Diese Seite ist Teil der Homepage von Thomas Knob aus Österreich. - Letzte Änderung 11.12.2024

Vorbemerkung:

Dieses unentgeltlich zur Verfügung gestellte Kompendium diente dem Verfasser und seinen Schülerinnen und Schülern vor allem als Vorlage für den gymnasialen Schulunterricht im Unterrichtsfach „Psychologie“ und erhebt weder Anspruch auf Vollständigkeit noch auf Fehlerlosigkeit. Es ist hemmungslos eklektizistisch und will Hilfestellung für Lehrende und Lernende zur persönlichen Verwendung, nicht Wiedergabe eigener Forschungen sein. Jede weitergehende Nutzung, insbesondere die Speicherung in Datenbanken, Vervielfältigung und jede Form von gewerblicher Nutzung sowie die Weitergabe an Dritte (auch in Teilen oder in überarbeiteter Form) ohne Zustimmung des Autors sowie die Einbindung einzelner Seiten in fremde Frames bitte zu unterlassen! Alle Informationen werden unter Ausschluss jeder Gewährleistung oder Zusicherung, ob ausdrücklich oder stillschweigend, zur Verfügung gestellt. Der Verfasser übernimmt ferner keine Haftung für die Inhalte verlinkter, fremder Seiten.

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I. EINFÜHRUNG IN GEGENSTAND UND ARBEITSWEISE DER PSYCHOLOGIE

Allgemeines ⇘ (Geschichtliches - Definition - Unterschiede zwischen wissenschaftlicher Psychologie und Alltagspsychologie - Fehlerhafte Heuristiken) - Einteilung des Forschungsgebietes der Psychologie ⇘ (Psychische Kräfte - Psychische Funktionen) - Tätigkeitsfelder der Psychologie ⇘ (Allgemeine Psychologie - Differentielle Psychologie - Experimentalpsychologie - Entwicklungspsychologie - Sozialpsychologie - Angewandte Psychologie - Nachbarwissenschaften) - Richtungen ⇘ (Introspektionismus - Behaviourismus - Tiefenpsychologie - Gestaltpsychologie - Kognitive Psychologie - Humanistische Psychologie - Parapsychologie - Biologische Psychologie und Psychopathologie) - Methoden der Psychologie ⇘ (Prinzipielle Unterscheidungen - Statistik - Experiment - Test) - Gehirnabhängigkeit des seelischen Erlebens ⇘ (Beweise - Leib-Seele-Problem) - [Dieses Kapitel ⇘]

II. DIE WAHRNEHMUNG

Allgemeine Begriffe ⇘ (Reizschwellen - Adaptionsniveau - Empfindung - Wahrnehmung) - Reizleitung ⇘ (Erregungsbahn - Sinnes- und Nervenzellen - Ionentheorie der Erregung) - Das Gehirn ⇘ (Allgemeines - Aufbau und Funktionen - Forschungsmethoden - Daten - Hirnhälftentheorien - Aktivierungsniveau - Der Schlaf - Neuere Ergebnisse der Hirnforschung) - Optische Wahrnehmung - Das Auge ⇘ (Sinneszellen - Funktionsweise - Sehstörungen - Farbsehen - Kontrast- und Konstanzphänomene - Optische Täuschung - Tiefensehen - Bewegungssehen) - Akustische Wahrnehmung, Raumlagesinn - Das Ohr ⇘ (Aufbau und Funktion der Ohren - Daten - Tonmischung - Hydrodynamische Hörtheorie - Das Ohr als Gleichgewichtsorgan / Vestibularapparat) - Olfaktorische Wahrnehmung - Die Nase ⇘ (Allgemeines - Geruchstheorien - Einzelne Gerüche) - Geschmackswahrnehmung - Die Zunge ⇘ (Funktionsweise und Biologie - Geschmacksrichtungen) - Haptische Wahrnehmung - Die Hautsinne ⇘ (Allgemeines - Rezeptoren) - Die Zeitwahrnehmung ⇘ (Allgemeines - Steuerung - Psychische Präsenzzeit - Circadianer Rhythmus - Moment - Beeinflussung der Zeitwahrnehmung) - Die Gestaltwahrnehmung ⇘ (Gestaltbegriff - Kohärenzfaktoren - Intuition) - Wovon hängt ab, was und wie wir wahrnehmen? ⇘ (Angeborene und erworbene Voraussetzungen - Einstellung und Aufmerksamkeit - Bezugsrahmen - Ausdruck und Eindruck) [Dieses Kapitel ⇘]

III. ENTWICKLUNGSPSYCHOLOGIE

Allgemeines ⇘ (Forschungsgebiet - Entwicklung - Programmierung - Phase - Reifung - Lernen) - Phasen der psychischen Entwicklung ⇘ (Säuglingsalter - Frühkindheit - Kleinkindalter - Phase der Schulfähigkeit - Reife Kindheit - Vorpubertät - Pubertät - Adoleszenz - Frühes Erwachsenenalter - Erwachsenenalter - Alter) - Entwicklungsstörungen - Geistige Behinderung ⇘ (Allgemeines - Einteilung der Behinderungen - Pränatal verursachte Behinderungen - Perinatal verursachte Behinderungen - Postnatal verursachte Behinderungen) [Dieses Kapitel ⇘]

IV. PÄDAGOGIK

Definitionen ⇘ - Einige historische Auffassungen ⇘ (Sokrates - Platon - Menander - Rousseau - Kant - Pestalozzi - Humboldt - Fröbrl - Adler - Reformpädagogik - Fremont-Smith - Rogers - Kernberg - Gegenwart) - Bildungsinhalte ⇘ (Allgemeines - Bildungskanon) - Bildungseinrichtungen ⇘ (Institutionen - Organisationsformen) - Erziehungsstile und Erziehungsfehler ⇘ (Kategorisierung einzelner Stile - Andere Kategorisierungsversuche - Erziehungsfehler) - Erziehungsziele ⇘ (Lebensausstattung - Identität - Mündigkeit) [Dieses Kapitel ⇘]

V. INTELLIGENZPSYCHOLOGIE

Intelligenzdefinitionen ⇘ - Der Intelligenzquotient - IQ ⇘ (Definition - Verteilung des IQ - Bezeichnungen der verschiedenen Intelligenzgrade) - Die Anlage-Umwelt-Problematik ⇘ (Grundeinstellungen - Historische Klärungsversuche - Fazit) - Intelligenztests und -konzepte ⇘ (Ältere Tests - Moderne Tests) [Dieses Kapitel ⇘]

VI. DENKPSYCHOLOGIE

Definitionen ⇘ - Funktionen des Denkens ⇘ (Biologische Bedeutung - Verkürzung der Lösungszeit) - Entwicklung des Denkens nach Piaget ⇘ (Äquilibration - Phasen des Denkens im Laufe der Entwicklung) - Erscheinungsformen des Denkens ⇘ (Problemlösen - Kreatives Denken) - Denken und Sprache, Kommunikation ⇘ (Zusammenhang zwischen Sprache und Denken - Semiotik: Dimensionen des sprachlichen Zeichens - Begriffe - Kommunikationsmodelle und Medientheorien - Defizithypothese) [Dieses Kapitel ⇘]

VII. LERNEN UND GEDÄCHTNIS

Definitionen ⇘ - Lernen im kognitiven Bereich ⇘ (Gedächtnis - Einprägen, Wiedergeben und Vergessen - Praxisanwendung, positive Effekte - Praxisanwendung, negative Effekte - Dem Gedächtnis verwandte Phänomene) - Lernen im vegetativen Bereich ⇘ (Definition - Klassisches Konditionierungsexperiment) - Lernen im Verhaltensbereich ⇘ (Definitionen - Entwicklung des Behaviourismus) - Lernmodelle ⇘ (Neurophysiologisches Modell - Kognitives Lernmodell - Lernmodell nach Pawlow - Lernmodelle des Behaviourismus - Lernen am Modell - Lernen aus Einsicht) [Dieses Kapitel ⇘]

VIII. TIEFENPSYCHOLOGIE UND PSYCHIATRIE

Definitionen ⇘ - Das Unbewusste ⇘ (Definition - Zugangsmöglichkeiten - Abwehrmechanismen) - Süchte, Persönlichkeitsstörungen, Geistes- und Gemütskrankheiten ⇘ (Allgemeines - Abhängigkeiten - Neurosen - Psychosen - Andere Einteilungen) - Therapieformen ⇘ (Definitionen - Geschichtliches - Basisinformationen - Psychodynamisch orientierte Therapieformen - Verhaltenstherapie - Humanistische und kommunikationsorientierte Therapieformen) [Dieses Kapitel ⇘]

IX. DIE PSYCHISCHEN KRÄFTE

Definitionen ⇘ - Triebe und Verhalten ⇘ (Definition - Einteilung der Triebe - Grundbegriffe der Ethologie und menschliche Verhaltensweisen) - Gefühle und Emotionalität ⇘ (Definition - Einteilung der Gefühle - Gefühlsmodi - Gefühlsstörungen, Parathymien) - Interessen und Werte ⇘ (Definition - Interessensbildung- Wertkategorien) - Wille und Motivation ⇘ (Definition - Einteilung und Untersuchung der Motive) [Dieses Kapitel ⇘]

X. SOZIALPSYCHOLOGIE

Definition ⇘ - Erscheinungsformen sozialer Kollektive ⇘ (Menge - Masse - Gruppe - Schicht und andere soziologische Unterteilungen - Institution - Andere Einteilungen) - Soziale Ränge und Mechanismen ⇘ (Ränge - Soziale Effekte) - Methoden der Sozialpsychologie ⇘ (Soziogramm - Feedback - IAT-Test - Cover Story - Andere Methoden) [Dieses Kapitel ⇘]

XI. PERSÖNLICHKEITSPSYCHOLOGIE

Definitionen ⇘ - Typologien ⇘ (Antike - Konstitutionstypologien - Weltanschauungstypologie - Typologie der Kommunikationsmuster - Faktorenanalytische Modelle) [Dieses Kapitel ⇘]

INHALT DES 1. TEILS:

I. EINFÜHRUNG IN GEGENSTAND UND ARBEITSWEISE DER PSYCHOLOGIE (Allgemeines - Einteilung des Forschungsgebietes der Psychologie - Tätigkeitsfelder der Psychologie - Richtungen - Methoden der Psychologie - Gehirnabhängigkeit des seelischen Erlebens) ⇘
II. DIE WAHRNEHMUNG (Allgemeine Begriffe - Reizleitung - Das Gehirn - Optische Wahrnehmung - Das Auge - Akustische Wahrnehmung, Raumlagesinn - Das Ohr - Olfaktorische Wahrnehmung - Die Nase - Geschmackswahrnehmung - Die Zunge - Haptische Wahrnehmung - Die Hautsinne - Die Zeitwahrnehmung - Die Gestaltwahrnehmung - Wovon hängt ab, was und wie wir wahrnehmen?) ⇘

ALLGEMEINES

Für allgemeine Informationen siehe auch Einführungsvideo, Psychologie-Datenbanken, Psychologie-Suchmaschinen, Online-Psychologie-Kurse, Psychologische Online Dokumente, Psychologie-Portal, die informativen Psychologie-Arbeitsblätter der Universität Linz, die Homepage des Psychologie-Instituts der Univ. Wien, Stangl-Arbeitsblätter, folgendes Internetfachgebärdenlexikon, die Klassiker der Psychologie und zum Nachschlagen ein Online-Lexikon. Neuere Erkenntnisse der Psychologie werden hier zusammengefasst. Ein Lexikon der Argumente stellt wissenschaftliche Kontroversen dar.

