Geheimnisse von menschliche Gehirn.

Die 10 Geheimnisse von menschliche Gehirn.

Diese 10 gehirnbezogenen Geheimnisse, die darauf warten, gelöst zu werden, können brandneue Forschungsbereiche und Auszeichnungen hervorbringen!

Von allen Objekten im Universum ist das menschliche Gehirn das komplexeste: Die Anzahl der Nervenzellen (Neuronen) im Gehirn beträgt so viele wie die Sterne in der Milchstraßengalaxie. Obwohl in letzter Zeit einige brillante Fortschritte in der Wissenschaft des Gehirns und des Geistes erzielt wurden, ist es nicht verwunderlich, dass wir uns selbst als Versuch sehen, uns mit trüben Augen im Dunkeln zu sehen.

Aber zumindest fangen wir an, die tödlichen Geheimnisse der Neurowissenschaften einzuholen und sie weiter zu beschreiben. Teilantworten auf diese 10 Fragen können das, was wir über die ungefähr 1300 Gramm graue und weiße Substanz wissen, die definieren, wer wir sind, vollständig ändern:

1. Wie werden Informationen in neuronalen Aktivitäten codiert?

Neuronen, spezialisierte Zellen des Gehirns, können kleine Spannungsimpulse in ihren äußeren Membranen erzeugen. Diese elektrischen Signale wandern entlang spezieller Erweiterungen, die Axone genannt werden, und liefern an anderer Stelle im Gehirn chemische Impulse. Diese binären elektrischen Signale "Alles oder Nichts" enthalten Informationen über die Welt: Was sehe ich? Bin ich hungrig Welchen Weg soll ich einschlagen?

Aber wie lautet die Regel für diesen Millisekunden-Strom? Die Beats können für das Gehirn an verschiedenen Orten und zu verschiedenen Zeiten unterschiedliche Bedeutungen haben. Im Zentralnervensystem (Gehirn und Rückenmark) ist die Schlagfrequenz häufig mit klar identifizierbaren äußeren Merkmalen wie einem Gesicht oder einer Farbe verbunden. Im peripheren Nervensystem bedeuten mehr Impulse mehr Wärme, lauteres Geräusch oder eine stärkere Kontraktion.

Wenn wir jedoch tiefer in das Gehirn eintauchen, wie Erinnerungen, Werturteile, Gruppierung von Möglichkeiten, Verlangen nach dem anderen Geschlecht usw., stellen wir fest, dass Massen von Neuronen komplexer zu sein scheinen und Zeichen sich in eine Form verwandeln, die schwer zu lösen ist. Der schwierige Teil besteht darin, den Deckel eines Computers zu öffnen und zu messen, wie mehrere Transistoren zwischen Hochspannung und Niederspannung schwingen, und dann zu versuchen, den Inhalt der besuchten Webseite zu erraten.

Es ist möglich, dass Informationen im Geist nicht in einzelnen Zellen aufgezeichnet werden, sondern in Zellpopulationen und deren Wirkungsweise. Außerdem ist es derzeit nicht möglich zu wissen, welche Neuronen zu einer bestimmten Gruppe gehören; Schlimmer noch, heutige Technologien (wie das Platzieren dünner Elektroden direkt im Gehirn) sind nicht geeignet, um Tausende von Neuronen gleichzeitig zu messen. Es ist nicht einmal einfach, die Verbindungen nur eines Neurons anzuzeigen: Ein gewöhnliches Neuron in der Gehirnmembran empfängt Nachrichten von 10.000 anderen Neuronen.

Obwohl die fließende Spannung Nachrichten schnell im Gehirn überträgt, sind diese elektrischen Impulse nicht die einzige - wenn nicht die Haupt - Art, Informationen im Nervensystem zu fließen. Prospektive Studien untersuchen andere mögliche Informationsboten: Gliazellen (Gehirnzellen, über die weniger Informationen vorliegen, obwohl sie zehnmal häufiger sind als Neuronen), andere interzelluläre Kommunikationsmechanismen (wie neu entdeckte Gase und Peptide) und biochemische Wellen in Zellen.

