Zum Informationsbegriff der Kognitionswissenschaften


Hausarbeit (Hauptseminar), 2007

19 Seiten, Note: 14,0


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Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Was ist eigentlich Kognitionswissenschaft?
1.2 Schwierigkeiten bei der Analyse des Informationsbegriffes

2. Der Informationsbegriff in den naturwissenschaftlichen Kognitionswissenschaften
2.1 Informationsübertragung
2.2 Informationsverarbeitung-/repräsentation

3. Zwischenstand

4. Der Informationsbegriff in den technischen Kognitionswissenschaften
4.1 Künstliche Intelligenz
4.2 Neuronale Netze- Konnektionismus

5. Kritik
5.1 Darf ein empfindungs- und wirkungsbezogener Informationsbegriff im Cortex verwendet werden?
5.2 Können dann alle erregbaren Zellen im System, wie Herzmuskelzellen, Information verarbeiten und repräsentieren?

6. Fazit

7. Literaturverzeichnis

8. Abbildungen

1. Einleitung

Es gibt wohl kaum begründbare Zweifel daran, daß die Kognitionswissenschaften eine Vorrang- bzw. herausragende Sonderstellung in der Welt der Wissenschaft einnehmen. Allein der Blick in die Januar-Ausgaben des Jahres 2007 von Fachzeitschriften wie „Spektrum der Wissenschaften“ oder „Bild der Wissenschaft“ zeigt, wie groß das Interesse am Gehirn bzw. an seiner Erforschung ist. Die Dekade 1990-2000 wurde vom amerikanischen Kongreß zum „Jahrzehnt des Gehirns“ ausgerufen. Es scheint jedoch so, als ob diese Dekade noch immer nicht zu Ende ist. Das Gehirn bzw. seine Erforschung im weitesten Sinne fasziniert noch immer. Es bleibt aber zu fragen, wie in der Kognitionswissenschaft über den Begriff der „Information“ gesprochen wird.

Die Klärung der Bedeutung des Informationsbegriffs ist das Thema der vorliegenden Arbeit, wobei die Trennung zwischen der naturwissenschaftlichen und den technischen Kognitionswissenschaft schwer fällt, aufgrund der starken Beeinflussung durch den Sprachgebrauch der technischen Kognitionswissenschaft, obwohl diese zu einem späteren Zeitpunkt erst aufkam.

„Es wird heute oft vergessen, daß die klassischer KI nicht mit dem Computermodell des Geistes beginnt, sondern mit dem Geistmodell des Computers. Die Maschine wird beschrieben, als besäße sie etwas, von dessen Vorhandensein wir Menschen überzeugt sind.“1

In weiten Teilen der Kognitionswissenschaft hat sich ein Sprachgebrauch etabliert, auf dessen Grundlage über das Gehirn gesprochen wird „als ob“ das Gehirn ein Computer sei. Deutlich wird dies unter anderem durch die Importierung und Verwendung von Begriffen aus der Künstlichen-Intelligenz-Forschung (KI-Forschung) wie beispielsweise dem des „prozeduralen Gedächtnisses“.

In der vorliegenden Arbeit wird unter anderem gezeigt werden, daß der Begriff der „Information“ in der Redeweise über „Information“ in der Kognitionswissenschaft kontextuell variiert. Je nach anatomischem Verarbeitungsort der vermeintlichen Information(en) schwankt der verwendete Begriff zwischen einem strukturalistisch- materialistischen am Beginn und am Ende der Verarbeitung, sowie einem empfindungs- und wirkungsbezogenen Informationsbegriff im Cortex. Durch diese verschiedene Verwendung hat sich die Kognitionswissenschaft selbst verraten, da ein rein materialistischer Informationsbegriff nicht ausreicht, die Geschehnisse im Gehirn darzustellen und zu erklären.

Zur Grunddefinition von „Information“ werden in dieser Arbeit nachfolgend die sechs „Definitionsklassen“ von Sascha Ott zugrundegelegt.2

1.1. Was ist eigentlich Kognitionswissenschaft?

Als separate Fachdisziplin ist die Kognitionswissenschaft nach dem zweiten Weltkrieg entstanden. Sie ist interdisziplinär aufgebaut (Psychologie, Neurologie, Informatik, Neurobiologie, Philosophie, die klassische Kognitionswissenschaft kann man jedoch der Psychologie zuordnen), wobei sie jedes ihrer Themen, wie z.B. Aufmerksamkeit, Wissen, Gedächtnis, Sprache, Denken, von allen Disziplinen her betrachtet. Während die Psychologie und Neurologie/Psychiatrie die Themen von einem praktischen Gesichtspunkt aus betrachten, kommt der Philosophie die Aufgabe der Reflexion der Sprache der einzelnen Wissenschaften zu.3 In Anbetracht der verschiedenen Wissenschaften, welche sich mit Kognition beschäftigen, hat es sich aufgedrängt, lieber von den Kognitionswissenschaften zu sprechen. Eine klassische Definition von z.B. kognitiver Psychologie findet sich bei Ulric Neisser aus dem Jahre 1967: „ Cognitive psychology refers to all processes by which the sensory input is transformed, reduced, elaborated, stored, recovered and used.“4 Hier entstehen bereits erste Schwierigkeiten, da nicht erklärt wird, in oder zu was der „sensory input“ umgewandelt wird. Es war sicher schon 1967 klar, daß im Gedächtnis nicht für jedwede Erinnerung aus einem „sensory input“ ein immerwährendes Aktionspotential kreist. Das Speichermedium für Geschehnisse und damit von Information, physikalisch wie semantisch, im Gehirn war jedoch damals wie heute weitgehend unklar. Man sieht darüber hinaus an diesem Zitat sehr deutlich den sequentiellen Aspekt der Kognition, wie er damals und heute vermutet wird. Grundsätzlich bezeichnet dieses Zitat ferner recht exakt diejenigen Aspekte, die auch heute Gegenstand der Kognitionswissenschaften sind. Die Kognitionswissenschaften können entsprechend ihrer Interessensgebiete innerhalb der Kognitionswissenschaften pragmatisch unterschieden werden in:

1. Die naturwissenschaftlichen Kognitionswissenschaften (Neurologie/Psychiatrie, naturwissenschaftliche Psychologie, Neurobiologie, Sinnes-/Neurophysiologie)
2. Die technischen Kognitionswissenschaften (Neuroinformatik, KI-Forschung, Neuroradiologie)
3. Die philosophische Kognitionswissenschaft (insbesondere die analytische Philosophie des Geistes sowie die Erkenntnistheorie; ferner Wissenschaftstheorie, Ethik )

Es gibt mehrere Möglichkeiten der Einteilung und auch vollständigere, aber zur Untersuchung der Verwendung des Informationsbegriffes in den Kognitionswissenschaften scheint diese pragmatische Einteilung geeignet und ausreichend zu sein. Der Aufbau dieser Arbeit wird sich nach dieser Einteilung richten und den Informationsbegriff in den naturwissenschaftlichen Kognitionswissenschaften in der Reihenfolge vor der technischen Ausprägung derselben behandeln

Die Frage: „Was heißt denken?“ wird von den Kognitionswissenschaften nicht direkt beantwortet. Es werden vielmehr „Eckpunkte“ des Denkens verhandelt. Dies geschieht auf drei Analyseniveaus: 1. Neuronales Niveau (z.B. Neurobiologie); 2. Kognitives Niveau (z.B. Gedächtnis) und 3. Mentales Niveau (z.B. Bewußtsein). Als Beispiel mag die Vorstellung eines beliebigen Objektes dienen. Das „Bild“, welches wir vor Augen haben ist das mentale Niveau, die Netzwerke der beteiligten Neuronen stellen das das neuronale Niveau dar, und auf dem kognitiven Niveau wird „entschieden“, welches der verschieden Bilder des Objektes als „Vorstellung“ ausgewählt werden5. Es wird zu zeigen sein, daß die meisten kognitionswissenschaftlichen Ansätze nicht berücksichtigen, daß es verschiedene Ebenen der Beschreibung der Kognition gibt, welche für das Verständnis derselben letztlich alle von Bedeutung sind. Die meisten Wissenschaftler sind auf dem neuronalen Niveau stehen geblieben.

1.2 Schwierigkeiten bei der Analyse des Informationsbegriffes

Im Buch von Holger Lyre: „Informationstheorie: eine philosophisch - naturwissenschaftliche Einführung“, gibt es ein Kapitel mit der Überschrift: „Information in den Kognitionswissenschaften“6. Leider behandelt Lyre gar nicht die Kognitionswissenschaften, sondern einzig und allein den Informationsbegriff in der Künstliche Intelligenz und im Kontext neuronaler Netze. Der Autor empfiehlt hier einen Blick in Bücher über Kognition, um einen Überblick über die Verwendung des Informationsbegriffes zu bekommen. Falls man dies tut, wird man entdecken, daß es nicht nur technische Kognitionswissenschaften gibt, sondern auch andere (s.o.). Bei den naturwissenschaftlichen Kognitionswissenschaften sollte man beginnen, da sie die Vorarbeit für die technischen Kognitionswissenschaften gaben, und erst danach die technische Umsetzung der in der Naturwissenschaft gewonnen Erkenntnisse betrachtet. Diese methodisch richtige Reihenfolge wird in dieser Arbeit befolgt. Als Schwierigkeit stellte sich heraus, daß es anscheinend keine Übersichtsarbeiten gibt, welche den Informationsbegriff in den naturwissenschaftlichen Kognitionswissenschaften beleuchteen7. Deswegen ist der Autor gezwungen, die Redeweise aus einer kleinen Auswahl (s. Literaturliste) der schier unüberschaubaren Menge von Fachliteratur zu extrahieren.

2. Der Informationsbegriff in den naturwissenschaftlichen Kognitionswissenschaften

In jedem Buch über Kognition finden sich meistens zwei für uns interessante Begriffe: „Informationsübertragung“ und „Informationsverarbeitung“. Gelegentlich stößt man auch auf den Begriff der „Informationsrepräsentation“, welcher einer gesonderten Darstellung bedarf. Diese Begriffe sollen hier auf den verwendeten Informationsbegriff hin untersucht werden.