Vgl. a. Videovorlesungen der Yale-Universität mit Transkription und Unterlagen (darunter „Introduction to Psychology“), Psychologie-Video-Portal, den Vortrag „Psychologie für Nichtpsychologen“ von Erich Fromm (s. u.), ein Lexikon der Psychologie und für den Schulbereich Verband der Psychologielehrer .de, ARGE PP Wien, österreichische BundesARGE Pup, PuP-Portal schule.at, Computer-gestützte Experimente für den Psychologieunterricht.

   Abb. 1/1: Wilhelm Wundt

- Geschichtliches:
Der Begriff „Psychologie“ wurde von Philipp Melanchthon (eig. Schwartzerdt, 1497-1560) in seinen Vorlesungen eingeführt, nachdem er bereits 1506 von Marcus Marulus (eig. Marko Marulic, 1450-1524) zum ersten Mal im heutigen Sinn verwendet worden war. Wörtlich bedeutet das griechische Wort „Lehre von der Seele“ (griech. ψυχή = Seele, λόγος = Wort, Lehre). Die endgültige Anerkennung des Begriffs „Psychologie“ erfolgte durch seine Aufnahme in die Encyclopédie durch Denis Diderot (1713-1784), erste universitäre Vorlesungen über Psychologie hielt Herbart (s. u.) 1806 im Rahmen seines Kant'schen Philosophie-Lehrstuhls in Königsberg. Der Beginn der wissenschaftlichen Psychologie wird mit 1879 angesetzt (Eröffnung des ersten Instituts für experimentelle Psychologie mit Labor durch Wilhelm Wundt, 1832-1920, in Leipzig - Leipziger Schule; vgl. seine Autobiographie Erlebtes und Erkanntes bzw. folgende Webseite.) Wundts Definition nach ist Psychologie „die allgemeine Wissenschaft von den Gesetzen des geistigen Lebens“, eine Art empirische Geisteswissenschaft, die er (im Gegensatz zur weiteren Entwicklung) eher an die Physik als an die Biologie angelehnt sah. Die American Psychological Association (APA) wurde 1892 als erste Vereinigung von Psychologie betreibenden Wissenschaftlern von Granville Stanley Hall (1844-1924) gegründet, der einer der ersten Teilnehmer an Wundts Experimenten gewesen war und als erster einen PhD-Titel in Psychologie erwarb. Als Begründer der österreichischen universitären Psychologie gilt Karl Bühler (1879-1963; s. a. u.), der ab 1922 in Wien einen Lehrstuhl für „Philosophie mit besonderer Berücksichtigung der Psychologie und der experimentellen Pädagogik“ innehielt.

Immer wieder sah sich die Psychologie als Wissenschaft Vorwürfen ausgesetzt, die z. B. systematische Fehler ihrer Theorienbildung, implizite Ideologielastigkeit oder die Stichhaltigkeit und Nachvollziehbarkeit ihrer Aussagen betrafen. Karl Kraus (1874-1936) meinte: „Psychologen sind Durchschauer der Leere und Schwindler der Tiefe.“ Humorvoll ein gängiges Vorurteil bedienend, formulierte Egon Friedell (1878-1938; Suizid): „Psychologie ist die Wissenschaft von der Seele dessen, der sie betreibt.“ Dennoch entwickelte sich die Psychologie im 20. und 21. Jhdt. wie kaum eine andere Wissenschat rasant zu großer Popularität und Wirkmächtigkeit.

- Definition:
Die Psychologie als Wissenschaft beschäftigt sich mit dem Erleben und Verhalten des Menschen sowie seinem Bewusstsein. Sie untersucht seelische Vorgänge und Zustände, ihre Ursachen und Wirkungen sowie ihre Rolle bei der Entwicklung der Persönlichkeit und analysiert auf biologischer, psychologischer und soziokultureller Ebene diesbezügliche Phänomene. (Dies wird „biopsychosozialer Ansatz“ genannt. - Beispiel: Angstverhalten könnte durch Hirnstrukturen / Persönlichkeitsmerkmale / Lerneffekte beeinflusst sein). Ziel vieler Sparten der Psychologie ist es, das Verhalten und Erleben zu beschreiben, zu erklären, vorherzusagen und zu beeinflussen bzw. zu kontrollieren.

- Unterschiede zwischen wissenschaftlicher Psychologie und Alltagspsychologie:
Im Unterschied zur Alltagspsychologie (wie sie vor allem in Zeitschriften, elektronischen Medien, manchen persönlichen Gesprächen oder gar Horoskopen, unseriösen Therapieangeboten und anderen pseudowissenschaftlichen Phänomenen erscheint), folgt die wissenschaftliche Psychologie folgenden gängigen

          Kriterien:

Ex.: Bertram R. Forer (1914-2000) konfrontierte 1948 zahlreiche Vpn. mit folgendem - immer gleichen, gemäß der Cover Story (s. u.) vorgeblich als Ergebnis eines zuvor an ihnen durchgeführten Persönlichkeitstests entstandenen - Text:

Forer erntete aufgrund der Schwammigkeit der verwendeten Begriffe, denen jede exakte Definition fehlt (vor allem der Schluss wirkt fast kabarettistisch) und der Unmöglichkeit, die getroffenen Aussagen zu widerlegen, durchwegs hohe Zustimmungsraten (vgl. u. Forer-Effekt): 85% der Befragten fühlten sich verstanden und gut beschrieben. (Nach demselben Prinzip „funktionieren“ Horoskope.)

- Fehlerhafte Heuristiken:
Aufgabe einer wissenschaftlichen Psychologie ist es, durch die zusätzliche Erforschung geänderter Ausgangsbedingungen Cum / Post hoc ergo propter hoc-Argumente, weitere falsche Kausalattribuierungen und Fehlschlüsse sowie die Überschätzung der Validität eigener Überzeugungen zu verhindern. (Dieser Abschnitt ist v. a. Daniel Kahneman, 1934-2024, Thinking, fast and slow 2011 bzw. Kahneman u. a., Noise 2021 verpflichtet; s. a. u.) Häufig besteht der limitierende Faktor in Bezug auf die Komplexität der notwendigen Denkvorgänge auch in unserer Gehirnausstattung (dazu s. u.).

Analoge Beispiele für Fehlschlüsse aus anderen Bereichen: Wenn es regnet, sind die Straßen nass. Sie sind nun nass, also muss es geregnet haben. Oder: Alle Bohnen aus diesem Sack sind weiß. Diese Bohnen sind weiß. Also sind sie aus diesem Sack. Oder: Wer eine größere Schuhnummer hat, hat statistisch in Österreich ein höheres Gehalt als Kleinfüßige. Dies trifft zwar tatsächlich zu - aber nicht, weil der Zusammenhang ein direkter wäre: Beide Variablen sind auf etwas Drittes zurückzuführen, nämlich das Geschlecht. Frauen verdienen im Schnitt weniger und haben auch kleinere Füße.)

Im Alltag treten häufig fehlerhafte Heuristiken (griech. εὑρίσκειν = finden) auf. Darunter versteht man Verfahren und Lösungsfindungsstrategien („Daumenregeln“), die zeitökonomisch adäquate Antworten auf Fragen oder Entscheidungen finden wollen, wie z. B. das Ausschlussverfahren, die Stichprobenauswertung, das Trial-and-error-Verfahren etc., bzw. ganz allgemein Denkweisen im Alltag. Im Unterschied zu Algorithmen (einer bei Problembearbeitungen angewendeten endlichen Abfolge definierter, nachvollziehbarer Schritte, an deren Ende eine Lösung steht; benannt nach ^{أبو جعفر محمد بن موسى خوارزمی} / Abu Abdulla Muhammad ibn Musa al-Choresmi, ca. 780-840 aus dem heutigen Usbekistan; z. B. in einem Labyrinth immer an einer Wand entlanggehen, ohne den Hand-Mauer-Kontakt zu verlieren) können sie, müssen aber nicht zum Erfolg führen.

Man kann häufig beobachten, dass Urteile (verstanden als durch den menschlichen Verstand vorgenommene Messungen) alles andere als valide, reliabel und objektiv (zu diesen Begriffen s. u.) sind. Wenn man unverfälschte Ergebnisse bei der Informationsverarbeitung anstrebt (z. B. ähnliche Gerichtsurteile in vergleichbaren Fällen), müssen täuschende Störfaktoren berücksichtigt werden, v. a.

          Kognitive Illusionen:

Die erste Täuschung besteht bereits darin, dass das Gehirn den enorm vielfältigen Input, der unentwegt einströmt, vereinfacht, um überhaupt erst das Wichtige und Neue bearbeiten zu können, sodass nach Tor Nørretranders (*1955) als Benutzerillusion „unsere Karte von uns selbst und unseren Möglichkeiten, auf die Welt einzuwirken“ entsteht. Was unser Gehirn uns vorspielt, ist nach Daniel Dennett (1942-2024) eine „Metapher für das, was wirklich geschieht“. Bewusstsein sei eine Illusion. (Zum Folgenden vgl. auch folgende Übersichtsgraphik)

* Beispiele (großteils nach Kahneman):

Dies alles sind Denkmuster, die nicht für den Gebrauch durch die Vernunft, sondern vor allem, um im praktischen Handeln erfolgreich zu sein, entstanden sind. Daher sind sie uns im Alltagsvollzug meist nicht bewusst und schwer aus- bzw. abzuschalten. Es liegen daher keine verwerflichen, unmoralischen Absichten zugrunde, wenn wir Informationen fehlerhaft verarbeiten (wie dies z. B. bei der Leistungsbeurteilung in der Schule in hohem Ausmaß der Fall ist), sondern unsere angeborenen und im Laufe der Evolution bzw. der Ontogenese ausgearbeiteten Denk- und Entscheidungssysteme. (Allerdings werden diese Phänomene von Dritten oft manipulatorisch ausgenützt; sie sollten schon deshalb viel häufiger bewusst gemacht werden.)