2. Wie werden Erinnerungen gespeichert und abgerufen?

Wenn etwas Neues gelernt wird, wie beispielsweise der Name einer Person, gibt es einige physische Veränderungen in Ihrer Gehirnstruktur. Wir wissen jedoch immer noch nicht, was diese Veränderungen sind, wie sie im riesigen Meer von Synapsen und Neuronen organisiert sind, wie sie Informationen erzeugen oder wie sie Jahrzehnte später zurückgebracht und erinnert werden.

Eines der Dinge, die es uns schwer machen zu begreifen, ist, dass es so viele Arten von Erinnerungen gibt. Das Gehirn scheint in der Lage zu sein, zwischen dem Kurzzeitgedächtnis (Erinnern an eine Telefonnummer, die gerade lang genug ist, um die Nummer zu wählen) und dem Langzeitgedächtnis (Erinnern an das, was Sie an Ihrem letzten Geburtstag getan haben) zu unterscheiden. Im Langzeitgedächtnis sind das Einführungsgedächtnis (Namen und Informationen) und das Nicht-Einführungsgedächtnis (Fahrrad fahren, von einer unterschwelligen Botschaft betroffen sein) sehr unterschiedlich, und innerhalb dieser allgemeinen Kategorien gibt es auch verschiedene Unterklassen. Unterschiedliche Gehirnstrukturen unterstützen unterschiedliche Arten des Lernens und der Erinnerungen. Hirnschäden können nicht nur einer Art und anderen schaden.

Ähnliche molekulare Mechanismen können jedoch bei diesen Speichertypen wirken. Fast alle Gedächtnistheorien legen nahe, dass die Speicherung von Erinnerungen auf Synapsen basiert - Kapillarverbindungen zwischen Gehirnzellen. Wenn zwei Zellen gleichzeitig aktiv sind, wird die Bindung zwischen den beiden gestärkt; Wenn sie nicht gleichzeitig aktiv sind, schwächt sich die Bindung ab. Diese Arten von synaptischen Veränderungen bilden eine Einheit. Erfahrung kombiniert zum Beispiel die Verbindungen zwischen Geruch, Geschmack, Farbe und Empfindung des Kaffees. Da die an jeder dieser Empfindungen beteiligten Neuronen im Allgemeinen gleichzeitig aktiviert werden, kann die Bindung zwischen ihnen alle Empfindungen auslösen, mit denen Kaffee verbunden ist, indem nur der Geruch wahrgenommen wird.

Ein bloßer Blick auf Kombinationen - und die Stärkung der Bindungen zwischen Neuronen - kann jedoch nicht ausreichen, um das Gedächtnis zu erklären. Das große Geheimnis des Gedächtnisses ist, dass das Gedächtnis oft eher Beziehungen zwischen Dingen als die Details dieser Dinge selbst codiert. Einer Wenn Sie sich die Melodie merken, verschlüsseln Sie die Beziehung zwischen Noten und nicht zwischen einzelnen Noten. So können Sie das Lied in einem anderen Ton singen.

Der Zugriff auf den Speicher ist auch in Bezug auf die Speicherung rätselhaft. Wenn ich Sie frage, ob Sie Kemal Sunal kennen, liegt die Antwort für Sie auf der Hand, und es gibt keine gute Theorie, um zu erklären, wie schnell der Speicherzugriff ist. Darüber hinaus kann der Zugriff auf den Speicher den vorhandenen Speicher verschlüsseln. Wenn Sie sich an ein Ereignis aus der Vergangenheit erinnern, kann der Speicher vorübergehend gelöscht werden. Einige überraschende neuere Experimente zeigen, dass die Erneuerung von Erinnerungen während dieses offenen Fensters chemisch gehemmt werden kann, was neue ethische Fragen aufwirft, die sorgfältige Überlegungen erfordern.