2.1 Informationsübertragung:

Der herkömmlich beschriebene Weg der „Informationsübertragung“ wird folgendermaßen dargestellt: Durch einen äußerlichen Einfluß entsteht ein Aktionspotential im Sensor (elektrische Entladung), welches durch das Axon weitergeleitet wird. Das Axon trifft auf einen Dendriten eines Neurons und an der Synapse kommt es zur Ausschüttung von Neurotransmittern (chemische Übertragung). An jedem Neuron sind mehrere hundert Synapsen „angeschlossen“. Je nach Erregungsfrequenz, Erregungsintensität und Erregungseintritt entsteht im Neuron ein Aktionspotential oder nicht. Dieses Muster setzt sich dann fort, bis das Signal in der Großhirnrinde verarbeitet wird oder nicht. Das gesamte Muster wird in der Kognitionswissenschaft als „Informationsübertragung“ bezeichnet. Exemplarisch sei hier aus zwei Büchern jeweils ein Satz zitiert: „Eine Nervenzelle kann Information weiterleiten und auf andere Zellen übertragen, weil ihre Außenmembran in besonderer Weise dafür ausgerüstet ist.“8 und „An den Verbindungsstellen axonaler Endigungen einer Nervenfaser mit Nerven-, Muskel- oder Drüsenzellen, an den Synapsen also, wird das Aktionspotential bzw. die in ihm enthaltene Information auf die nachgeschaltete Zelle übertragen.“9 Somit wird bei der Rede über die „Informationsübertragung“ die Information gleichgesetzt mit der elektrischen Entladung und der chemischen Übertragung, als ob in dem Neurotransmitter und im Aktionspotential die Information enthalten wäre. Die Definitionsklasse von Ott lautet:

„Materie-/Struktur-bezogene Definition: Bereits die Strukturen der materiellen Objekte stellten Information dar. In verschiedenen Varianten wird entweder bereits der statische Aufbau, also die Position aller Atome, oder das Ergebnis einer Veränderung der materiellen Strukturen als Information verstanden.“10

Somit ist hier ein klar strukturalistisch-materialistischer Informationsbegriff vorhanden, wie er so oft in den Naturwissenschaften gebraucht wird.

2.2 Informationsverarbeitung /-repräsentation

Das Neuron ist auf den frühesten Verarbeitungsebenen „als ein einfacher Merkmalsdetektor anzusehen“(Lyre), da auf ein Neuron viele Rezeptoren kommen, mit jeweils in Zeit, Intensität und Frequenz unterschiedlichen Aktionspotentialen. Nach der Passage mehrerer Neuronen (im Fachjargon: Umschaltungen) gelangt ein Aktionspotential in der Großhirnrinde (im Fachjargon: Cortex) zu seinem Verarbeitungszentrum. Ab hier wird dann von „später Informationsverarbeitung“ oder auch von „Informationsrepräsentation“ gesprochen.11 Man muß an dieser Stelle die Kognitionswissenschaftler fragen, wann und wo das Aktionspotential zur Information wird. Das Aktionspotential von Sensor zum ersten Neuron wird vielleicht noch nicht als Information verstanden, aber vielleicht ab der ersten Umschaltung, da hier schon verschiedene Einflüsse von Neuronen zusammenkommen Dies kann leider nur vermutet werden, da in den gängigen Lehrbüchern keine näheren Angaben dazu gefunden wurden.

Nach meinem besten Wissen kann niemand darstellen, wann und wo Information im Körper entsteht und vor allem wie sie gespeichert wird. Es ist einerseits unmöglich, das Aktionspotential vom Beginn der Verarbeitung im Sensor mit dem Aktionspotential im Cortex gleichzusetzten. Nicht nur, daß es ja gar nicht dasselbe ist, sondern sie bedingen sich auch nicht gegenseitig. Ein Aktionspotential von einem Sensor wird nicht ein Aktionspotential im Cortex auslösen. Damit ein Signal in den Cortex gelangt muß es verschieden Stationen durchlaufen, wie z.B. den Thalamus. Gesicherte Erkenntnis ist, daß die „Sensationen“ der Umwelt einen Prozeß durchlaufen bis sie zum Cortex gelangen. Der Aufbau des Nervensystems mit seinen vielen konvergierenden und divergierenden Fasern zeigt die Struktur des Prozesses. Die Auswahl ist somit nicht bewußt sondern der Struktur implizit, auch wenn der Terminus „Auswahlprozeß“ dies suggeriert. Dieser Auswahlprozeß soll „seriell und hierarchisch“ (A. Luria 1973) aufgebaut sein.

