet, von der Realisierung kognitiver Funktionen auf neuronaler Ebene zu sprechen. Zunächst liegt dieser Annahme die simple Idee zu-grunde, dass der Besitz mentaler Eigenschaften das Vorhandensein eines normal funktionierenden Gehirns voraussetzt. Man kann davon ausgehen, dass kognitive Fähigkeiten mit bestimmten hirnphysiologischen Mechanismen in gesetzmäßiger Weise zusammenhängen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen diese Mechanismen aber nicht untersucht werden, sondern es soll diskutiert werden, inwiefern es Sinn macht, von einer Realisierung kognitiver Funktionen im Gehirn zu sprechen. Mit modernen Forschungstechniken, wie zum Beispiel der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT), lässt sich Aktivität im Gehirn „sichtbar“ machen. Die Stärke des fMRT-Signals ist abhängig von der Sauerstoffkonzentration des Blutes im gemessenen Hirnareal (Blood Oxygenation Level Dependancy, BOLD-Effekt) und reflektiert so den erhöhten Energiebedarf der Gehirnzellen, der vornehmlich von gesteigerter physiologischer Aktivität der Zellen herrührt. Während einer Untersuchung liegt die Versuchsperson im fMRT-Scanner, wobei sensorische Reize dargeboten werden können, wie zum Beispiel die Fotografie eines Gesichts. Mithilfe statistischer Methoden lässt sich anschließend zeigen, in welchem Hirnbereich es während der Darbietung des Reizes gesteigerte Aktivität gab. Durch fMRT wird Hirnaktivität jedoch nur indirekt gemessen. Es können somit Aussagen über Aktivitäten von Gehirnarealen, jedoch nicht

1 Neuronale Repräsentationen des menschlichen Geistes Seite 17

von einzelnen Zellverbänden oder gar einzelnen Neuronen gemacht werden. In Tierversuchen werden hingegen auch Daten über neuronale Aktivität auf zellulärem Niveau gewonnen. So kann beispielsweise gezeigt werden, dass bestimmte Klassen visueller Reize (wie zum Beispiel Gesichter) mit der Aktivität bestimmter Neuronenverbände zusammenhängen. Betrachtet man das experimentelle Vorgehen der kognitiven Neurowissenschaften, so wird deutlich, dass hier ein Zustand des Gehirns oder eines Gehirnbereichs aufgezeigt werden soll, der mit der Ausführung einer kognitiven Funktion zusammenhängt. Wenn wir also von der Realisierung kognitiver Funktionen im Gehirn sprechen, so ist damit gemeint, dass ein bestimmter mentaler Zustand mit einem bestimmten neuronalen Zustand einhergeht und auf diesen zurückgeführt werden kann. Dieser neuronale Zustand wird auch als die (neuronale) Repräsentation jenes mentalen Zustands bezeichnet.

Die Repräsentation im Verständnis neurowissen- 1.1.2 schaftlicher Forschung

In einem Review-Artikel entwickeln deCharms und Zador (2000) ein Repräsentationskonzept, von dem man annehmen kann, dass es auch die Sichtweise anderer Forscher auf dem neurowissenschaftlichen Gebiet wiederspiegelt. Dabei verstehen sie unter Repräsentation folgendes:

(DZ-R 1) Eine neuronale Repräsentation ist eine Nachricht (message), die auf Basis bestimmter Regeln Information

Seite 18

transportiert. Diese Regeln beruhen auf den Mechanismen neuronaler Informationsverarbeitung. (DZ-R 2) Eine neuronale Repräsentation ist Teil eines Transformationsprozesses von Information zwischen Input und Output.

DeCharms und Zador stellen zwei Prinzipien heraus, nach denen neuronale Repräsentationen definiert werden können: Gehalt (content) und Funktion (function). Diese zwei Prinzipien lassen sich folgendermaßen zusammenfassen: (DZ-G) Der Gehalt einer Repräsentation ist die Information, die eine Repräsentation trägt.

(DZ-F) Die Funktion einer Repräsentation ist der Effekt, den ein Signal auf einen kognitiven Prozess und resultierendes Verhalten haben kann.