3. Was zeigt die Hauptaktivität im Gehirn?

Neurowissenschaftler haben hauptsächlich Gehirnaktivitäten untersucht, die in Verbindung mit Reizen wie Bild, Berührung oder Ton wirken, die im Labor getestet werden können. Aber das ruhende Gehirn - seine wesentliche Aktivität - kann ein Beweis für den wichtigsten Teil unseres geistigen Lebens sein. Das wache, ruhende Gehirn verbraucht 20 Prozent des gesamten Sauerstoffs des Körpers, während seine Masse 2 Prozent des Körpers ausmacht. Einige grundlegende Aktivitäten können Anzeichen dafür sein, dass das Gehirn Informationen im Hintergrund rekonstruiert, zukünftige Situationen und Ereignisse animiert oder Erinnerungen abruft. Viele Dinge, die uns wichtig sind - Erinnerungen, Gefühle, Motive, Pläne und mehr - können ohne externen Reiz auftreten und können nicht an einem direkten Ergebnis gemessen werden.

Informationen über die Grundaktivität des Gehirns wurden aus neuronalen Bildgebungsexperimenten erhalten, die zeigen, dass die Aktivität in einigen Hirnregionen unmittelbar vor Abschluss einer zielorientierten Aufgabe verringert ist. Die Tatsache, dass diese schwindenden Bereiche unabhängig von der Aufgabe immer gleich sind, kann darauf hinweisen, dass in diesen Bereichen im Ruhezustand "Basisprogramme" ausgeführt werden, genau wie auf Ihrem Computer das Defragmentierungsprogramm ausgeführt wird, wenn in einem anderen Bereich keine Ressourcen benötigt werden.

In der traditionellen Sichtweise der Wahrnehmung füllen Informationen aus der Außenwelt die Sinne, gelangen zum Gehirn und machen sich sichtbar, hörbar und fühlbar. Viele Wissenschaftler begannen jedoch zu glauben, dass Wahrnehmungseingaben lediglich die anhaltende innere Aktivität im Gehirn regulieren. Zum Beispiel können sensorische Eingaben für die Wahrnehmung unnötig sein: Ihre Augen sind beim Träumen geschlossen, aber Sie können immer noch visuelle Erfahrungen machen. Der Wachzustand und der Traumzustand müssen genau gleich sein, dh sie sind nur teilweise von äußeren Reizen abhängig. Aus dieser Perspektive ist Ihr bewusstes Leben nur ein Wachtraum.

4. Wie kann das Gehirn die Zukunft stimulieren?

Wenn der Feuerwehrchef auf ein Feuer stößt, ahnt er sofort, wie er seine Männer am besten platzieren kann. Solche zukünftigen Verordnungen ermöglichen es nach den Worten des Philosophen Karl Popper, "unsere Hypothese zu unseren Gunsten zu fälschen", ohne die Kosten und das Risiko, diese Arbeit tatsächlich zu erledigen. Aus diesem Grund ist die Simulation möglicher Zukünfte eines der Schlüsselgeschäfte, in die das intelligente Gehirn investiert.

Wir wissen immer noch wenig darüber, wie die zukünftige Stimulation des Gehirns funktioniert. weil traditionelle neurowissenschaftliche Technologien gut geeignet sind, Gehirnaktivitäten mit expliziten Verhaltensweisen zu verknüpfen, nicht mit mentalen Simulationen. Eine Ansicht ist, dass Gehirnressourcen nicht nur dazu dienen, Reize zu verarbeiten und auf sie zu reagieren (einen Ball auf sich zukommen zu sehen), sondern auch ein internes Modell der Außenwelt zu entwerfen und Regeln für das Verhalten der Dinge zu erstellen (zu wissen, wie sich der Ball in der Luft bewegt). .