Wird gehandelt, ohne dass eine bewusste Entscheidung getroffen wird, kommen die angeborenen oder im Laufe des Lebens erworbenen „Voreinstellungen“ zum Tragen (Default Effect). Die Bevorzugung des Gegebenen zuungunsten von Optionen der Veränderung nennt man Status quo-Effekt.

Zu Wahrnehmungs- und Testfehlern s. a. u1., zu sozialen Effekten s. u2., zum Denken allgemein siehe s. u3.

* Maßnahmen zur Verhinderung von Urteilsverzerrungen oder -verrauschungen (großteils nach Kahneman u. a.):

EINTEILUNG DES FORSCHUNGSGEBIETES DER PSYCHOLOGIE

Die unten stehende Einteilung geht auf den Wiener Psychologen Hubert Rohracher (1903-1972; er unterlag seinem Cousin, dem Salzburger Erzbischof Andreas Rohracher, 1892-1976, im Doktoratswettstreit 2:3) zurück, der das Gesetz der funktionalen Aktivierung formulierte: Die im Hintergrund wirkenden Kräfte setzen jeweils selektiv bestimmte Funktionen in Gang. (Es existieren zahllose weitere Einteilungen, die - wie die meisten Einteilungen - nicht immer die geforderten Kriterien der Ausschließlichkeit und der Vollständigkeit erfüllen.)

- Psychische Kräfte:
Triebe, Gefühle, Interessen, Wille. Diese auch als Hintergrundaktivität bezeichneten Impulsgeber setzen die Funktionen in Gang.

- Psychische Funktionen:
Lernen, Gedächtnis, Denken, Wahrnehmung. Sie treten in Erscheinung, wenn die Kräfte sie aktivieren.

TÄTIGKEITSFELDER DER PSYCHOLOGIE

Im Folgenden werden zahlreiche Anwendungsgebiete psychologischer Forschung erwähnt bzw. beschrieben sowie die Wissenschaft der Psychologie in den Rahmen der angrenzenden Nachbarwissenschaften eingeordnet.

- Allgemeine Psychologie: beschreibt die unabhängig von individuellen Unterschieden bestehenden Gesetzmäßigkeiten im Erleben und Verhalten

- Differenzielle Psychologie: Psychologie der (Einzel)persönlichkeit (s. u.)

- Experimentalpsychologie: objektiver, naturwissenschaftlicher Zweig der (allgemeinen) Psychologie, der das Erleben und Verhalten intersubjektiv überprüfbar beschreiben will (auch Erlebnispsychologie). Enthält Teilgebiete wie Neuropsychologie, grundlegende Lernpsychologie etc. Seit Ende des 20. Jhdts. bekommt die Hirnforschung auf Grundlage der Neurobiologie eine immer größere Bedeutung.
Vgl. Web-Labor zur Experimentellen Psychologie

- Entwicklungspsychologie: stellt die psychischen Abläufe zwischen Geburt und Tod dar (s. u.)

- Sozialpsychologie: erfasst den Menschen als Teil und unter Einfluss der Gesellschaft (s. u.)

- Angewandte Psychologie: Die Anwendung der Forschungsergebnisse der Psychologie erfolgt im Alltag in den verschiedensten Kontexten / Bereichen (vgl. B.Ö.P.-Seite). Steht eine an der Nützlichkeit orientierte Diagnose oder Intervention in einem bestimmten Fall im Mittelpunkt, spricht man von Praktischer Psychologie. Sie entwickelt Lösungen für konkrete Fragestellungen.

          Beispiele für Anwendungsfelder:

- Nachbarwissenschaften:

Nach Stanley Smith Stevens (1906-1973) ergeben sich aus den möglichen drei Konstellationen

          3 Problemtypen:

RICHTUNGEN

Vgl. Psychologische Konzeptionen, What is Psychology? oder Überblick über die Geschichte der Psychologie (Namedropping)

- Introspektionismus:
Aussagen der Menschen über sich selbst und ihr Innenleben werden zugelassen (Erlebnispsychologie; abgeleitet vom lateinischen Wort für „hineinschauen“). Unter Introspektion versteht man im engeren Sinne die unmittelbare Erfassung und Beschreibung des eigenen Erlebens und eigener Bewusstseinsvorgänge, im weiteren Sinne kann die Selbstbeobachtung als kontrollierte Introspektion durch andere, die systematische Berichte und sekundär auswertbare Aufzeichnungen verwendet, verstanden werden. Auch literarische Erlebnisberichte, wie z. B. Ist das ein Mensch von Primo Levi (1919-1987, Suizid), weiter leben von Ruth Klüger (1931-2020) oder Im Keller von Jan Philipp Reemtsma, (*1952; s. a. u.) könn(t)e man psychologisch auswerten (wenn sie dies tw. nicht selbst schon tun).

- Behaviourismus:
Selbstaussagen werden nicht zugelassen (bzw. selbst nur als wahrnehmbare Reaktionen betrachtet). Wichtig ist das Was: Input und Output (nur das Beobachtbare) werden systematisch, strukturiert und planmäßig fremdbeobachtet und protokolliert. Unwichtig sind die als unbeantwortbar geltenden Fragen nach dem Wie und dem Warum. Der Mensch wird als black box, die nach dem S => R (= stimulus-reaction)-Prinzip funktioniere, betrachtet. Würde man alle Reize kennen, könne man alle Reaktionen prognostizieren. Der Behaviourismus (abgeleitet vom englischen Wort für „Benehmen, Verhalten“) wurde auch „Psychologie ohne Seele“ genannt. (Näheres s. u.; eine verwandte deterministische Weltsicht hat 1814 schon Pierre-Simon Marquis de Laplace, 1749-1827, formuliert: sein fiktiver Dämon könne die Vergangenheit verstehen und die Zukunft errechnen, wenn alle Initialbedingungen bekannt seien.)

- Tiefenpsychologie:
Dieser von  Eugen Bleuler (1857-1939) geprägte Begriff bezeichnet vor allem die von Freud (s. u.) geprägte Psychologie des Unbewussten (nicht von allen anerkannt). Man unterscheidet aus heutiger Sicht (die Terminologie schwankt):

* Bewusstes (s. a. u.1 und u.2): „Bewusstsein ist das subjektive Erleben unseres Geistes und der Welt“ (David Chalmers, *1966), nach Erwin Schrödinger (1887-1961) „die Gesamtheit aller aktiven Lernprozesse“. Es besteht also in jeder Art individueller Erfahrung und enthält jene Inhalte, die gerade präsent sind, z. B. wahrgenommene Reize oder Vorstellungen, solange sie wichtig bzw. neu genug waren, um die Bewusstseinsschwelle zu überschreiten. (Dies wird innerhalb kürzester Zeit von System 1 - s. u. - entschieden. Die Reaktion darauf nennt man Orientierungsreflex bzw. Orientierungsreaktion; sie ist im EEG - s. u. - an plötzlich auftretender Beta-Aktivität zu erkennen und verschwindet durch Habituation / Gewöhnung an den Reiz wieder. Bei Reizveränderung erfolgt eine Dishabituation.) Die Bezeichnung für den subjektiven Erlebnisgehalt eines (objektiv fassbaren) Reizes ist Quale, Mz. Qualia. (Zum Beispiel ist der Eindruck einer bestimmten Farbe mit mentalen Zuständen assoziiert und „fühlt sich“ nach Thomas Nagel, *1937, „auf eine bestimmte Weise an“.) Bewusstsein ist also ein durch gereizte Neuronen erzeugter Geisteszustand.

Das Bewusstsein kann durch Schlaf, Sedativa und Anästhetika eingeschränkt oder vollständig unterdrückt werden. Zu beachten ist, dass es nicht ganz trivial ist, den Unterschied zwischen bewusster und unbewusster Kognition neurobiologisch festzulegen (vgl. z. B. u. IAT-Tests). Die Bewusstseinszugänglichkeit eines Reizes nennt man Salienz. Von ihr hängt ab, worauf sich die Aufmerksamkeit richtet. Der US-amerikanische Mitbegründer des philosophischen Pragmatismus William James (1842-1910; Bruder des Schriftstellers Henry James, 1843-1916) prägte den Ausdruck vom „Bewusstseinsstrom“, der sich dauernd ändere und nicht gemessen werden könne. Körper und Geist seien dabei als zusammengehörige Teile eines einheitlichen Organismus zu betrachten (vgl. a. u. Leib-Seele-Problem), „I“ (der eigene Bewusstseinsstrom) und „Me“ (die reflektierbare Identität) werden unterschieden.

* Unbewusstes: Inhalte, die auch theoretisch nicht bewusst werden können, z. B. alles, was außerhalb der Großhirnrinde abläuft (und einige Hirnvorgänge innerhalb des Kortex), alle Prozesse beim Fötus und beim Kleinkind (infantile Amnesie), Wahrnehmungen, die außerhalb des Aufmerksamkeitsfokus liegen oder stark konsolidierte Inhalte des prozeduralen Gedächtnisses (s. u.), dessen Details nicht (mehr) bewusst sind (z. B. beim Klavierspielen oder Radfahren).

* Vorbewusstes (manchmal auch „Unterbewusstes“ genannt; s. u.): Langzeitgedächtnisinhalte, die einmal bewusst waren, aktuell zwar „abgerutscht“ sind, theoretisch aber bewusst gemacht werden können; z. B. Verdrängtes; entspricht in Freuds Terminologie dem Unbewussten. (In diesem Zusammenhang: die Intuition „flüstert ein“, das Bauchgefühl (dessen Zentrum die bei Frauen größere und aktivere Insula ist) „drängt“ zu etwas.)

* Mitbewusstes: Inhalte, die ohne Gedächtnisleistung immer verfügbar sind, an die aber gerade nicht gedacht wird (z. B. der eigene Name)

Man nimmt heute an, dass dem Menschen nur weniges von dem bewusst ist, was sein Fühlen, Denken und Handeln lenkt. Freud nannte die Tatsache, dass der Mensch einsehen müsse, nicht Herr im eigenen Bewusstseinshaus zu sein, die „dritte Kränkung“ (s. a. u.) des Menschen (nach der ersten durch Nikolaus Kopernikus, 1473-1543, die ihn aus dem Zentrum der Welt, und der zweiten durch Charles Darwin, 1809-1882, die ihn als Krone der Schöpfung entfernt hatte).