Es ist unbestritten, daß nicht jede Sensation im zentralen Nervensystem (ZNS) bewußt wird. Die „Informationsrepräsentation“ symbolisiert hier einen Endpunkt in der Informationsverarbeitung, da der Cortex und damit das Zentrum bzw. die letzte physikalisch nachweisbare Station erreicht ist. Folglich ist auch eine, anthropromorph gesprochen, „Hierarchie“ der Sensationen unbestritten, mit dem Bewußtsein als höchste Stufe dieser „Hierarchie“. Fraglich ist aber der serielle Charakter, wie von Luria postuliert (siehe hierzu Kapitel 4.1 über Künstliche Intelligenz). Nichtdestotrotz ist der Cortex unstrittig der Ort „höherer“ geistiger Funktionen, wie Denken, Begriffe, Kategorien oder Problemlösung (siehe Einteilung in Best 1999). Bei eben diesen „höheren“ geistigen Funktionen wird auch von „hemissphärenspezifischer Informationsverarbeitung“12 gesprochen. Die Struktur des ZNS bedingt also die Information. Hier erscheint wieder der strukturalistisch-materialistische Informationsbegriff von Ott.13

Es gibt aber noch einen weiteren Aspekt, wie hier ab der Stufe des Cortex mit dem Informationsbegriff verfahren wird. In keinem der berücksichtigten Bücher wurde über eine Informationsrepräsentation auf einem niedrigen Verarbeitungsniveau, wie z.B. dem Reflexbogen, gesprochen. Es muß also etwas sein bei dem Informationsbegriff hinter der Informationsrepräsentation im Cortex, welches dieses von einem z.B. Reflexniveau abhebt. Hier hinter verbirgt sich ein unausgesprochener, aber deutlicher empfindungs- und wirkungsbezogener Informationsbegriff, wie Ott ihn definiert:

„Unterschiedliche Varianten dieses Ansatzes verstehen Information als Ergebnis eines Prozesses, als Veränderung des Wissens bzw. eine Verringerung der Ungewissheit des Empfängers. Der Informationsgehalt ist also bei dieser Definition abhängig vom Vorwissen des Empfängers. [...] Die Information liegt nach diesem Ansatz in der Wirkung [...]“14

Jetzt muß untersucht werden, worin die „Wirkung“ eines Aktionspotentials besteht. Der Cortex ist ein Sonderfall, da dieser eine unbedingte Voraussetzung für Bewußtsein darstellt. Ein Empfänger hat bei Bewußtwerdung der Sensationen gerade diese Bewußtwerdung als Wirkung der Sensation. Wie oben ausgeführt, wird nicht alles bewußt, was die Sensoren eines Menschen erregt, d.h. physikalisch (er)fassbare Sensor- und ggf. auch Aktionspotentiale erzeugt, aber die Bewußtwerdung einer Sensation ist ihre spezifische Wirkung und wird dann zu einer Information im Cortex. Im angloamerikanischen Sprachgebrauch wird dies „information processing“ genannt. Interessanterweise wird im „information processing approach to cognition“, wie er in der Künstlichen Intelligenz benutzt wird, ein rein struktureller Informationsbegriff verwendet. Im Bereich der menschlichen Kognition wird allerdings fast durchgängig von „ A hierachical Model of Cortical Function“15 oder von einem „Hierarchic model of word and letter identification“16 gesprochen. Hierarchie ist entlehnt aus dem kirchen-lateinischen hierarchia, welches im ursprünglichen „[...] innerlich festbestimmte Rangordnung (der Weihen, der Amtsgewalt)“17 bedeutet. Der Gebrauch dieses Wortes macht deutlich, wie sehr die naturwissenschaftlichen Kognitionsforscher von einer Rangordnung innerhalb der Sensationen ausgehen, mit dem Cortex als Ort höchsten Ranges, wobei die Ränge nach Wirkungsgrad, mit dem Bewußtsein als höchsten Rang, eingeteilt werden können. Die Wirkung der Aktionspotentiale im Cortex verändert auch das Wissen des jeweiligen Besitzers.

Somit benutzen die Kognitionsforscher spätestens ab der Stufe der „Informationsrepräsentation“ einen empfindungs- bzw. wirkungsbezogenen

Informationsbegriff, da hier „Information“ als Ergebnis eines Auswahlprozesses verstanden wird, mit der Wirkung, daß sie in unser Bewußtsein gelangt ist und unser Wissen verändert. Sobald die Rede ist über die weitere „Informationsverarbeitung“ im Cortex selber, „kommunizieren“ die Neuronen nun wieder seriell über Aktionspotentiale und Synapsen miteinander18. Ab hier wird dann wieder ein struktureller Informationsbegriff verwendet, als ob die Information in der elektrisch-chemischen Weiterleitung des Aktionspotentials zwischen Neuronen im Cortex und vom Cortex zum Erfolgsorgan bestünde.

3. Zwischenstand

Es werden zwei unterschiedliche Informationsbegriffe in den naturwissenschaftlichen Kognitionswissenschaft gebraucht:

1. ein materiell- struktureller Informationsbegriff im „Input/Output“ auf Ebene des ZNS,
2. ein empfindungs- bzw. wirkungsbezogener Informationsbegriff auf der Ebene des Cortex.

4. Der Informationsbegriff in den technischen Kognitionswissenschaften

4.1 Künstliche Intelligenz

Der britische Psychologe Donald Broadbent hat19 nach dem zweiten Weltkrieg anhand von z.B. Piloten versucht zu beweisen, daß die Aufnahme von Informationen nicht passiv geschieht, sondern daß die Informationsaufnahme über Aufmerksamkeit früh gefiltert wird („early selection filter theory“). Broadbent war der erste einflußreiche Psychologe, der die Kognition mit der Wirkungsweise eines digitalen Computers verglich. Angeblich soll Norbert Wiener in seinem Buch: “Cybernetics“ (1948) versucht haben, den nachrichtentechnischen Informationsbegriff von Shannon und Weaver mit dem seriellen sequentiellen Informationsbegriff von Broadbent zu verknüpfen. Broadbent veröffentliche dann 1954 den einflußreichen Artikel: „A Mechanical Model for Human Attention and Immediate Memory“ und im Jahr 1958 das Buch: “Perception and Communication“. Broadbent stellte zwei Thesen auf:

1. Bewußte Selektion von Information geschieht nach Bedarf des Rezipienten nach Art eines Flaschenhalses.
2. Die Informationsverarbeitung funktioniert binär, wie ein Servomechanismus.