Interne Modelle spielen nicht nur bei motorischen Bewegungen wie dem Fangen eine Rolle, sondern auch bei der Wahrnehmung. Beispielsweise wird eine beträchtliche Menge an Informationen für das Sehen verwendet, nicht nur von der Netzhaut, sondern auch vom Gehirn. Für viele Neurowissenschaftler in den letzten Jahrzehnten ist die Wahrnehmung nicht nur das Ergebnis einer Hierarchie von Datenstücken. schlägt vor, dass es entsteht, indem eingehende Sinnesdaten mit internen Erwartungen abgeglichen werden.

Aber wie lernt ein System, gute Vorhersagen über die Welt zu treffen? Vielleicht existiert die Erinnerung nur zu diesem Zweck. Dies ist keine neue Idee: Vor zweitausend Jahren betonten Aristoteles und Galen, dass das Gedächtnis ein Werkzeug ist, um erfolgreiche Vorhersagen über die Zukunft zu treffen. Sogar Erinnerungen an Ihr Leben können als eine spezielle Unterklasse der Emulation verstanden werden, die beiseite gelegt wird und in eine bestimmte Richtung fließen soll.

5. Was sind Emotionen?

Wir sprechen meistens vom Gehirn als Informationsverarbeitungssystem, aber ohne Emotionen, Wünsche, Ängste ist das Gehirn unvollständig. Emotionen sind messbare körperliche Reaktionen auf hervorstechende Reize: der beschleunigte Herzschlag und das Atmen, die mit Angst einhergehen, das Einfrieren der Maus in Gegenwart einer Katze oder die übermäßig angespannten Muskeln, die mit Wut einhergehen ... Andererseits sind Emotionen subjektive Erfahrungen, die diese Prozesse begleiten: das Gefühl des Glücks, Eifersucht, Traurigkeit und dergleichen.

Emotionen scheinen das breite unbewusste System zu besetzen. Zum Beispiel, die für eine sehr kurze Zeit wütend waren und sich dann schnell maskierten. Wenn die Person Traurigkeit sieht, reagiert der Teil des Gehirns über Emotionen entsprechend, auch wenn die Person nicht merkt, dass sie das wütende Gesicht sieht. In verschiedenen Kulturen sind die Ausdrücke grundlegender Emotionen ähnlich, und wie Darwin beobachtete, sind diese Reaktionen bei allen Säugetieren gleich. Selbst in den physiologischen Reaktionen von Menschen, Reptilien und Vögeln, die Gefühle wie Angst, Wut oder elterliche Liebe ausdrücken, gibt es starke Ähnlichkeiten.

In der modernen Sichtweise sind Emotionen ein Gehirnzustand, der den Ergebnissen schnell einen Mehrwert verleiht und eine einfache Vorgehensweise schafft. Dementsprechend sind Emotionen eine Art Berechnung; Es kann als dringende, automatische Zusammenfassung angesehen werden, die bestimmte Bewegungen auslöst. Zunehmende Angst, wenn sich ein Bär nähert, bringt Ihr Gehirn dazu, das Richtige zu tun (einen Fluchtweg zu planen) und alle anderen Dinge, die das Gehirn tun kann (wie die Gestaltung Ihrer Einkaufsliste), außer Acht zu lassen.

Wenn es um Wahrnehmung geht, werden Sie eine Spinne schneller erkennen als eine Rolle Klebeband. Emotionale Ereignisse in Ihrem Gedächtnis werden separat in einem parallelen Speichersystem gespeichert, das einen Gehirnbereich namens Amygdala enthält.

Eines der Ziele der Neurowissenschaften ist es, die Natur von Stimmungsstörungen, der häufigsten und kostspieligsten Depression, zu verstehen. Impulsive Wut und Gewalt werden auch als Folge von Stimmungsstörungen gesehen.