- Gestaltpsychologie:
geht (s. u.) von der Grundannahme aus, dass ein Ganzes nicht nur aus seinen Teilen erklärt werden könne. Ihr entsprang die Feldtheorie (topologische Psychologie, Vektorpsychologie): Psychische Prozesse, denen Feldprozesse im Gehirn entsprächen, seien zielgerichtet und eine Funktion des jeweiligen Lebensfeldes, dessen Regionen unterschiedliche Valenzen mit Aufforderungscharakter enthielten. Das konkrete Verhalten (Lokomotion) sei vektorpsychologisch als Resultante der anziehenden bzw. abstoßenden Feldkräfte darstellbar. Personen müssen nicht aufgrund individueller Unterschiede, sondern im Kontext ihres gesamten Lebens beurteilt werden.

- Kognitive Psychologie:
versucht seit der „kognitiven Wende“ in den 50er-Jahren (s. u.), als sich der Fokus der Psychologie vom Verhalten den mentalen Vorgängen zuwandte, in Modellen zu beschreiben, wie menschliche Informationsverarbeitung funktioniert. Sie ist am Zusammenhang von Wahrnehmung, Lernen und Denken interessiert. (Vgl. das informative Lernprogramm Einführung in die Kognitive Psychologie)

- Humanistische Psychologie:
will die Selbst- und Sinnverwirklichung fördern, interessiert sich für die in der Person jeweils vorhandenen Ressourcen (s. u.)

- Parapsychologie:
umstritten; will (noch) nicht erklärbare „übersinnliche“ bzw. okkulte Phänomene im Bereich der ASW (Außersinnliche Wahrnehmung; englisch extrasensory perception ESP) wie Psychokinese (gedanklicher Einfluss auf Materielles), Präkognition (Wahrsagen), Clairvoyance (paranormalen Wissenserwerb, Hellsehen) oder Telepathie (Gedankenübertragung) untersuchen (vgl. Österreichische Gesellschaft füe Parapsychologie oder Parapsychologie). Als Beispiel für Psychologen, die die empirische Naturwissenschaftlichkeit verlassen, kann Ken Wilber (*1949) dienen, der Psychologie, Spiritualität und Religion verbindet und in einer integralen Theorie ein Modell des Menschen als Bestandteil des Kosmos entwirft.

- Biologische Psychologie und Psychopathologie:
untersucht den Zusammenhang der Psyche mit ihren körperlichen Grundlage bzw. krankhafte Abweichungen. Vor allem seit der rasanten Entwicklung der Neurowissenschaften gegen Ende des 20. Jhts. gewann sie zunehmend an Bedeutung. Sie erklärt das Bewusstsein als Funktion von Vorgängen im ZNS (s. u.) und betont die physiologisch-chemischen Prozesse beim Zustandekommen von Erleben.

METHODEN DER PSYCHOLOGIE

Vgl. Seiten von Werner Stangl (*1947)

- Prinzipielle Unterscheidungen:

- Statistik:
* Definitionen: Wichtige Instrumente der psychologischen Forschung sind die Statistik (Lehre von der Behandlung quantitativer Informationen) und die Stochastik („Kunst des Vermutens“, Statistik + Wahrscheinlichkeitstheorie). Man unterscheidet:

* Korrelationskoeffizient: ist das erstmals von Francis Galton (1822-1911; s. u.) verwendete Maß des linearen Zusammenhanges zweier Variabler, der mit klein r bezeichnet wird (und nicht kausal sein muss!). Er bewegt sich von minus 1 (negativer Zusammenhang; in der graphischen Darstellung im Koordinatensystem liegen alle Punkte auf einer Linie, die normal zur Winkelsymmetrale steht) über 0 (kein Zusammenhang; die Punkte sind zufällig angeordnet) bis zu plus 1 (vollständiger Zusammenhang; alle Punkte liegen auf der Winkelsymmetrale). Durch Quadrieren der Zahl hinter dem Komma erhält man den prozentuellen Zusammenhang (r = 1: Zusammenhang ist 100%, r = 0.6: 36%, r = 0.5: 1/4). Um einen Einzelfaktor nachzuweisen, benötigt man Ceteris-paribus-Bedingungen („unter ansonsten identischen Voraussetzungen“).

Die Berechnung erfolgt zunächst durch Ermittlung des Mittelwerts und der Standardabweichung für jedes Merkmal. Nach der Subtraktion des Mittelwerts von jedem Beobachtungswert wird die Differenz durch die Standardabweichung dividiert. Dadurch normiert man den Wert der Kovarianz (des durchschnittlichen Produkts der Abweichungen beider Merkmale von ihrem Mittelwert) auf den Bereich zwischen minus 1 und plus 1. Korrelation ist also die standardisierte Kovarianz, die das eigentliche Maß für den linearen Zusammenhang zweier Variabler ist.

Im Koordinatensystem lassen sich die einzelnen Fälle graphisch darstellen (1. Variable = x-Achse, 2. Variable = y-Achse). Hier werden die Zusammenhänge zwischen Körpergröße und -gewicht (A; deutlicher Zusammenhang), Schnelligkeit (in einem 10km-Lauf) und Körpergewicht bzw. BMI (B; deutlicher negativer Zusammenhang) und Intelligenz und Körpergewicht (C; kein Zusammenhang, Zufallsverteilung) dargestellt:

Abb. 1/2: Korrelationen (Fallverteilung geschätzt; © Thomas Knob)

* p: bezeichnet die Irrtumswahrscheinlichkeit; sie soll kleiner als ein Signifikanzniveau von 0,05 sein.

* Modalwert, Mittelwert, Median: Um Statistiken richtig interpretieren zu können - also die aus ihnen abgeleiteten Aussagen relevant werden zu lassen - müssen diese drei Maße der zentralen Tendenz auseinandergehalten werden. Am Beispiel einer Liste der ermittelten Intelligenzquotienten von 25 Schülern einer Gymnasialklasse erläutert (s. Linie unten): Der Modalwert ist der am häufigsten auftretende Wert (im Beispiel also 105), der Mittelwert entsteht durch die Division der Addition sämtlicher vorliegender Werte durch die Anzahl der untersuchten Personen (hier 107), der Median ist jener Wert, der das Sample der untersuchten Personen in zwei Hälften teilt (also 104).

Abb. 1/3: Vollständige Stichprobe der ermittelten Intelligenzquotienten einer Schulklasse (fiktiv)
Die roten Striche zeigen den Median, den Modalwert und den Mittelwert an (v. l. n. r.).

Nicht jeder Wert produziert brauchbare Aussagen. Der Satz: „Im Durchschnitt hat jeder Mensch 0,5 Y-Chromosomen“ erscheint z. B. genauso sinnlos wie die ebenfalls wahre Aussage: „Die meisten Menschen haben überdurchschnittlich viele Beine“, der Satz „Diese Schulklasse wiegt im Durchschnitt 50,8 kg“ gibt ein völlig falsches Bild, wenn z.B. 12 Kinder 30 kg und die anderen 13 70 kg wiegen. Wichtig ist es daher, auch die Variationsbreite der zur Verfügung stehenden Daten zu berücksichtigen (Streuung, engl. range). Die berechnete Maßzahl für die Streuung der Daten um den Mittelwert nennt man Standardabweichung. (Sie wird von der Varianz - dem Mittelwert der Quadrate minus dem Quadrat des Mittelwerts - abgeleitet, die durch Quadrieren jeder einzelnen Abweichung vom Mittelwert errechnet wird. Die Quadratwurzel des Durchschnitts dieser quadratischen Abweichungen, also der Varianz, nennt man Standardabweichung.) Der MQF (mittlerer quadratischer Fehler) ist jenes Maß, mit dem die Voraussagegenauigkeit gemessen wird (je kleiner, desto besser).

* Stichproben: Ihre Auswertung dient dazu, auch dann (Vor)aussagen treffen zu können, wenn es unmöglich ist, das Gesamtsample (z. B. alle Wähler einer Nationalratswahl) zu testen oder zu befragen. Sie müssen (um die Schwankungsbreite zu minimieren) groß genug und repräsentativ (nicht zufällig oder auch nur verzerrt) sein. Anzustreben ist statistische Signifikanz getroffener Aussagen, die überzufällig ist. (Je kleiner die Zahl, desto größer die Schwankungsbreite: Würfelt man mit einem ungezinkten (idealen) Würfel nur 6mal, ist die Wahrscheinlichkeit einer gleichmäßigen Verteilung der 6 möglichen Fälle gering, würfelt man 60 000mal, ist sie fast sicher.) Die Genauigkeit einer Schätzung nimmt mit der Quadratwurzel des Stichprobenumfangs zu. (Die ersten 25 Messungen tragen also genauso viel zur Erkenntnis bei wie die nächsten 75.)

Zur Statistik vgl. folgendes Glossar

- Experiment (Ex.):
Ein Experiment (Ex.) besteht in der Herstellung und systematischen Variation von Bedingungen, die es ermöglichen, einen Vorgang möglichst isoliert (ohne Störungen und unter Ceteris-paribus-Bedingungen) und beliebig oft zu beobachten, wobei das Ergebnis in Zahlen darstellbar sein soll. Man unterscheidet zwei Stellgrößen: die abhängigen Variablen (die, die man messen möchte) und die unabhängigen Variablen (die, die man verändert, um deren Einfluss auf die abhängigen Variablen zu untersuchen). Besteht zwischen ihnen kein Zusammenhang, spricht man von einer Nullhypothese. (Beispielex: Es wird die unabhängige Variable Alkoholzufuhr bei Vpn. systematisch verändert, um die abhängige Variable Konzentrationsfähigkeit bei einer Bildschirmaufgabe zu messen. Ergebnis: Die Aufgabe gelingt umso schlechter, je mehr Alkohol zugeführt wurde. Folgeanwendung z. B.: Verbot von Autolenken unter Alkoholeinfluss.)

Man unterscheidet Erlebnisexperimente (z. B. Feststellen der Hörschwellen), Leistungsexperimente (z. B. Wiedergabe erlernter sinnloser Silben), Ausdrucksexperimente (z. B. Messung der Blutdrucksteigerung bei intensivem Lernen) und Verhaltensexperimente (z. B. Erfassen der Übersprungshandlungen in frustrierender Situation).

Die hier verwendeten Abkürzungen lauten: Ex. = Experiment (immer rot hervorgehoben; manchmal auch - nicht ganz korrekt - wegen der Signalwirkung für Untersuchungen oder Befragungen verwendet), Kg. = Kontrollgruppe, Vg. = Versuchsgruppe, Vl. = Versuchsleiter/in, Vp. = Versuchsperson, Proband/in. (Zum Unterschied zu Feldstudien s. u.)

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- Test:
Vgl. Allgemeines zu Tests und Beschreibung zahlreicher Tests auf der Seite „Wiener Testsystem“. Eine Kurzbeschreibung vieler Tests findet sich unter diesem Link.

* Diagnostisches Verfahren: Jede Testausführung muss (im Unterschied zu einem Ergebnis eines Experiments, das oft in Zahlen vorliegt) interpretiert werden.