Aufgrund dieser Thesen lag die Verknüpfung mit dem Computer nahe. Dieser Standpunkt führte dann 1960 zu „Plans and the Structure of Behavior“ (Miller, Galanter and Pribram), welche humanes Verhalten in Test-Operate-Test-Exit-Einheiten (TOTE-unit, s. Abbildung 1) übersetzten, als Beschreibung von humanem Verhalten. Mit Hilfe dieser TOTE-units wollte man menschliches Verhalten rekonstruieren. Man beachte hier, daß auf eine zulässige Reduktion, da hier nur von Beschreibung die Rede ist, eine unzulässige Konstruktion folgte, mit folgender Ideologie: Kognitive Prozesse geschehen seriell und sequentiell in einer bestimmten Reihenfolge (s.Luria). Daraus wurde in der Kognitionswissenschaft eine für die KI-Forschung einflußreiche Richtung: Der „ information processing approach “ bot die Grundlage für die KI-Forschung. In diesem „information processing approach“ gibt es 5 Qualitäten:

1. Informational description ( Die Umgebung in der wir leben und die mentale Verarbeitung derselben kann durch den Informationsgehalt und der Art der Information charakterisiert werden)
2. Recursive decomposition ( Cognitive Prozesse sind hierarchisch)
3. Flow continuity (Information bewegt sich innerhalb der Zeit vorwärts)
4. Flow dynamics ( Cognitive Prozesse sind zeitabhängig)
5. Physical embodiment ( Cognitive Prozesse sind physikalisch repräsentiert)

Die Übertragung dieser Qualitäten führte dann zu einem bestimmten Modell der Informations-Verarbeitung, welche noch heute benutzt wird in der naturwissenschaftlichen und technischen Kognitionswissenschaft. ( s. Abbildung 2). Im weiteren Verlauf führte dieses Modell zu zwei berühmt gewordenen Thesen:

1. Kognition ist nichts anderes als ein algorithmischer Prozess. Dies wurde dann „starke KI-These“ genannt.
2. Geistige Prozesse können als algorithmische Prozesse angesehen werden. Dies wurde wiederum als „schwache KI-These“ bezeichnet.

Allgemein zählt bei beiden Thesen nur der Algorithmus im Programm in variabler Ausprägung für die Kognition. Der Aspekt der Kognition bleibt aber technisch und schließt den Menschen aus. Es zeigte sich aber, daß die KI-Forschung bestimmte Probleme, wie Navigation oder Mustererkennung nicht lösen konnte.20 Der hier verwendete materialistisch- strukturalistische Informationsbegriff, zusammen mit einer unzureichenden Beschreibung von kognitiven Prozessen, führte schließlich zum Mißlingen der Künstlichen Intelligenz in Fragen der Kognitionsforschung.

4.2 Neuronale Netze - Konnektionismus

Im Konnektionismus gelten andere Prinzipien als im „informational processing approach“: Kognitive Prozesse sind nicht seriell, sondern parallel verschaltet und verfügen somit über eine hohe Zahl an Verbindungen unter den Einheiten. Im Konnektionismus werden die Neuronen durch (Rechen-)Einheiten, sogenannten „Knoten“, ersetzt und die Synapsen durch die Verbindungen zwischen den Einheiten. Darüber hinaus müssen sie fehlertolerant und adaptiv sein. Später konnte auch ein weiteres Merkmal, die Reafferenzierung („Plastizität“ in der Neurophysiologie genannt), über gewichtete Verbindungen eingeführt werden (Hebb 1949). Der Erfolg der KI-Forschung in den sechziger Jahren überschattete die Errungenschaften des Konnektionismus. In den 80er Jahren kam es zu einer Wiedergeburt des Konnektionimus mit der Erfindung von selbstorganisierenden Merkmalsketten durch Teuvo Kohonen. In der heutigen Forschung gibt es drei wichtige Elemente eines neuronalen Netzes:

„Vor allem drei Elemente sind für die Definition des Netzes von Bedeutung: Die Struktur der einzelnen Knoten, das Vernetzungsmuster und der Lernalgorithmus, der die Netzgewichte oder andere Netzparameter bestimmt.“21

Hier ist die Information in der elektrischen Übertragung verortet. Folglich wird hier wieder ein strukturalistisch-materialistischer Informationsbegriff verwendet, da ein neuronales Netz lernen und damit Informationen verarbeiten kann, welche es per elektronische Eingabe bekommt oder gar selber generiert.

