In den Lebenswissenschaften werden Mechanismen oft zur Erklärung eines Phänomens ohne den Einbezug von Gesetzen herangezogen. Ein besonders prominentes Beispiel aus den Neurowissenschaften dafür ist der Mechanismus der Langzeitpotenzierung, der die Gedächtniskonsolidierung erklären soll. Doch lange Zeit wurden Mechanismen ohne Einbezug von Entwicklung und längeren Zeitspannen betrachtet. So ist das empirische Beispiel von Maguires Taxifahrern, welche ein unterschiedliches Volumen ihres Hippocampus‘ aufzeigen in Abhängigkeit der Zeit, die sie mit Taxifahren verbrachten, nicht mechanistisch erklärbar. Der Grund für diese Unzulänglichkeiten ist das fehlende Einbeziehen von Zeitskalen, sowie eine zu starre Vorstellung der Aktivitäten und Entitäten, durch die der Mechanismus identifiziert wird. Bechtel & Abrahamsen versuchen die veraltete Vorstellung von Mechanismen aufzubrechen und durch einen dynamischeren Begriff zu ersetzen. Hierbei legen sie den Fokus auf die (Selbst-)Organisation von Mechanismen und beziehen konnektionistische Modelle bzw. neuronale Netzwerke in die Erklärung mit ein. Es zeigt sich jedoch, dass dieser Ansatz seine eigenen Probleme für die Beschreibung des Mechanismus mit sich bringt. Somit bleibt weiterhin fraglich, ob Entwicklung mit neuronalen Netzwerken, wie es die Autoren vorschlagen, mechanistisch plausibel erklärt werden kann.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Die mechanistische Erklärung nach Machamer, Darden & Craver
3. Mechanismen und Entwicklung?
4. Kritik am Mechanismus nach Machamer, Darden & Craver
4.1 Ausdifferenzierung der Zeitskalen
4.2 Konstitutive Relationen bei Veränderung auf anderer Zeitskala
4.3 Raumzeitliche Organisation
4.4 Gleichbleibende Bedingungen
5. Dynamische Mechanismen nach Bechtel & Abrahamsen
6. Kritik am dynamischen Mechanismus nach Bechtel & Abrahamsen
6.1 Ausdifferenzierung der Zeitskalen
6.2 Konstitutive Relationen bei Veränderung auf anderer Zeitskala
6.3 Raumzeitliche Organisation
6.4 Gleichbleibende Bedingungen
6.5 Probleme der neuronalen Netzwerke für mechanistische Erklärung
7. Fazit
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Eignung mechanistischer Erklärungsmodelle in den Neurowissenschaften zur Beschreibung von Entwicklungsprozessen, wobei insbesondere die empirische Evidenz der strukturellen Veränderung des Hippocampus bei Taxifahrern als kritischer Fall dient.
- Mechanistische Erklärung nach Machamer, Darden & Craver
- Kritische Analyse von Mechanismen in Bezug auf zeitliche Entwicklung
- Dynamische Mechanismen und neuronale Netzwerkmodelle nach Bechtel & Abrahamsen
- Problematik der biologischen Adäquatheit artifizieller Netzwerke
- Einfluss von Zeitskalen auf mechanistische Erklärungen
Auszug aus dem Buch
4. Kritik am Mechanismus nach Machamer, Darden & Craver
Ich werde im Folgenden argumentieren, dass die mechanistische Erklärung, so wie sie von Machamer, Darden & Craver beschrieben wird, aus den folgenden Gründen unzureichend ist, um das in Abschnitt 3 beschriebene Phänomen zu erklären. Der Hauptgrund, warum dieser Ansatz unbefriedigend ist, ist a) die nicht vorhandene Ausdifferenzierung der unterschiedlichen Zeitebenen, in die ein Mechanismus eingebettet sein kann. Dies zieht mehrere Konsequenzen nach sich, die den mechanistischen Ansatz nach Machamer, Darden & Craver für die Erklärung von Mechanismen in der Entwicklung ungenügend werden lassen: b) die konstitutiven Relationen bei Veränderung des Mechanismus liegen auf einer anderen Zeitskala; c) die räumliche und temporäre Organisation von Mechanismen ist zu streng gefasst; d) die Entitäten und Aktivitäten arbeiten nicht immer unter den gleichen Bedingungen oder regelmäßig.
4.1 Ausdifferenzierung der Zeitskalen
Die Beschreibung des Mechanismus nach Machamer, Darden & Craver beinhaltet keine unterschiedlichen Zeitskalen. Es wird angenommen, dass die Organisation den zeitlichen Ablauf der Aktivitäten ausreichend bestimmt, der für die Hervorbringung des Phänomens verantwortlich ist. So sind die unterschiedlichen Ebenen, auf denen das Phänomen beschrieben wird, mit den verschiedenen Zeitskalen vermischt. Durch diese Konstruktion bleibt aber völlig unklar, ob jede Ebene die gleiche Zeitspanne umfasst oder ob unterschiedliche zeitliche Aspekte einen jeweils unterschiedlichen Einfluss auf die Entitäten und ihre Aktivitäten haben können. Im Falle der Taxifahrer zeigt die Analyse des veränderten Volumens im anterioren und posterioren Hippocampus, dass dieser Effekt sich erst innerhalb der Zeit entwickelt hat. Es ist zwar prinzipiell denkbar, dass die Entitäten auf der molekularen Ebene die gleichen grundsätzlichen Aktivitäten ausführen (blockieren, ablösen, konformieren usw.). Doch bereits auf der neuronalen Ebene hat eine Reorganisation stattgefunden, die nur durch das veränderte Verhalten der Person (viel Navigationstraining) über einen längeren Zeitraum erklärbar ist.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung führt in die Debatte wissenschaftlicher Erklärungen ein, grenzt die mechanistische Erklärung vom deduktiv-nomologischen Schema ab und formuliert die zentrale Fragestellung der Arbeit anhand des Beispiels der Gedächtniskonsolidierung bei Taxifahrern.