* Standardisierung: Die Eichung des Messinstrumentes ist (immer wieder) erforderlich. Das Testergebnis einer Vp. muss in einen geeigneten Bezug zu den Ergebnisse einer Gesamtpopulation gesetzt werden können.

* Gütekriterien, die erfüllt werden müssen (u. a. hat sich Lee J. Cronbach, 1916-2001, mit Psychometrie befasst und mit dem Cronbach'schen Alpha eine Maßzahl für die Verlässlichkeit von Tests entwickelt):

Es ist auf einen Blick erkennbar, dass Tests im Schulbereich diese Kriterien nur in den seltensten Fällen erfüllen. (Viele Fachtests überprüfen z. B. häufig eher das sinnerfassende Lesen und die Intelligenz als das Wissen in Bezug auf die jeweilige Disziplin, ergeben bei Wiederholung an vergleichbaren Samples völlig andere Werte und sind v. a. in ihrer Auswertung in hohem Ausmaß lehrerabhängig.)

Diese nicht zu rechtfertigende Unschärfe ist einerseits einem imaginären klasseninternen Bezugssystem zuzuschreiben, das Lehrer die Leistungen ihrer Schüler nicht an (durch den jeweiligen Lehrplan bzw. die Leistungsbeurteilungsverordnung) vorgegebenen Maßstäben, sondern relativ zu anderen Schülern derselben Klasse messen lässt, und hängt andererseits am Noise-Phänomen (s. o.), das in (zu) hohem Ausmaß immer dann auftritt, wenn Urteile gefällt werden. Diese streuen in unzumutbarer Weise, wenn sie nicht extern kontrolliert werden (und selbst dann).

Ex.: Ein an zahllose Lehrpersonen mit der Bitte um Beurteilung geschickter identischer Deutschaufsatz erbrachte die gesamte Bandbreite an Schulnoten. (Versieht man den Text mit Zusatzinformationen über den/die Schreiber/in, tritt der Pygmalioneffekt - s. u. - ein. Wird z. B. in einem zweiten Ex. ein identischer Deutschaufsatz mit unterschiedlichen Notizen - einmal des Inhalts, es handle sich um die Arbeit einer sprachbegabten Journalistentochter, und einmal, der Autor sei der Sohn eines ausländischen Hilfsarbeiters - zur Beurteilung übergeben, so weicht das Ergebnis der benotenden, gemäß ihrem Selbstbild unbeeinflussbaren Lehrer/innen statistisch signifikant voneinander ab.)

* Testzweck: Prinzipiell dienen Tests meist zwei Zwecken: selection (Auswahl; z. B. arbeitsplatzbezogene Eignungstest, Maturaprüfungen etc.) und prediction (Vorhersage; z. B. Schulreifetests). Zahlreiche Tests werden zu diagnostischen Zwecken (und damit gleichzeitig auch für die bereits erwähnten Zwecke: Trennung von potentiellen Patienten und Gesunden bzw. Ermöglichen einer Prognose über den Krankheitsverlauf) verwendet.

* Testpsychologie: Sie wurde von Francis Galton (s. a. u.; sein 1892 erschienenes Buch Finger Prints war Anstoß zur Einführung dieser Methode bei der englischen Polizei) begründet. Sein Motto war: „Count, whenever you can.“ Man unterscheidet die Fragebogenmethode (s. a. u.) von Projektiven Tests.

Bekannte Tests: Freiburger Persönlichkeitsinventar (Fragebogen, 1970 an der Universität Freiburg unter der Leitung von Jochen Fahrenberg, *1937, entwickelt), Rorschach-Test (ein nach Hermann Rorschach, 1884-1922 benannter projektiver, ursprünglich aus 10 Karten bestehender Test: symmetrische Tintenkleckse sollen interpretiert werden), Wartegg-Zeichentest (nach Ehrig Wartegg, 1897-1983; projektiv: nicht leere Kästchen sollen zu Bildern ergänzt werden), der 1935 veröffentlichte TAT (Thematischer Apperzeptionstest von Henry Murray, 1893-1988, und Christiana Morgan, 1897-1967: zu mehrdeutigen Bildern sollen Geschichten erzählt werden), der projektive Welttest von Charlotte Bühler (1893-1974; ein diagnostischer und therapeutischer Spielszenentest für Kinder) etc.
Vgl. Beispiele für Online-Tests

* Probleme und Effekte: Im Folgenden werden einige allgemeine Wahrnehmungsfehler bzw. kognitive Verzerrungen, die nicht ausschließlich beim Testen auftreten, und andere Effekte, die im Zusammenhang mit Tests und Experimenten zu beobachten sind, beschrieben. Prinzipiell ist zu beachten, dass Personen möglicherweise ein anderes Verhalten als üblich zeigen, wenn sie wissen, dass sie untersucht werden. (Zu fehlerhaften Heuristiken s. o., zu sozialen Effekten s. u.)

- Zahlreiche weitere Verfahren:
wie Gespräche, psychoanalytische Verfahren (s. u.), bildgebende Verfahren (s. u.), Polaritätsprofile (graphische Darstellung eines semantischen Differenzials, das aufgrund von Gegensatzpaaren bzw. der Einordnung einer Eigenschaft in eine Skala erstellt wird; entwickelt von Charles Egerton Osgood, 1916-1991, u. a.), naturalistische Studien (die das Verhalten in der alltäglichen Lebenswelt untersuchen) etc.

Eine besondere Erwähnung verdienen Feldstudien. Sie unterscheiden sich von Laborexperimenten dadurch, dass natürliche, in der Realität vorgefundene, nicht künstlich erzeugte Bedingungen untersucht werden. Gemeinsam ist ihnen die systematische, wissenschaftliche Auswertung. Zur (oft - v. a. bei Langzeitstudien - sehr aufwändigen) Datenerhebung wird neben der Beobachtung v. a. der Fragebogen (inventory) mit offenen oder Auswahlantworten eingesetzt, in dem unter kontrollierten Bedingungen standardisierte Fragensets ein Forschungs- oder Diagnoseinteresse aufzuschließen versuchen. Im Unterschied zu oberflächlichen psychologischen Zeitschriftentests werden die Phasen der Provokation (der Entwicklung eines Verständnisses für die Frage), der Reflexion (der Entwicklung einer Antwort) und der Deklaration (der eigentliche Beantwortung) berücksichtigt. (Beispiel: Disability Assessment Schedule DAS, deutsch DAS-M für Mannheim; dieses Interview soll die Abweichungen individueller Verhaltensmuster, z. B. bei Schizophrenen - s. u. -, von sozialen Erwartungen einer normgebenden Bezugsgruppe erfassen, oder s. u.)

Zu Methoden der Sozialpsychologie s. u.

GEHIRNABHÄNGIGKEIT DES SEELISCHEN ERLEBENS

Zum Gehirn selbst, das Aristoteles (Ἀριστοτέλης; 384-322 v. Chr.) noch als Kühlsystem für das Blut betrachtete, s. u.

- Beweise:
* Ohnmacht: Bei Bewusstlosigkeit (s. u.) gibt es kein seelisches Erleben (z. B. fehlt die Erinnerung an die Blinddarmoperation).

* Läsionen: Verletzungen einzelner Zentren im Gehirn (s. u.) führen zu teilweisen (spezifischen) Ausfällen. (Eine Verletzung von Temporal- und Parietallappen kann z. B. Prosopagnosie - die Unfähigkeit, Gesichter zu erkennen - bewirken.)

* Drogen, Hormone (z. B. Alkohol, Psychopharmaka wie Sedativa; s. u.): Mit Hilfe der angeführten Substanzen lässt sich die Bewusstseinslage z. T. drastisch verändern, da sie auf das ZNS (Zentralnervensystem) wirken, dessen Hauptschaltstelle das Gehirn ist.

* Gehirnentwicklung: Im Laufe der ersten Lebensjahre eröffnen sich auf Grund der sich stetig verbessernden Gehirnstrukturen immer mehr psychische Möglichkeiten.

* Korrelate: Das EEG (s. u.) und andere bildgebende Verfahren wie z. B. fMRT (funktionelle Magnetresonanztomographie; s. u.) weisen Veränderungen bei verändertem Erleben nach.

- Leib-Seele-Problem:
Das Wort Psychologie stammt aus dem Griechischen (s. o.). Heute werden statt des religiös konnotierten Begriffs „Seele“ (oft als unsterblich gedacht) meist Termini wie „Ich“,  „Bewusstsein“ (s. a. u.), „Geist“ (nach Roth, s. u., ein funktionaler Gehirnzustand, der als Bewusstsein zugeschaltet wird), „Psyche“, „Selbst“ (vgl. Sören Kierkegaard, 1813-1855: „Das Selbst ist ein Verhältnis, das sich zu sich selbst verhält.“ oder u. 1, 2, 3) o. ä. verwendet (vgl. folgende ARTE-Video-Dokumentation Das Rätsel unseres Bewusstseins). Die - ursprünglich philosophische - Frage nach der Art des Zusammenhanges zwischen Psyche und Physis (für die Wissenschaft der Psychologie kann das Leib-Seele-Problem auf ein Hirn-Seele-Problem reduziert werden) wurde im Laufe der Geschichte verschieden beantwortet:

* Dualismus: Körper und Seele sind wesensverschieden und existieren unabhängig vom jeweils anderen nebeneinander. Über etwaige Beziehungen zwischen beiden Bereichen existieren unterschiedliche Auffassungen.

          Einige Ausprägungen:

* Monismus: Körper und Seele sind im Grunde identisch und nur unterschiedliche Erscheinungsformen des jeweils anderen. (Manche philosophischen Strömungen verleugnen dieses Andere: Der Materialismus behauptet, dass alles Existierende, auch der Geist, aufgrund von Materie existiere, der Idealismus behauptet, alles Existierende entspringe einem Geist: z. B. als subjektiver Idealismus - esse est percipi - / Solipsismus dem Geist des erkennenden Subjekts, als objektiver Idealismus dem Geist Gottes.)

          Einige Ausprägungen:

* Die 6 psychoneuralen Grundsysteme: Nach Steven Pinker (* 1954) wurde die Mauer zwischen Körper und Geist endgültig durch die kognitiven Neurowissenschaften und die Verhaltensgenetik eingerissen (so wie davor die zwischen Erde und Kosmos durch die Schwerkraftgesetze von Isaac Newton, 1643-1727, oder die zwischen Lebendigem und Totem durch die Harnstoffsynthese von Friedrich Wöhler, 1800-1882).