6. Was ist Intelligenz?

Intelligenz wird auf viele Arten eingesetzt, aber was Intelligenz ist - in all ihren Verkleidungen - ist biologisch unbekannt. Milliarden von Nervenzellen arbeiten zusammen, um Informationen zu manipulieren, sich seltsame Situationen vorzustellen und Informationen zu löschen, die nicht zu Ende gehen? Was passiert, wenn die beiden Konzepte zusammenpassen und Sie plötzlich eine Lösung für ein Problem finden? Was passiert, wenn Sie plötzlich feststellen, dass der wahre Mörder im Film die unerwartete Frau ist? Speichern intelligente Menschen Informationen destillierter, vielfältiger oder zugänglicher?

Wir sind alle mit der Zukunft intelligenter Roboter in naher Zukunft aufgewachsen, aber wir haben nur ein bisschen mehr als einen Roboterstaubsauger. Was schief gelaufen ist? Es gibt zwei extreme Ansichten, die die schlechte Leistung der künstlichen Intelligenz erklären: Entweder kennen wir die Grundregeln der Gehirnfunktion nicht gut genug, oder wir können nicht genug Nervenzellen bekommen, um zusammenzuarbeiten. Wenn letzteres zutrifft, ist das eine gute Nachricht: Das Messgeschäft wird von Jahr zu Jahr billiger und schneller, daher sollten wir nicht zu weit davon entfernt sein, die Asimov-ähnlichen Roboter zu genießen, die unsere Hausarbeit effektiv erledigen. Dennoch erkennen die meisten Neurowissenschaftler, wie weit wir von diesem Traum entfernt sind. Gegenwärtig sind unsere Roboter etwas schlauer als Meeresschnecken, und selbst nach Jahrzehnten kluger Forschung ist ihre Fähigkeit, Formen vom Hintergrund zu unterscheiden, dieselbe wie die eines Babys.

Jüngste Experimente mit Intelligenz; Er untersucht mögliche Beziehungen zwischen dem Kurzzeitgedächtnis, der Fähigkeit, Erkenntniskonflikte zu lösen oder die Fähigkeit, stärkere Verbindungen zwischen Informationen herzustellen, aber die Ergebnisse sind noch nicht schlüssig. Viele andere Möglichkeiten - bessere Strukturierung gespeicherter Informationen, stärkere Mitverarbeitung oder bessere Visualisierung der möglichen Zukunft - müssen noch durch Experimente untersucht werden.

Die Intelligenz sollte nicht auf einen einzelnen Mechanismus oder eine einzelne neuronale Region reduziert werden. Was auch immer Intelligenz ist, es liegt im Herzen, warum Homo Sapiens etwas Besonderes sind. Andere Typen sind zur Lösung bestimmter Probleme ausgestattet, während unsere Fähigkeit zur Abstraktion es uns ermöglicht, eine ganze Reihe offener Probleme zu lösen. Dies bedeutet, dass Intelligenzforschung an Mäusen und Affen möglicherweise bedeutet, unter den falschen Stein zu schauen.

7. Wie wird die Zeit im Gehirn dargestellt?

100-Meter-Rennen beginnen mit Schüssen, nicht mit Blitzlicht, da das Gehirn schneller als Licht auf eine Explosion reagiert.

Sobald Sie das Wahrnehmungsfeld von der motorischen Reaktionszone aus betreten (was Sie sehen und hören), ändert sich die Geschichte.

Was das Bewusstsein betrifft; Das Gehirn muss eine sehr schwierige Aufgabe erledigen, um Nachrichten mit sehr unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu synchronisieren. Schnippen Sie zum Beispiel mit den Fingern vor sich. Das Bild Ihrer Finger und der Schnappton werden gleichzeitig angezeigt, obwohl Ihr Hörsystem diese Aktion von Ihrem visuellen System aus mit einer Geschwindigkeit von 30 Millisekunden ausführt. Ihr Gehirn macht kleine Spiele, um die Dinge synchron zu machen und Ihnen gleichzeitig die Welt erscheinen zu lassen, auch wenn die verschiedenen Sinne, die die Informationen verarbeiten, anders schwören.