DeCharms und Zador illustrieren ihre These (DZ-G) unter anderem am Beispiel von Neuronen, die eine Bedeutung in der visuellen Informationsverarbeitung von Reizen haben. Im visuellen Cortex von Tieren lassen sich Neuronen identifizieren, die auf die Wahrnehmung von Linien mit bestimmter räumlicher Ausrichtung mit gesteigerter Aktivität reagieren. Diese Neuronen feuern verstärkt, wenn sich Objekte mit der präferierten Ausrichtung im visuellen Feld dieses Neurons befinden. Je stärker der Winkel ist, in dem die tatsächliche Ausrichtung des Objekts von der präferierten Ausrichtung abweicht, desto schwächer wird die Feuerungsrate. Nach deCharms und Zador trägt dieses Neuron N Information über die Ausrichtung eines Objekts O in seinem visuellen Feld. Mit (DZ-R 1) kann der Zu-

1 Neuronale Repräsentationen des menschlichen Geistes Seite 19

stand von N bei Vorliegen von O als neuronale Repräsentation des Vorliegens von O gesehen werden. In (DZ-R 2) geht es darum, dass neuronale Repräsentationen Teil eines komplexen Verarbeitungsprozesses sind. DeCharms und Zador versuchen mit Prinzip (DZ-F) diese Rolle neuronaler Repräsentationen fassbar zu machen. Die Funktion eines neuronalen Signals wird hier als eine Bedingung dafür formuliert, dass es als Kandidat für eine Repräsentation in Frage kommt. Nach Ansicht der Autoren ist die Funktion - oder besser, der Effektdes Signals sogar eine notwendige Bedingung für seinen repräsentationalen Charakter:

„To the extent that a neuron with no axon represents anything at all, it does so only for the experimentalist because no one else is „listening“. […] The issue here is not only about neurons without projections, it is that the representational relevance of neuronal signals comes not from content alone, but also from the functions that result from the way in which the content is used.” (deCharms & Zador, 2000, S 615)

Die Ausführungen der Autoren zu Gehalt und Funktion neuronaler Repräsentationen sind problematisch. Zum Einen ist es nicht korrekt zu behaupten, dass der Gehalt mit der Information eines neuronalen Signals identisch ist [siehe (DZ-G)]. Wenn wir vor uns eine Kuh stehen sehen, gelangen wir gewöhnlich schnell zu der Überzeugung, dass es sich bei dem Tier um eine Kuh, und nicht etwa um ein Pferd oder ein anderes Tier handelt. Das neu- ronale Signal, welches unsere Repräsentation kodiert, trägt

Seite 20

physikalische Informationen über das Objekt - also die Kuh. Beim Gehalt handelt es sich jedoch um ein inhaltliches Konzept, nämlich um die Überzeugung, dass es sich bei dem Tier um eine Kuh handelt. Diese Überzeugung lässt sich jedoch nicht aus dem Signal selbst erschließen, sondern kann nur aus anderen Informationsquellen erschlossen werden (zum Beispiel durch Nachfragen, oder durch frühere Beobachtungen des Verhältnisses zwischen dem beobachteten neuronalen Signal und der gleichzeitig auftretenden Überzeugung, eine Kuh zu sehen). Die Beziehung zwischen Signal und Gehalt einer Repräsentation ist also keineswegs eine unmittelbare, wie es aus der deCharms und Zadors These entnommen werden könnte. Ein anderes Problem liegt darin, die Funktion einer Repräsentation durch ihren messbaren Effekt bestimmen zu wollen. Man kann (DZ-F) so verstehen, dass die Funktion einer Repräsentation mit ihrem Effekt identisch ist. Hierin liegt aber kein Erkenntnisgewinn über die Funktion. Die Problematik der These liegt vor allem darin begründet, dass physiologische, Verhaltens-oder andere messbare Effekte niemals eindeutig bestimmbar sind. Wenn der Effekt des Feuerns von Neuron A in der Auslösung des Blinzelreflex BR des rechten Auges liegt, dann lernen wir nichts Neues dadurch, dass wir sagen: „die Funktion des Feuerns von A liegt in der Auslösung von BR“. Ebenso könnten wir beobachten, dass das Feuern des Neurons A zum Feuern von Neuron B führt und behaupten, dass die Funktion des Feuerns von A in der Aktivierung von B liegt. Diese Behauptungen sind zwar nicht falsch, aber reichlich banal. Das Problematische der These (DZ-F) wird vielleicht deutlicher, wenn es darum geht,

1 Neuronale Repräsentationen des menschlichen Geistes Seite 21

komplexe Verhaltensweisen zu untersuchen. Die neuronale Repräsentation, die in unserem Gehirn durch die Wahrnehmung einer giftigen Schlange entsteht, kann zum Beispiel zum Erstarren führen oder unsere Flucht vor dem Tier auslösen. Beide Verhaltensweisen können auch als Angstverhalten bezeichnet werden. Was ist nun der Effekt der Repräsentation? Es wäre gleichermaßen legitim zu behaupten, (1) der Effekt läge in der Auslösung des Erstarrens beziehungsweise der Flucht, (2) allgemein in der Auslösung von Angstverhalten oder aber (3) in der Rekrutierung von Selbstschutzmechanismen. Wie weit wir bei der Bestimmung des Effekts letztendlich gehen oder welche Konzepte wir dabei miteinbeziehen ist beliebig und kann abhängig von unserer wissenschaftlichen oder weltanschaulichen Perspektive erheblich variieren.