Aus heutiger neurobiologischer Sicht bringt das Gehirn die Seele hervor, die als „Gesamtheit aller bewusst, vorbewusst-intuitiv oder unbewusst ablaufenden kognitiven und emotionalen Zustände, die Einfluss auf unser Verhalten haben“, definiert wird. (Vgl. Buchtitel Wie das Gehirn die Seele macht von Gerhard Roth, 1942-2023, und Nicole Strüber, *1982?, Stuttgart 2014; s. a. u.1 bzw. u.2.) Nach ihr gibt es 6 psychoneurale Grundsysteme, die - alle neuromodulatorisch reguliert bzw. beeinflusst (Neurotransmitter wurden von Otto Loewi, 1873-1961, entdeckt; Medizin-Nobelpreis 1936 gemeinsam mit Henry Hallett Dale, 1875-1968) - interferierend unsere Persönlichkeit (die „Seele“) bilden und aufgrund verschiedenster (epi)genetischer Ursachen oder ungünstiger frühkindlicher Erfahrungen (z. B. Lieb- und Anregungslosigkeit; vgl. hier) und vorgeburtlicher ungünstiger Umstände gestört sein können (wenn dadurch z. B. der Nervenwachstumsfaktor BDNF / brain-derived neurotrophic factor, ein Protein aus der Gruppe der Neurotrophine, in seiner Wirkung behindert wird):

(Vgl. Video-Vortrag von Gerhard Roth; zum Selbst-System s. u.; Video-Vortrag von Wolf Singer, *1943)

Ein psychophysischer Parallelismus bzw. ein interaktiver Dualismus ist mit dem festgestellten zeitlichen Nachlaufen des Bewusstseins (vgl. u. Libet-Ex.) gegenüber unbewussten neuronalen Prozessen (s. a. u.) nicht vereinbar. Vielmehr ergibt sich eine Verursachung des Geistes durch Hirnprozesse (und die Sekretausschüttung einiger Drüsen). Diese schaffen eine Wirklichkeit: die im Gegensatz zur unabhängig vom Bewusstsein existierenden Außenwelt, über die gesicherte Erkenntnisse zu haben nicht möglich scheint, bewusst erfahrene Erlebniswelt, die aus Körper, Umwelt und Geist besteht. Gut oder schlecht funktionierende Rezeptoren für die einzelnen Neuromodulatoren sorgen für Mangel oder Überschuss, wodurch Probleme entstehen können. „Normalität“ wird durch ausgeglichene Entwicklung dieser Systeme erzeugt (also leichte, aber nicht starke Introversion, Extraversion etc.), pathologische Entwicklungen können später höchstens noch durch das Bindungssystem repariert werden. (Neurobiologische Forschungen deuten darauf hin, dass rein kognitive Therapien die in der Kindheit entstandenen fundamentalen Muster nicht mehr verändern können, eine emotionale Beziehung eventuell schon. - S. a. u.)

Das Zusammenspiel von Hirnteilen (s. u.) und Neuromodulatoren am Beispiel des Verliebtseins: Die für Panik und Stress zuständige Amygdala alarmiert und macht partiell blind. Gleichzeitig werden die Belohnungszentren aktiviert und euphorisierende Endorphine (hirneigene Opiate aus dem Hypothalamus) ausgeschüttet. Das Stammhirn produziert das stimmungsaufhellende Serotonin, wodurch eine Art Drogenabhängigkeit nach diesem „Glückscocktail“ erzeugt wird. (Auch der für das Suchtverhalten zuständige, mit Dopaminrezeptoren versehene Nucleus accumbens ist aktiv). Der Hypothalamus schüttet das Stresshormon Cortisol aus. Wir sind also „neurobiologisch süchtig, blind und gestresst“. Hypothalamus und Hypophyse drosseln beim Mann die Testosteronproduktion, bei der Frau wird sie erhöht, wodurch die Partner einander ähnlicher werden. Nach einiger Zeit erfolgt eine Gewöhnung an die bzw. eine Reduktion der Glückshormone und es wird das Bindungshormon Oxytocin gebildet, das von der Hirnanhangdrüse auch beim Orgasmus, der den Dopamin- und danach den Noradrenalinspiegel steigen lässt, oder beim Stillen ausgeschüttet wird. Es erzeugt ein stressloses Bedürfnis nach Nähe und dauerhafter Bindung, wie es für die Versorgung des Nachwuchses wichtig ist. Laut der Anthropologin Helen Fisher ,*1945, gibt es 4 hormonbezogene Typen verliebter Gehirne: dopamingesteuerte Entdeckertypen und serotoningesteuerten Nestbauer/innen paaren sich vorzugsweise mit Personen desselben Typs, testosterongesteuerte Entscheider/innen dagegen mit östrogengesteuerten Verhandler/innen und umgekehrt. Diese Kriterien der Partnerwahl dringen jedoch nicht in unser Bewusstsein, sie beruhen auf unbewussten Prozessen. (Nach: „Die Macht des Unbewussten“, Teil 2. Dokumentation ORF III).

Vgl. Experiments and Activities, Nervensystem, Sinneswahrnehmungen und Fortbewegung, Video „Netzwerk Nerven“ bzw. Sinne

ALLGEMEINE BEGRIFFE

Wahrnehmung befähigt uns, Vordergrund von Hintergrund zu unterscheiden, Objekte und ihre Position zu erkennen und dadurch vielfältigen Informationsgewinn auf der Basis physikalischer Reize und physiologischer Voraussetzungen zu erzielen. Dabei erfolgt der Erkenntnisgewinn nach der vom Philosophen Karl R. Popper (1902-1994) so genannten Scheinwerfertheorie (die Aufmerksamkeit wird aktiv auf etwas gerichtet; vgl. den 1. Satz der Metaphysik / τὰ μετὰ τὰ φυσικά des Aristoteles: πάντες ἄνθρωποι τοῦ εἰδέναι ὀρέγονται φύσει / Alle Menschen streben von Natur aus nach Wissen) und nicht gemäß der Kübeltheorie (man bekommt passiv etwas hineingeschüttet). Meist unbewusste Filterungsprozesse, die die einströmenden Reize in neue und bekannte bzw. in relevante und irrelevante scheiden, gehen ihr voraus. „Das Gehirn extrahiert die für die Aufgabe wesentlichen Merkmale“ (Manfred Spitzer). Die Selektion der für uns entscheidenden Wahrnehmungsinhalte erfolgt im Alltag meist automatisch ohne Zuschaltung des Bewusstseins.

Prinzipiell gilt, dass wir nur einen winzigen Ausschnitt der Wirklichkeit wahrzunehmen imstande sind. Alles außerhalb der Reizschwellen bzw. alles, wofür wir keine Rezeptoren haben, bleibt uns verborgen. (Einiges davon, z. B. Magnetismus oder Radioaktivität, lässt sich mit Hilfsmitteln - „künstlichen Sinnesorganen“ wie z. B. Geigerzählern - nachweisen.) Trotzdem strömen auf den Menschen pro Sekunde geschätzte 11,2 Mio. Bit an Informationen ein (darunter 10 Mio. über die optische Wahrnehmung), wobei wir vermutlich nur 50 Bit pro Sekunde bearbeiten können. Nur ein Bruchteil des Inputs gelangt also in unser Bewusstsein (dessen - jedenfalls durch Wahrnehmungen induzierter - Beginnzeitpunkt unklar ist), der größte Teil der Welt bleibt uns verborgen. Wahrnehmung bedeutet also Reduktion, nicht Addition. Sie ist immer eine (unbewusste) Selektion, die - positiv betrachtet - einen Prozess, der durch Information (das Erkennen von Regelmäßigkeiten) und Bildung von Redundanz (Mehrfachabsicherung der Information) Unsicherheiten im Lebensvollzug verringert, darstellt.

Außerdem ist zu beachten, dass wir permanent in der Illusion leben, die Realität wahrzunehmen. In Wahrheit handelt es sich aber immer um deren Interpretation durch das Zentralnervensystem, das die Wirklichkeit (re)konstruiert. (Albert Einstein, 1879-1955: „Die Realität ist nur eine Illusion, wenn auch eine sehr hartnäckige.“) Die „bewusste“ Wahrnehmung der Welt ist also eine Schöpfung unseres Gehirns (wenn man so will, eine virtuelle Realität). Körper und Bewusstsein sind - s. a. o. - untrennbar verbunden.
Vgl. Wahrnehmung

- Reizschwellen: Sie müssen überschritten werden, damit eine Empfindung zustande kommen kann. Man unterscheidet:

Nach dem Weber'schen Gesetz („Delta R durch R ist k“ bzw. „Delta S durch S ist k“, wobei Delta für die JND, R/S für Reiz/Stimulus und k für die Konstante steht; nach Ernst Heinrich Weber, 1795-1878) steht die JND zur absoluten Größe des Standardreizes in einem konstanten Verhältnis. Der relative Unterschied bleibt also (außer im Extrembereich) gleich: die subjektiv empfundene Stärke von Sinneseindrücken (die Empfindungsintensität E) verhält sich, wie Fechner (s. o.) später ableitete (Delta E ist k mal Delta R durch R), proportional zum Logarithmus der objektiven Intensität des physikalischen Reizes. (Nach Integrierung erlaubt diese Formel, für jede Reizgröße die entsprechende Empfindungsstärke zu berechnen. Wenn also die Verzehnfachung einer objektiven Größe eine Steigerung der subjektiven Größe um z. B. vier Einheiten bewirkt, so sind bei einer weiteren Verzehnfachung wieder vier Einheiten zu erwarten. Die Beziehung zwischen Reiz- / Stimulusgröße und Empfindungsstärke / Reaktion ist also logarithmisch in S und linear in R.) Damit war bewiesen, dass psychologische Phänomene quantifiziert werden können.

Ein später entstandenes Modell zur Empfindlichkeitsmessung der Reizwahrnehmung ist die 1966 aus der Radartechnik entlehnte Signalentdeckungstheorie (signal detection theory) von John A. Swets (1928-2016) u. a., die Entscheidungsprozesse in die Psychophysik miteinbezieht. Die Berücksichtigung sensorischer Prozesse und motivationaler Faktoren ermöglicht die Einschätzung von - eventuell manipulierten - falschen Alarmen auf präsentierte Reize. Die beiden entscheidenden Parameter werden  in der Terminologie dieser Theorie Sensitivität (Wahrscheinlichkeit, dass eine subjektive Wahrnehmung bei einer bestimmten Vpn. durch eine bestimmte Reizstärke ausgelöst wird oder nicht ausgelöst wird) und Antworttendenz (Wahrscheinlichkeit, mit der eine Vpn. bei Unsicherheit das Vorhandensein eines Signals vermutet oder nicht vermutet) genannt.