Schauen Sie sich Ihr linkes Auge im Spiegel an, um ein Beispiel dafür zu finden, wie Ihr Gehirn mit der Zeit spielt. Richten Sie nun Ihren Blick auf das rechte Auge. Ihre Augenbewegungen brauchen natürlich Zeit, aber Sie können nicht sehen, wie sich Ihre Augen bewegen. Es ist, als hätte sich die Welt plötzlich von einem Bild zum anderen verschoben. Was ist mit dieser winzigen Zeitlücke passiert? Was passiert mit den 80 Millisekunden Dunkelheit, die Sie jedes Mal sehen sollten, wenn Sie blinken?

Fußnote: Das Gefühl eines reibungslosen Zeitübergangs ist ein Konstrukt Ihres Gehirns. Die Klärung, wie das Gehirn normalerweise mit dem Timing-Problem umgeht, gibt Aufschluss darüber, was passiert, wenn das Timing schief geht, wie dies beim Gehirn von Legasthenikern der Fall ist. Sensorische Eingaben, die nicht mit der Zeit übereinstimmen, führen auch bei älteren Patienten zu einem Sturzrisiko. Zar.

8. Warum schlafen und träumen die Geister?

Einer der erstaunlichsten Aspekte unseres Lebens ist, dass wir ein Drittel unserer Zeit in einer fremden Welt verbringen, die Schlaf genannt wird. Neugeborene schlafen etwa doppelt so viel. Es ist äußerst schwierig, länger als einen ganzen Tag und Nacht wach zu bleiben. Die ständige Wachsamkeit des Nervensystems beim Menschen führt zu geistiger Instabilität; Mäuse, denen 10 Tage lang der Schlaf entzogen ist, sterben. Alle Säugetiere schlafen, Reptilien und Vögel schlafen, und Tiere, die freiwillig atmen, wie Delfine, schlafen jeweils mit einer Gehirnhälfte. Die evolutionäre Richtung ist klar, aber keine Funktion des Schlafes.

Die Universalität des Schlafes erfordert große Zeit, obwohl sie Zeit braucht und die schlafende Person relativ verletzlich macht. Es gibt keine allgemein anerkannte Antwort, es gibt mindestens drei populäre Vorhersagen. Nach dem ersten ist der Schlaf erfrischend; schützt und füllt die Energievorräte des Körpers auf. Eine hohe neuronale Aktivität im Schlaf lässt jedoch darauf schließen, dass die Geschichte andere Seiten hat. Nach einer zweiten Theorie ermöglicht der Schlaf dem Gehirn, Anstrengungen, Problemlösungen und andere Schlüsselaktionen durchzuführen, ohne sie in der realen Welt auszuprobieren. Eine dritte Theorie - dies ist die mit den meisten Beweisen - besagt, dass Schlaf eine wichtige Rolle beim Lernen, Bewerten von Erinnerungen und Vergessen von Details spielt, die nicht schlüssig sind. Mit anderen Worten, der Schlaf ermöglicht es dem Gehirn, wichtige Dinge zu speichern und Nervenabfälle zu entfernen.

In jüngster Zeit lag der Schwerpunkt auf dem REM-Schlaf als der wichtigsten Phase der Codierung von Speichern in das Langzeitgedächtnis. In einer Studie wurden Mäuse darauf trainiert, über eine Strecke zu sprinten und mit Futter belohnt zu werden. Die Forscher zeichneten ein unterschiedliches Bewegungsmuster in Nervenzellen auf, die als Bodenzellen bezeichnet werden, je nachdem, wo sich die Maus auf der Spur befand. Später, als die Mäuse in den REM-Schlaf fielen, wurden die Aufzeichnungen fortgesetzt. Während dieses Schlafes wiederholen die Bodenzellen der Maus wiederholt eine Bewegung genau so, wie wenn die Tiere rannten. Die Beziehung war sehr eng, da die Forscher träumten, die Tiere könnten herausfinden, ob sie in ihren Träumen rennen oder stehen und wo sie auf der Strecke wären, wenn sie wach wären.