5. Kritik

Es soll hier keine ausführliche Kritik des materialistischen-strukturellen Informationsbegriffs, also des naturalistischen Informationsbegriffes, vorgenommen werden, da dies ausführlich in Gold/Engel 1998 und Janich, Peter 2006 zu finden ist. In diesem naturalistischen Verständnis wäre alles Information und der Mensch als Verantwortlicher ausgenommen. In der Natur existiert kein wahr oder falsch, sondern der Mensch gibt Bedeutung und Geltung. Ein Baum oder ein Molekül kann nicht wahr oder falsch sein und somit nicht über die Information, welche ich als Mensch erhalte, entscheiden. Zur Verdeutlichung des Fehlers sei exemplarisch nur eine aussagekräftige Textstelle zitiert:

„Die räumliche Anordnung etwa von Mustern auf Papier, von Molekülen in einer Molekülkette, von Schallplattenrillen oder Festplattenmagnetisierungen sind neutral gegenüber dem Tragen von Bedeutung und Geltung. (Die Schallplatte funktioniert für - sinn und geltungsneutrale - Musik genauso wie für einen sprachlichen Vortrag.)“22

5.1 Darf ein empfindungs- und wirkungsbezogener Informationsbegriff im Cortex verwendet werden?

Vielmehr muß auf den wirkungs- und empfindungsbezogenen Informationsbegriff, wie er in der corticalen Informationsrepräsentation verwendet wird, eingegangen werden. Nach einer gängigen Informationsdefinition (s. Ott, 1.4 Eigenschaften von Information) würde in den Kognitionswissenschaften auf dieser Ebene ein richtiger Informationsbegriff verwendet, da

1. die Information so codiert ist, daß sie wieder decodiert werden kann. (Die Umschaltung erfolgt ja wie folgt: Aktionspotential ⃗ Speicherung (wie?) ⃗ Aktionspotential);
2. Information, wenn sie in den Cortex gelangt, Bedeutung und Geltung hat. Sie ist neu und relevant, da sie ansonsten nicht bewußt werden würde;
3. Information im Zuge eines Auswahlprozesses entsteht (s. Informationsrepräsentation);
4. Information Teil eines Transmissionprojektes ist (s. Informationsübertragung);
5. Information relativ zum „Gehirnbesitzer“ ist; nicht jeder kann die gleiche Information gleich aufnehmen, aufgrund seines vorbestehendem Verständnis.

Fraglich ist, ob alle diese Kriterien hinreichend sind, um von einer Information zu sprechen?

Auch bei der Definition eines empfindungs- und wirkunsspezifischem Informationsbegriffes von Ott wird Information so gedeutet, als ob eine Information vom Rezeptor käme, aber der Rezeptor hat keine Intention, genausowenig, wie das Neuron. Die Intention ist spezifisch menschlich. Insofern ist ein entscheidender Aspekt für die Bestimmung von Information nicht ausdrücklich bei Ott aufgeführt: Die Intentionalit ä t. Dieser wirkungsbezogene Informationsbegriff, wie er in der Informationsrepräsentation benutzt wird, übersieht, daß die Information von einem anderen Menschen kommen und bewußt werden muß, da sie nur so Bedeutung und Geltung haben kann. Dies geschieht ja auch durchaus, wenn uns ein anderer Mensch z.B. antippt, um uns etwas zu zeigen oder zu sagen und wir dieses sensorische Signal weiterverarbeiten. Allerdings wird niemals ein körpereigener Sensor uns antippen, um uns etwas intentional zeigen wollen. Dieser funktioniert nur innerhalb seiner Möglichkeiten. Ein Sensor für Vibration kann keine Schmerzen registrieren. Folglich können Neurone oder Sensoren nicht „entscheiden“, welche Information sie weitergeben und somit auch nicht kommunizieren, da „Kommunikation als Mittel [...], Kooperation zu organisieren.“23 verstanden werden muß. Lutz Wingert hat dies treffend folgendermaßen formuliert:

„Die Entscheidung ist auch ein Wählen und ein Zurückweisen. Wenn man sich für eine Handlung entscheidet, dann weist man deren Unterlassung zurück. Unterlassung ist aber mehr als blockierte Dopaminausschüttung.“24

Es gibt einen weiteren wichtigen Aspekt gegen einen empfindungs- und wirkungsbezogenen Informationsbegriff im Cortex: „Es gibt keine durchweg neurophysiologischen funktionalen Äquivalente für Gründe und für die mit ihnen verbundenen Abwägungsprozesse.“25 Wingert meint hier, daß es keinen abschließenden Begriff gibt für das, was im Cortex geschieht und konsekutiv ein empfindungs- und wirkungsbezogener Informationsbegriff schlichtweg nicht ausreicht, um das Geschehen im Cortex vollst ä ndig wiederzugeben. Es bleibt eine Unbekannte, welche sicherlich in dem Begriff des „central processor“ im „informational processing approach“ impliziert ist( s. Abbildung 2), aber nicht ausgeführt, geschweige denn mit einem morphologischem Korrelat vergesellschaftet ist.