Der Standpunkt der Autoren wird durch eine Variation des Prinzips (DZ-F) deutlicher hervorgehoben: (DZ-F 2) Die Funktion einer Repräsentation ist die adaptive Leistung, die sich aus dem Effekt ergibt, den ein Signal auf einen kognitiven Prozess und resultierendes Verhalten haben kann.

Durch diese Erläuterungen schränken deCharms und Zador die Beliebigkeit bei der Bestimmung des Effekts etwas ein. Ich sehe zwei weitere Einwände, die deCharms und Zadors Repräsentationsbegriff revisionsbedürftig erscheinen lassen: Aus den Ausführungen der Autoren geht hervor, dass der Effekt eines Signals mit der messbaren Wirkung der repräsentationalen Hirnaktivität einhergeht. Wenn niemand einem neuronalen Sig-

Seite 22

nal „zuhört“ [„…no one else is ‘listening‘“ (deCharms & Zador, 2000, S 615)], so soll auch nicht von einer Repräsentation gesprochen werden. Erstens ist es aber methodisch nicht zu rechtfertigen, dass ein neuronales Signal nur deshalb nichts repräsentiert, weil man keinen Effekt messen kann. Ob ein Effekt gemessen werden kann oder nicht hängt von der Hypothese ab, die getestet werden soll und von den angewandten Messmethoden. Zweitens erscheint es seltsam zu behaupten, dass ein neuronales Aktivitätsmuster erst zur Repräsentation wird, wenn es in irgendeiner Weise weiter verarbeitet wird. Wie kann man logisch erklären, dass ein neuronales Signal keine repräsentationale Bedeutsamkeit für den tierischen Organismus hat aber, sobald es von einem Experimentator gemessen wird, plötzlich etwas repräsentiert?

Kategorien kognitiver Funktionen 1.1.3

Weiter oben wurde bereits angemerkt, dass unter kognitiven Funktionen eine heterogene Ansammlung von mentalen Fähigkeiten zusammengefasst wird. In der Literatur werden zwei Typen von mentalen Zuständen unterschieden: intentionale Zustände und Empfindungen (Beckermann, 2008). Unter intentionalen Zuständen versteht man zum Beispiel Überzeugungen, Wünsche, Befürchtungen oder Erwartungen. Die Gemeinsamkeit dieser Zustände ist ihre Gerichtetheit auf ein Objekt. Zum Beispiel bin ich überzeugt, dass etwas der Fall ist, oder ich wünsche mir, dass ein Ereignis eintritt. Mit anderen Worten: intentionale Zustände haben propositionalen Gehalt, sie sind semantisch bewertbar.

1 Neuronale Repräsentationen des menschlichen Geistes Seite 23

Unter Empfindungen fasst man mentale Zustände zusammen, die einen qualitativen Charakter haben. Manchmal auch als „Qualia“ bezeichnet, teilen mentale Zustände dieser Kategorie die Eigenschaft einer subjektiven Erlebniskomponente. Wenn wir ein heißes Bad nehmen, so spüren wir, wie das warme Wasser unseren Körper umgibt. Und tauchen wir mit der Hand durch die Flüssigkeit, so spüren wir den Widerstand an unseren Händen. Alle diese Sinneseindrücke geschehen in unserem Erleben, das heißt, sie sind „qualitativ“. Bei einigen kognitiven Funktionen ist die subjektive Erlebniskomponente besonders hervorstechend, wie zum Beispiel bei den Emotionen. Das Gefühl panischer Angst ist wahrscheinlich jedem bekannt. Aber auch andere kognitive Funktionen wie Wahrnehmung, Denken und Erinnern haben qualitative Aspekte. Wenn wir beispielsweise nachdenken, so haben wir die Empfindung, dass wir es sind, die gerade einen Gedanken fassen (vergleiche die Ausführungen zum Selbstsinn im Abschnitt 2.3).

Viele kognitive Funktionen lassen sich nicht eindeutig in die Ka-tegorien „Empfindung“ und „intentionaler Zustand“ einordnen. Ich kann zum Beispiel Angst davor haben, dass ein Ereignis eintritt oder ich kann mich daran erinnern, dass mein erstes Auto rot war. Beide mentalen Zustände haben proportionalen Gehalt. Es ist aber gleichzeitig möglich, dass ich wirklich Angst mit allen ihren körperlichen und Gefühls-Komponenten empfinde oder, dass ich eine visuelle Vorstellung von meinem ersten Auto und seiner roten Farbe habe.