Nach neu entwickelten Ideen bestimmen Informationen, die im Schlaf wiederholt werden, woran wir uns später erinnern werden. In dieser Hinsicht ist Schlaf wie eine "Offline" -Übungssitzung. In einigen neuen Experimenten verbesserten die Menschen schrittweise die Zahlen, die sie bei den ihnen zugewiesenen schwierigen Aufgaben erhielten, aber aufgrund des Platzes des Schlafes im Lernprozess waren die Zahlen, die sie erhielten, in den Sitzungen an den folgenden Tagen höher als in den Sitzungen am selben Tag.

Zu verstehen, wie sich Schlaf und Träume durch Trauma, Drogen und Krankheiten verändern und wie wir unseren Schlaf anpassen sollten, ist ein sehr fruchtbarer Bereich für zukünftige Hinweise.

9. Wie kommunizieren spezialisierte Bereiche des Gehirns miteinander?

Mit bloßem Auge betrachtet unterscheidet sich kein Bereich der Gehirnoberfläche stark von einem anderen. Wenn wir jedoch die Aktivität messen, stellen wir fest, dass in jeder Nervenregion unterschiedliche Arten von Informationen gespeichert sind. Es gibt verschiedene Bereiche, in denen beispielsweise Farben, Flächen, Kanten und Bewegungen verarbeitet werden. Das Gehirn eines Erwachsenen ist wie eine politische Weltkarte in Abschnitte unterteilt.

Nachdem die Neurowissenschaftler eine vernünftige Vorstellung davon haben, in was diese Abteilungen unterteilt sind, untersuchen wir Gehirnnetzwerke, die Geruch, Hunger, Schmerz, Zielerreichung, Temperatur, Vorhersagen und Hunderte anderer Aufgaben umfassen. Trotz ihrer getrennten Funktionen arbeiten diese Systeme so zusammen, als wären sie miteinander verlötet. Es gibt kaum gute Theorien darüber, wie dies geschehen kann.

Die Frage, wie das Gehirn so schnell zwischen seinen Systemen koordiniert, ist ebenfalls unbeantwortet. Die langsame Geschwindigkeit elektrischer Impulse (30 cm pro Sekunde in nicht ummantelten Axonen, die als Myelin bezeichnet werden) beträgt ein Hundertmillionstel der Übertragungsgeschwindigkeit von Nachrichten in digitalen Computern. Menschen erkennen einen Freund jedoch fast gleichzeitig, wenn sie ihn sehen, während Computer langsam sind und häufig bei der Gesichtserkennung versagen. Wie könnte eine Orgel mit so langsamen Teilen so schnell arbeiten? Die Antwort ist normalerweise, dass das Gehirn ein Parallelprozessor ist, der viele Dinge gleichzeitig erledigt. Dies ist sicherlich richtig, aber auf digitalen Computern mit parallelen Prozessoren verlangsamt der nächste Prozess, bei dem die Ergebnisse verglichen und eine Entscheidung getroffen werden müssen, die Aufgabe. Das Gehirn ist in dieser Hinsicht faszinierend schnell. Während die Parallelverarbeitung des Gehirns beeindruckend ist, ist es ebenso wichtig, dass diese Parallelprozesse schnell auf Singular reduziert werden und ein verhaltensorientiertes Ergebnis erzielt wird. Ein laufendes Tier muss entweder rechts oder links von einem Baum gehen, es kann nicht beides.