5.2 Können dann alle erregbaren Zellen im System, wie Herzmuskelzellen, Information verarbeiten und repräsentieren?

Das Aktionspotential und die Struktur sind entscheidende Säulen für den naturalistischen Kognitionswissenschaftler, um seinen Informationsbegriff zu erläutern. Es gibt aber noch ein anderes Organ im Körper, welches eine Aktionspotential-weiterleitende Struktur besitzt, nämlich das Herz. Auch hier gibt es bestimmte Aktionspotentiale, welche aufgrund der Struktur nicht weitergeleitet werden, beziehungsweise ein Zusammentreffen mehrerer Aktionspotentiale an bestimmten anatomischen Strukturen. Mit dem Informationsbegriff aus der Kognitionswissenschaft würde das Herz zu einem informationsverarbeitenden System, was der Autor der vorliegenden Arbeit aber in keinem der untersuchten Bücher gefunden hat. Der naturalistische Informationsbegriff aus den Kognitionswissenschaften wird somit auf das Nervensystem beschränkt. Bei einer konsequenten Anwendung des naturalistischen Informationsbegriffes wäre das Herz dann Teil der Kognitionswissenschaften, was ein Novum wäre. Das Herz mag der romantische Sitz vieler Eigenschaften sein, aber eine Spezifikation für „höhere geistige Funktionen“ ist bisher unbekannt.

6. Fazit

Es bleibt letztlich festzuhalten, daß weder ein materialistischer Informationsbegriff noch ein empfindungs- und wirkungsbezogener Informationsbegriff ausreichen, um die „Informationsverarbeitung“ auf Ebene des Cortex abschließend zu charakterisieren. Interessant dabei ist, wie sehr sich die naturwissenschaftlichen und technischen Kognitionswissenschaften in ihrer Sprache gleichen. Da beide von Modellen sprechen und beide diese in einem naturalistischem Verständnis kreieren, sollte dies jedoch niemanden wundern:

„Eine informationstechnische Redeweise, die entweder explizit mit den sprachlichen Mitteln der Nachrichtentechnik und der Informationswissenschaften oder implizit durch die Verwendung von Computermodellen der Kognition beizukommen versucht, hat sich auf einen naturalistischen Informationsbegriff eingelassen, wo Kognition als Aufnahme, Verarbeitung und Speicherung von Information beschrieben wird.“26

Das Wort „Informationsverarbeitung“ ist dabei richtig gewählt, jedoch die Hintergrundannahmen sind falsch, da die Herkunft der Information falsch verortet wird.

„Datenverarbeitung ist der technische oder maschinentheoretische Aspekt der Informationsverarbeitung. Informationen zu verarbeiten bleibt aber an die menschlichen Handlungen und Leistungen gebunden, die durch Datenverarbeitung technisch substituiert wird.“27

Unstrittig dabei ist, daß eine Information nur entstehen kann, wenn sie in den Cortex gelangt, da wir nur dort durch unser Bewußtsein über höhere geistige Funktionen verfügen. Man darf aber nicht, wie die Kognitionsforscher, so von Information sprechen, als ob sie im Sensor entstünde und schon damit Bedeutung und Geltung erreichen würde.

Eine Ausdehnung des strukturell- materialistischen Informationsbegriffes auf das Herz wäre sicher eine Maßnahme, die für Verwunderung bei den Kognittionswissenscahftlern führen würde. Allein dieses Beispiel zeigt schon die Unzulänglichkeit eines rein strukturellmaterialistischen Informationsbegriff.

Die Information entsteht folglich im Zusammenspiel des eigenen Cortex mit dem Cortex des menschlichen Gegenübers.

7. Literaturliste:

- Best, John B.1999: Cognitive Psychology; fifth edition, 1999, Washington. Wadsworth Publishing Company.
- Birbaumer/Schmidt 1999: Bierbaumer, Nils / Schmidt R.F.: Biologische Psychologie. 1999. Berlin. Springer Verlag .
- Janich, Peter 1998: Zwischen natürlicher Disposition und kultürlicher Lebensbe- wältigung. Kognitionswissenschaften und Menschenbild im Streit der Wissenschafts - verständnisse. In: Gold, Peter / Engel, Andreas (Hrsg.): Der Mensch in der Perspektive der Kognitionswissenschaften. 1998. Suhrkamp. Frankfurt. S.373-420.
- Janich, Peter 2006: Was ist Information. 2006. Suhrkamp. Frankfurt.
- Keil, Geert 1998: Was Roboter nicht können. Die Roboterantwort als knapp mißlungene Verteidigung der starken KI-These. In: Gold, Peter / Engel, Andreas (Hrsg.): Der Mensch in der Perspektive der Kognitionswissenschaften. 1998. Suhrkamp. Frankfurt. S. 98-132.
- Keil, Geert 1993: Kritik des Naturalismus. 1993. De Gruyter. Berlin.
- Kluge, Friedrich 2002: Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache/ Kluge. Bearb. Von Elmar Seebold.24. Aufl.2002. De Gruyter. Berlin.
- Kolb/Whishaw 2003: Kolb, Bryan/ Whishaw, Ian Q.: Fundamentals of human Neuropsychology; fifth edition; 2003. New York.
- Lyre, Holger 2002: Informationstheorie: eine philosophisch - naturwissenschaftliche Einführung. 2002.Fink. München.
- Ott, Sascha: Information. Zur Genese und Anwendung eines Begriffs. 2004. UVK Verlagsgesellschaft. Konstanz.
- Rojas, Raúl 2001: Künstliche neuronale Netze als neues Paradigma der Informationsverarbeitung. In: Pauen M./Roth G. (Hrsg.): Neurowissenschaften und Philosophie: Eine Einführung. 2001. UTB. München.
- Thompson, Richard F. 2001: Das Gehirn. 2001. Spektrum Akademischer Verlag. Heidelberg Berlin.
- Wingert, Lutz 2004: Gründe zählen. Über einige Schwierigkeiten des Bionaturalismus. In: Christian Geyer: Hirnforschung und Willensfreiheit. Zur Deutung der neuesten Experimente. 2004. Suhrkamp. Frankfurt.

8. Abbildungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: TOTE-unit zum Nagel in die Wand hämmern. Im ersten Schritt wird der Nagel getestet; befindet sich der Hals noch über der Oberfläche wird operiert, sprich der Hammer geschwungen; falls dann der Nagel die gewünschte Tiefe erreicht hat, wird das Verfahren beendigt. (aus Best 1999 S.21 f )

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Dieses Modell des >Information-processing Approach< zeigt einerseits die Vorstellung der seriellen Verarbeitung von Information in der Kognition sehr gut und andererseits zeigt es auch die Unzulänglichkeit sehr genau. Der „central processor“ ist die eine Umschlagstelle der Information bevor sie in ein Gedächtnis gelangt, allerdings fehlt ein morphologisches Korrelat desselben in der Wirklichkeit. Die Wörter >procedural< und >deklarativ< werden heute sogar in der Informatik benutzt, um Eigenschaften einer Programmiersprache zu charakterisieren (aus Best 1999. S. 29)

[...]


1 Keil, Geert 1998 S.114

2 Vgl. Ott , Sascha 2004; 1.3 Definitionsklassen von Information, S.35-39

3 Die Philosophie muß bei der Begriffsfindung eine Rolle spielen. Anhand der unterschiedlichen Deutungen von Begriffen in Naturwissenschaften und Philosophie kann man sehen, daß wir eine genaue Begriffsbestimmung brauchen. Eine ungenaue Bestimmung des Zu-erklärenden führt zu einigen Mißvertständissen in den Wissenschaften (siehe dazu Janich 2006)

4 zitiert aus Best, John B. 1999

5 siehe hierzu ausführlicher Best, John B. 1999, S. 7-11

6 s.Lyre, Holger 2002 Kapitel 4.1

7 Es gibt eine Ansatz der Kritik des Informationsbegriffes in Geert Keils „Kritik des Naturalismus“ S.145-171. Allerdings wird dort ein anderer Kritikpunkt, nämlich die Unvereinbarkeit von physikalischen und kybernetischen Paradigma, dargestellt und nicht die unterschiedliche Verwendung des Begriffes der Information in den naturwissenschaftlichen Kognitionswissenschaften

8 s. Thompson, Richard F. 2001 S.53

9 s. Birbaumer/Schmidt 1999 S.121

10 s. Ott, Sascha 2004 S.36

11 s.Kolb/Whishaw 2003 S.148

12 s. Kap 26 und 27 [ Emotion und Kognitive Prozesse; Anm.d. Verf.]) “ in Birbaumer / Schmidt 1999 S.489

13 vgl. Ott, Sascha 2004 S.36

14 s. Ott, Sascha S. 38

15 s. Kolb/Whishaw 2003 S.24off

16 s. Best, John B. 1999 S.304, Figure 8.6

17 s. Kluge, Friedrich 2002 S.412

18 s. Kolb/Whishaw 2003 Titel eines Kapitels: „Communication between neurons“, S.99ff

19 Die Nachfolgende Bescreibung des >Information-processing Approach< und dessen Geschichte ist von Best, John B. 1999 S.27-30 und S.48f entnommen

20 siehe dazu Lyre, Holger 2002. S. 130

21 Raúl Rojás 2001. S. 271

22 s. Janich, Peter 2006 S.113

23 s. Janich, Peter 2006 S.158

24 s. Wingert, Lutz 2004. S. 197

25 s. Wingert, Lutz 2004. S. 201

26 s. Janich, Peter 1998. S. 378

27 s. Janich, Peter 2006 S.162

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Titel
Zum Informationsbegriff der Kognitionswissenschaften
Veranstaltung
Information in der Naturwissenschaft und Informatik
Note
14,0
Autor
Jahr
2007
Seiten
19
Katalognummer
V199440
Dateigröße
2778 KB
Sprache
Deutsch
Anmerkungen
Diese Arbeit ist eine kritische Auseinandersetzung mit der psychologischen Kognitionswissenschaft. Indem diese den Begriff der "Information" mit dem Begriff "Daten" verwechselt entsteht eine Begriffsverwirrung. Diese Verwirrung führt dann zu einem anthropromorphen Denken und plötzlich können Neuronenverbände denken, sprich Informationen übertragen. Hier wird übersehen, das nur der Mensch Bedeutung und Geltung geben kann und auch dafür in der Umkehrung Verantwortung übernehmen kann.
Schlagworte
psychologische Kognitionswissenschaft, Peter Janich, methodischer Kulturalismus, Information
Arbeit zitieren
Peter Körtvélyessy (Autor), 2007, Zum Informationsbegriff der Kognitionswissenschaften, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/199440

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