Ex.: Spielt man Probanden Geräuschproben vor, die z. T. nur Rauschen enthalten, z. T. einen kaum wahrnehmbaren Ton, sind die Leistungen der Vpn. (sie sollen einen Ton als Signal entdecken oder nicht entdecken) nicht nur von ihrer Detektionsfähigkeit oder davon abhängig, wie deutlich sich der Ton vom Rauschen unterscheidet, sondern werden auch von Faktoren wie z. B. Motivation, Vigilanz / Müdigkeit, Ablenkung, Information darüber, wie viel Prozent der Proben Töne enthalten usw. beeinflusst. Im Ex. könnte also eine Vpn. etwa deshalb falsch positive Antworten geben, weil dann jedes Mal eine positive Rückmeldung folgt. (Die daraus gewonnenen Erkenntnisse können bei der Einschätzung von Diagnosen aller Art helfen.)

- Adaptionsniveau: So nennt man das subjektive Bezugssystem zur Einordnung von Reizen (als z. B. stark / schwach etc.). Der Bezugsreiz, der dabei zum „Maßstab“ wird, heißt Ankerreiz. (Auch Nutzeneinschätzungen sind referenzabhängig. Wer gerade viel Geld verloren hat, wird sich über dieselbe Summe weniger freuen als jemand, der dazugewonnen hat; s. a. u.)

- Empfindung: Eine nicht weiter auflösbare psychische Erscheinung, die durch das Eintreffen eines (Sinnes)reizes (Stimulus) auf einen Rezeptor hervorgerufen wird, nennt man Empfindung (Sensation).

- Wahrnehmung: Wahrnehmung (Perzeption) definiert sich durch die Summe von Empfindung plus Erfahrung. Für Aristoteles stellt sie den Beginn des Wissens dar.

REIZLEITUNG

Vgl. die ausführliche SfN-Broschüre und Neuronale Netze

Die Leitungen - im zentralen Nervensystem ZNS bzw. dem peripheren System PNS - bilden eines von zwei wichtigen Informationssystemen des menschlichen Körpers. Insgesamt stehen allein etwa 2,5 Mio. ins Gehirn führende Fasern zur Verfügung, sodass dessen Verarbeitungskapazität mit ca. 100 MB pro Sekunde angenommen wird. Diesem Input stehen etwa 50 MB Output in Richtung der Effektorgane gegenüber, die über ca. 1,5 Mio. Nervenfasern abgehen. Neben der Input- und der Outputebene existieren Zwischenschichtneuronen (hidden layers), die durch Generalisierungen eine Ökonomisierung des Verarbeitungsvorganges ermöglichen. Zwar kann ein einzelnes Neuron „nur“ bis zu 300 Impulsen pro Sekunde bewältigen (im Unterschied zu den Milliarden Impulsen einer Computer-CPU), dies wird jedoch durch die hohe Anzahl der Nervenzellen wettgemacht. (Das zweite System - „wireless“ - ist das Hormon-/Botenstoffsystem, das über Drüsenausschüttung funktioniert, wobei ein Hormon - z. B. das von der Hirnanhangdrüse ausgeschüttete ACTH - ein anderes - z. B. das von der Zona fasciculata der Nebennierenrinde gebildete Cortisol - evozieren kann. Die Hypophyse selbst wird vom Hypothalamus durch das Corticotropin-Releasing-Hormon CRH angeregt. Vgl. a. o. „Neuromodulatoren“ u. u. „Stress“.)

- Erregungsbahn:
Reiz => Rezeptoren => Nervenbahn => Gehirn (= afferente Bahn: sie leitet Reize zu; auf Zellebene die Dendriten) => Verrechnung und Verarbeitung => Reaktion wird ausgearbeitet => Nervenbahn => Vollzugsorgane (Muskeln) (= efferente Bahn: sie leitet Erregungen weiter; auf Zellebene die Neuriten) => Reaktion (vgl. Sketch von Otto Waalkes, *1948, ab 1:34).

Alle eintreffenden Reize werden zunächst 200-300ms unbewusst verarbeitet, bevor sie (wenn sie nicht subliminal, also unterhalb der Wahrnehmungsschwelle bleiben) die Bewusstseinsschwelle überschreiten (primäre Unbewusstheit; dass Subzeption - also unbewusste „Wahrnehmung“ - wirksam werden kann, konnte bis heute nicht bewiesen werden). Die Verbindungen der Sinnes- bzw. Nervenzellen nennt man (s. a. u.) Synapsen. (Der Begriff stammt vom Begründer des Spezialfachs Neurologie Charles Scott Sherrington, 1857-1952, Medizin-Nobelpreis 1932. Als Begründer der modernen Neurowissenschaften gilt Santiago Ramón y Cajal, 1852-1934 - Medizin-Nobelpreis 1906 gemeinsam mit Camillo Golgi, 1843-1926 - der entdeckte, dass Neuronen miteinander auf elektrochemischem Weg kommunizieren.)

- Sinnes- und Nervenzellen:
* Sinneszellen (Rezeptoren) finden sich auf (in) den Sinnesorganen: Augen, Nase, Mund, Ohren, Haut. Sie sind den Nervenzellen (oft über eigene Schaltzellen) vorgeschaltet. Sinneszellen bilden die Voraussetzung für jedes Erleben (vgl. Radioaktivität, Magnetismus: keine Sinneszellen - keine physiologische Wahrnehmungsmöglichkeit!). Sie wandeln Reize in nervöse Erregung um.

* Nervenzellen (Neuronen) bilden sich in den ersten drei Schwangerschaftsmonaten, wobei nur diejenigen überleben, die sich mit anderen vernetzen. Es handelt sich um Zellen, die durch eine bestimmte Synapsenstärke etwas repräsentieren. Sie bestehen aus der Inputseite, wie sie David Bodian, 1910-1992, der sich auch um die Polioforschung verdient gemacht hat, bezeichnet hat (Dendriten, Zellkörper / Perikarion, das den Zellkern mit der Erbinformation DNA enthält) und der Outputseite (Neuriten mit den von Markscheiden umhüllten Axonen). Die Myelinisierung der entsprechenden Zellabschnitte besteht in einer Ummantelung mit isolierenden Gliazellen, die die Reizweiterleitungsgeschwindigkeit entscheidend auf bis zu 110 m/sec erhöhen können, die jedoch immer wieder Stellen freilassen, die nach Louis-Antoine Ranvier, 1835-1922, als Ranvier'sche Schnürringe bezeichnet werden. Die Neuronen enden exzitatorisch (fördernd) oder inhibitorisch (hemmend) an den Synapsen (1 Neuron im Gehirn hat bis zu 10 000 Synapsen, das ergibt allein dort etwa 1 Million Milliarden Nervenverbindungen). Regeneration von Nervenzellen im Gehirn ist meist unmöglich (s. u.), Funktionsübernahme manchmal schon. Die Zahl aller Sinnes- und Nervenzellen - sie sind durch Schaltzellen mit den Rezeptoren verbunden und können als Nuclei (im ZNS) oder Ganglien (im PNS) Verdickungen bilden - ist also (im Gegensatz zu ihrer Konfiguration) vermutlich großteils von Geburt an festgelegt (s. a. hier).

Abb. 1/4: Nervenzelle (aus dem nicht mehr aktiven Web-Seminar Wie passt das Gehirn in den Kopf?)

Eine besondere Aufmerksamkeit erfuhren nach ihrer 1992 in einem Fall von Serendipität (s. u.) zufällig erfolgten Entdeckung an Affen die für die Möglichkeit zu Resonanz und Empathie zuständigen und vermutlich an der Entstehung der menschlichen Sprache beteiligten Spiegelneuronen (deren System bei Männern weniger aktiv und kleiner als bei Frauen ausgeprägt ist). In Folge-Ex.en von Giacomo O. Rizzolati (*1937) u. a. bestätigte sich, dass bestimmte Neuronen des (prä)motorischen Cortex sowohl feuern, wenn selbst eine bestimmte Bewegung gemacht wird, wie auch, wenn jemand bei der gleichen Bewegung beobachtet wird (s. a. u.).

* Synapsen befinden sich an den Endverzweigungen einer Nervenzelle (pro Neuron Tausende) und stellen die Verbindung zur nächsten Zelle her. Die Breite des synaptischen Spalts (synaptic cleft) beträgt etwa 200 Å. Über diese Distanz werden die Neurotransmitter, die in den Endknöpfchen in Vesikeln (Bläschen) vorrätig sind, „hinübergeschossen“. Ein Nervenimpuls alleine wäre in seiner Wirkung zu gering, erst die zeitliche und räumliche Summation bewirkt Entscheidendes. Synapsen können - abhängig vom Botenstoff - inhibitorisch (hemmend, mit e-negativer Potentialänderung; der Neurotransmitter Gamma-Aminobuttersäure GABA wird ausgeschüttet) oder exzitatorisch (fördernd, mit e-positiver Potentialänderung; der Neurotransmitter Glutamat wird ausgeschüttet) wirken. Erregungs- und Hemmungsgradient stehen miteinander im Wechselspiel.

Entscheidend ist die Tatsache, dass Synapsen die ein- bzw. durchgehenden Signale gewichten. Die Synapsenstärke verändert sich, wenn domänenspezifische Impulse häufig drüberlaufen (vgl. u. Neuroplastizität), ähnlich den Spuren im Schnee rund um eine Punschhütte, die an deren Zugängen bzw. zwischen Hütte und WC stärker ausgeprägt sein werden als sonst auf der Wiese rundherum (Beispiel von Spitzer).

- Ionentheorie der Erregung:
Die Reizweiterleitung ins Gehirn erfolgt saltatorisch (hüpfend) von einem Ranvier'schen Schnürring (einer nicht isolierten - s. o. - Axonstelle) zum nächsten. Endstellen der Leitung sind die kortikale Detektoren, die nicht in einer Punkt für Punkt-Zuordnung, sondern auf bestimmte Reizmuster reagieren. Die grundlegende Entdeckung, dass elektrische Impulse physiologisch eine Rolle spielen, stammt von Luigi Galvanis (1737-1798) berühmten Froschschenkelexperimenten. Der deutsche Physiologe Julius Bernstein (1839-1917; vgl. Bernstein-Zentren) postulierte 1868 zum ersten Mal die Hypothese, dass über die Membrane der Neuronen positive Ionen Zugang ins Zellinnere hätten, die negativ geladenen Teilchen dagegen in der extrazellulären Flüssigkeit blieben und dabei nicht nur eine elektrische, sondern auch eine stoffliche Veränderung vorgehe. Diese Potentialdifferenzen zwischen Zellinnenraum und flüssigem Äußeren ließen 1952 Alan Lloyd Hodgkin (1914-1998) und Andrew Fielding Huxley (1917-2012) die Ionentheorie der Erregung (Nobelpreis 1963 gemeinsam mit John Carew Eccles, s. u.) entwickeln, die den in Frage stehenden Vorgang folgendermaßen beschreibt:

* Depolarisation der Zellmembran: Ausgangswert (wenn kein Reiz eintrifft) sind -70 mV Ruhepotential an der Membran (außen positive Natrium- und negative Chlorionen, innen negative organische Stoffe und positive Kaliumionen, die nach außen streben; das Zellinnere ist im Vergleich zu seiner Umgebung negativ geladen). Der Beginn der Erregung besteht in einer Öffnung der selektiv permeablen Zellmembran, um die vorher ausgesperrten Natriumionen hereinzulassen.