Es gibt keinen separaten anatomischen Bereich im Gehirn, in dem Informationen aus allen verschiedenen Systemen gesammelt werden. Stattdessen kommunizieren spezialisierte Bereiche und bilden ein Netzwerk mit parallelen und sich wiederholenden Verbindungen. Irgendwie das integrierte Bild der Welt in unserer Gehirnstruktur Es besteht aus einem komplexen Labyrinth im Inneren. Überraschenderweise wurde wenig über große Netzwerksysteme wie die im Gehirn geforscht, vielleicht weil es einfacher ist, sich Gehirne als geordnete Linien als als dynamische Netzwerke vorzustellen.

10. Was ist Bewusstsein?

Denk an deinen ersten Kuss. Diese Erfahrung wird Ihnen zuerst in den Sinn kommen. Wo war dieser Moment, als Sie sich dessen nicht bewusst waren? Wie wurde es in Ihrem Gehirn gespeichert, bevor Sie es bemerkten? Was ist der Unterschied zwischen diesen beiden Situationen? Eine Erklärung, die ins Bewusstsein gebracht werden muss, ist die größte ungelöste Frage der modernen Wissenschaft. Dies ist vielleicht kein einzigartiges Ereignis, aber wir können uns das Bewusstsein als ein anfängliches Ziel vorstellen, als etwas, das leuchtet, wenn Sie morgens aufwachen, aber vor Minuten noch nie im selben Gehirn war.

Neurowissenschaftler glauben, dass sich das Bewusstsein in erster Linie mit der physischen Materie des Gehirns befasst, da selbst winzige Veränderungen im Gehirn, wie Medikamente oder Krankheiten, Ihre spezifischen Erfahrungen stark verändern können. Der Kern des Problems besteht darin, dass wir noch nicht wissen, wie wir Bits und Bits kombinieren und diese persönlichen subjektiven Erfahrungen machen können, die wir - und Sie natürlich berücksichtigen. Was wäre, wenn ich dir alle Legos der Welt geben und sie so zusammensetzen würde, dass sie zu einer bewussten Maschine werden? Viel Glück! Wir haben keine Theorie, wie das geht; Wir haben keine Ahnung, wie die Theorie aussehen wird.

Eines der traditionellen Hindernisse für die Bewusstseinsforschung besteht darin, sie durch Experimente zu untersuchen. Einige aktive neuronale Prozesse kooperieren zu einem bestimmten Zeitpunkt bewusst, andere möglicherweise nicht. Die erste Hürde besteht darin, den Unterschied zu erkennen. Mit einigen cleveren Experimenten wurden einige Fortschritte erzielt. In einem dieser Bilder sehen die Probanden ein Bild eines Hauses mit einem Auge und gleichzeitig ein Bild einer Kuh mit dem anderen Auge. Anstatt eine Haus-Kuh-Mischung wahrzunehmen, nehmen die Menschen nur eine wahr. Nach einer Weile glauben sie, den anderen zu sehen, und so geht es langsam hin und her. Der visuelle Reiz ändert sich nicht, nur die Erfahrung des Bewusstseins ändert sich. Dieses Experiment ermöglicht es Forschern zu sehen, dass die neuronale Aktivität je nach subjektiven Erfahrungen variiert.

Der zugrunde liegende Mechanismus des Bewusstseins kann sich auf jeder Art von physikalischer Ebene befinden: auf molekularer, zellulärer, aktueller, Linien- oder jeder anderen noch nicht definierten Organisationsebene. Der Mechanismus kann auch ein Produkt der Beziehungen sein, die diese Ebenen suchten.

Eine interessante, aber immer noch diskutierte Ansicht ist, dass die wichtigsten Rückkopplungsschaltungen des Gehirns für die Bewusstseinsbildung wesentlich sind. Vor kurzem haben Wissenschaftler daran gearbeitet, Teile des Gehirns zu identifizieren, die mit dem Bewusstsein verbunden sind. Dann kommt der zweite Schritt: Warum sie in einer Beziehung sind. Dies ist ein sehr schwieriges Thema, das an der letzten Grenze der Neurowissenschaften liegt, der materiellen Erklärung der menschlichen Erfahrung.