2. Die mechanistische Erklärung nach Machamer, Darden & Craver: Dieses Kapitel definiert zentrale Aspekte mechanistischer Erklärungen wie Entitäten, Aktivitäten und Organisation sowie das Kriterium der produktiven Kontinuität und erläutert diese anhand des Beispiels der Langzeitpotenzierung.
3. Mechanismen und Entwicklung?: Hier wird die empirische Studie von Maguire über strukturelle Veränderungen im Hippocampus bei Taxifahrern eingeführt, um die Herausforderung der mechanistischen Erklärung von Entwicklung über längere Zeiträume aufzuzeigen.
4. Kritik am Mechanismus nach Machamer, Darden & Craver: Das Kapitel analysiert Defizite des Ansatzes, insbesondere die mangelnde Ausdifferenzierung von Zeitskalen, zu strenge Organisation und starre Annahmen über Bedingungen, die eine Erklärung von Entwicklung verhindern.
5. Dynamische Mechanismen nach Bechtel & Abrahamsen: Die Autoren werden als Antwort auf das Problem der Entwicklung vorgestellt, wobei ihr Fokus auf nicht-lineare Organisation und die Nutzung konnektionistischer Modelle bzw. neuronaler Netzwerke betont wird.
6. Kritik am dynamischen Mechanismus nach Bechtel & Abrahamsen: Dieses Kapitel prüft den neuen Ansatz kritisch auf seine Fähigkeit, die vorherigen Defizite zu beheben, und identifiziert neue Probleme durch theoretische Annahmen künstlicher Netzwerke.
7. Fazit: Die Arbeit resümiert, dass beide untersuchten Ansätze bisher unzureichend sind, um Entwicklung mechanistisch vollständig zu erfassen, deutet aber Wege für eine zukünftige, biologisch plausiblere Integration an.
Schlüsselwörter
Mechanistische Erklärung, Neurowissenschaften, Gedächtniskonsolidierung, Hippocampus, Entwicklung, Zeitskalen, konstitutive Beeinflussung, neuronale Netzwerke, dynamische Mechanismen, Machamer, Darden & Craver, Bechtel & Abrahamsen, kognitive Entwicklung, biologische Adäquatheit, produktive Kontinuität, neuronale Reorganisation
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Arbeit untersucht die philosophische und wissenschaftstheoretische Frage, ob und wie mechanistische Erklärungsmodelle in den Lebenswissenschaften Entwicklungsprozesse über längere Zeiträume hinweg plausibel abbilden können.
Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?
Die zentralen Felder sind die mechanistische Erklärungsphilosophie nach Machamer, Darden & Craver, deren Erweiterung durch Bechtel & Abrahamsen mittels neuronaler Netzwerke sowie das empirische Phänomen der neuronalen Reorganisation im Hippocampus bei Taxifahrern.
Was ist die primäre Forschungsfrage?
Die Forschungsfrage lautet, ob die mechanistische Alternative die Veränderung eines Mechanismus, wie sie beispielsweise bei der Gedächtniskonsolidierung auftritt, auch innerhalb einer längeren Lebenszeitspanne auf allen relevanten Ebenen erklären kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine wissenschaftsphilosophische Analyse, die bestehende Modelle (Machamer et al., Bechtel & Abrahamsen) systematisch untersucht, auf ihre Stärken und Schwächen gegenüber empirischen Daten prüft und ein eigenes schematisches Modell zur Integration von Zeitskalen vorschlägt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert die Definitionen mechanistischer Erklärungen, kritisiert deren starre Annahmen bei Veränderungsprozessen, bewertet dynamische Ansätze unter Hinzunahme neuronaler Netzwerkmodellierung und diskutiert die biologische Adäquatheit dieser Modelle.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie mechanistische Erklärung, Zeitskalen, neuronale Netzwerke, konstitutive Beeinflussung, strukturelle Reorganisation und biologische Adäquatheit charakterisiert.
Welche Schwachstellen identifiziert die Autorin bei den untersuchten Modellen?
Die Autorin bemängelt bei Machamer, Darden & Craver die fehlende Berücksichtigung von Zeitskalen und bei Bechtel & Abrahamsen die mangelnde biologische Adäquatheit sowie das Problem der ontologisch verschiedenen Ebenen bei der Nutzung artifizieller Netzwerke.
Warum ist das Beispiel der Londoner Taxifahrer so wichtig für diese Arbeit?
Es dient als empirischer Beleg für neuronale Reorganisation im Hippocampus, die mit extensivem Training über Jahre korreliert. Dies erzwingt eine mechanistische Erklärung, die eben nicht nur von gleichbleibenden Zuständen, sondern von langfristiger Entwicklung ausgeht.
- Citation du texte
- Maxi Becker (Auteur), 2011, Londons Taxifahrer - Mechanistische Erklärungen und Entwicklung?, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/179880