* Generatorpotential: bildet sich durch die Depolarisation (Entladung) der Zellmembran, wenn positive Natriumionen einströmen. Seine Größe ist von der Reizstärke abhängig, es ist daher ein analoges Abbild des Umweltgeschehens.

* Aktionspotential: entsteht am Übergang von Perikarion und Axon (Initialsegment) durch Umwandlung des Generatorpotentials (wenn dieses zu schwach ist, erfolgt lediglich eine „lokale Antwort“ ohne Weiterleitung) in eine weniger störanfällige Form und wird nach dem Alles-oder-Nichts-Gesetz (erforscht von Edgar Adrian, 1889-1977; Medizin-Nobelpreis 1932) zur Synapse geleitet (entweder in voller Stärke oder gar nicht). Seine Häufigkeit (Frequenz) ist von der Reizstärke abhängig und proportional zur Größe des Generatorpotentials, seine Stärke ist immer gleich: etwa +35 mV).

* Natrium-Kalium-Pumpe: stellt die ursprünglichen Ionenverhältnisse wieder her. (Nach wenigen Millisekunden ist eine neue Depolarisation möglich.)

Vgl. interaktive Seite über Nervenleitung, die insgesamt pro Person eine geschätzte Strecke von 100 000 km aufweist.

Die zeitliche Abfolge der elektrischen Impulse zwischen den einzelnen Nervenzellen scheint zeitlich genau abgestimmt zu sein (Spike-Timing) und selbst Informationen zur Verfügung zu stellen. Die Maximalgeschwindigkeit der elektrischen Impulse zum, vom und im Gehirn wird auf etwa 400 km/h geschätzt. In der Refraktärphase (dem Intervall während und nach einem Nervenimpuls) kann zunächst kein weiterer Impuls ausgelöst werden, danach ist die Reizschwelle kurz höher als normal. Der Zellstoffwechsel verlangsamt sich, wenn die Körpertemperatur sinkt. (Gehirnzellen werden z.  B. bei manchen längeren Eingriffen oder in komatösen Zuständen nach Reanimationen hypothermisch geschützt. Bestärkt wurde diese Art von Behandlung durch den berühmten Fall von Anna Bågenholm (*1970), die 1999 nach einem Skiunfall - abgekühlt auf 13,7° C Körpertemperatur - einen dreistündigen klinischen Tod ohne Gehirnschäden überlebte. Vgl. hier)

DAS GEHIRN

„... καὶ πότερον τὸ αἷμά ἐστιν ᾧ φρονοῦμεν, ἢ ὁ ἀὴρ ἢ τὸ πῦρ; ἢ τούτων μὲν οὐδέν, ὁ δ᾽ ἐγκέφαλός ἐστιν ὁ τὰς αἰσθήσεις παρέχων τοῦ ἀκούειν καὶ ὁρᾶν καὶ ὀσφραίνεσθαι, ἐκ τούτων δὲ γίγνοιτο μνήμη καὶ δόξα, ἐκ δὲ μνήμης καὶ δόξης λαβούσης τὸ ἠρεμεῖν, κατὰ ταῦτα γίγνεσθαι ἐπιστήμην;“

„...ob es wohl das Blut ist, wodurch wir denken, oder die Luft oder das Feuer? Oder keines von diesen, sondern das Gehirn bringt uns alle Wahrnehmungen hervor, die des Hörens und Sehens und Riechens, und aus diesen entsteht dann Gedächtnis und Vorstellung, und aus Erinnerung und Vorstellung, wenn sie zur Ruhe kommen, entstehe dann auf diese Weise Erkenntnis?“

(Sokrates / Σωκράτης, 469-399 v. Chr. - s. u. - laut Platon / Πλάτων; 428/7-348/7 v. Chr. - s. u. - im Dialog Phaidon / Φαίδων, in dem dieser - Phaídon / Φαίδων von Elis, um 417 v. Chr. bis 4. Jhdt. v. Chr. - als Erzähler auftritt)

Für zusätzliche Informationen vgl. 3D-Gehirn, die umfassende SfN-Broschüre, https://www.dasgehirn.info („Der Kosmos im Kopf“ mit 3D-Animation), den Bayern-Alpha Videokurs „Geist und Gehirn“ von Prof. Manfred Spitzer, *1958, ein NuoViso Talk-Interview mit Spitzer über das Gehirn im Allgemeinen und die Beeinflussung seiner Entwicklung durch elektronische Medien im Besonderen, Neurobiologie (Kurs mit Links), die Darstellungen in Kenhub, den Gehirnatlas der Harvard University und vor allem The DANA Site for Brain Information. Vielfältige Informationen auch in W. Stangls Arbeitsblättern (s. im untersten Seitenbereich unter „Netzwerk Gehirn“), auf der BBC-Brainmap Science - The human body oder dasgehirn.info. Aktuelle bzw. populäre „Fragen an das Gehirn“ werden hier beantwortet. Vgl. auch neuroscript.com oder folgende Video-Erklärungen von Spitzer.

- Allgemeines:
Der Zusammenhang zwischen Gehirn, Geist, Ich-Bewusstsein etc. war schon früh Gegenstand vielfältiger Spekulationen und Untersuchungen. Eine erste Übersicht über Gehirn und Nervensystem bot 1663 der Erfinder des Begriffs „Neurologie“, Thomas Willis (1621-1675). Von der ursprünglichen Idee von Franz Gall (1758-1828) und seiner Phrenologie (Begriff von Galls Schüler Johann Gaspar Spurzheim, 1776-1832), aus der Schädelbildung Charaktereigenschaften ableiten zu können, blieb höchstens die Tatsache, dass das Gehirn der Sitz der „Seele“ sei und bestimmte Gehirnareale unterschiedliche Zuständigkeiten haben, bestehen.

Das Gehirn stellt ein neuronales Netzwerk dar, das Inputinformationen zu kortikalen „Landkarten“ mit über 700 (einander tw. überlappender) Sektoren verarbeitet, und entwickelt sich ab der 3. Schwangerschaftswoche (seine Aktivitäten sind aber nicht vor der 20. Woche messbar). Es ist die zentrale Schaltstelle unseres gesamten Erlebens und Verhaltens und nur im Zusammenhang mit der Wirkungsweise von Neuromodulatoren zu verstehen. (Bekannt sind über 100 vom Axonendköpfchen freigesetzte Transmittersubstanzen, Hormone etc.: Dopamin, Serotonin, Noradrenalin, Acetylcholin - dem ersten jemals entdeckten Neurotransmitter -, endogene Opioide, also Neuropeptide wie Endorphine, Oxytocin, Vasopressin und Glucocorticoide wie Cortisol.) Die Gesamtheit aller Nervenbahnen auf Zellebene wird als Konnektom bezeichne, innerhalb dessen die neuronalen Bahnen komplexe Netzwerke bilden. Im Unterschied zum seriell (Schritt für Schritt) vorgehenden Computer wird die Verarbeitung der einströmenden Reize und die Speicherung der daraus folgenden Informationen in unseren Köpfen vom selben System parallel geleistet. Das Gehirn arbeitet nach Spitzer nicht sprachlich-symbolisch-logisch, sondern subsymbolisch (eher auf der Basis einer Vektorrechnung). Der Kortex bildet neuronale Repräsentationen, die auf die von den Rezeptoren empfangenen Eingangssignale reagieren.

Eine seit einiger Zeit auftauchende ethische Frage ist die nach dem so genannten Neuroenhancement, der künstlichen Steigerung mentaler Fähigkeiten („Gehirndoping“). Darunter werden utopische Gedächtnischips und reale Hirnschrittmacher genauso verstanden wie die tw. bereits verbreiteten NEPs (Neuroenhancement-Präperate). Verwendet werden Energydrinks, Amphetamine, Donepezil (ein Antidementivum), Methylphenidat (ein ADHS-Wirkstoff), Betablocker, Modafinil (ein schlafentzugskompensierendes Aufputschmittel), Smart Pills und andere Substanzen, die Suchtgefahr aufweisen und deren Wirkungen von ihren Nebenwirkungen weit übertroffen werden. (Vgl. a. u. Medikamentensucht; bereits im 19. Jhdt. wurde Doping mit leistungssteigernden Mitteln versucht, z. B. mit dem auch von Päpsten und Königen konsumierten Vin Mariani, einem mit Coca-Extrakten versetzten Wein.)

In diesem Zusammenhang wird philosophisch v. a. die grundsätzliche Problematik der (Selbst)optimierung (analog zur Schönheitschirurgie) bis hin zum Transhumanismus (der Überwindung der natürlichen Gegebenheiten) und seinen Gefahren (z. B. dem möglichen Verschwinden von Varianten, die evolutionär - für das Überleben einer Art auch unter unterschiedlichen Lebensbedingungen - notwendig erscheinen) diskutiert. Ethische Probleme entstehen auch dort, wo Verzerrungen der Selbstwahrnehmung in Kauf genommen werden oder KI-Algorithmen (s. u.) menschliche Entscheidungen ersetzen, wie dies bei manchen BCI-Systemen (s. u.) der Fall ist.

- Aufbau und Funktionen:
Nach Gerhard Roth (1942-2023) umfasst das Gehirn 5 Funktionsbereiche:

Der Einfluss der archaischen, tiefen Hirnteile auf die phylogenetisch neueren, höheren (bottom up) ist - entgegen unserem Selbstbild vom rational gesteuerten Menschen - weit größer ist als umgekehrt (top down; dazu s. a. u.). Nach der Neuroplastizitätshypothese (s. u.) verändert sich das Gehirn durch den Gebrauch. (Zu den Ergebnissen der modernen Neurowissenschaften s. a. o. bzw. u. 1 oder u. 2.)

Abb. 1/5: Darstellung der verschiedenen Gehirnteile - ©WZ Grafik; Bildquelle Wiener Zeitung

Prinzipiell unterscheidet man im Zentralnervensystem ZNS die vier Mal so kräftig durchblutete graue Substanz (Substantia grisea; Nervenzellenkörper = Perikaryen) von der weißen Substanz (Substantia alba; Leitungsbahnen, Nervenfasern). Die Aufgaben des Gehirns, das zusätzlich noch vier mit dem Rückenmarkskanal verbundene und mit Liquor gefüllte Hohlräume, die sogenannten Hirnventrikel, enthält, verteilen sich auf folgende Hirnareale (zum Aufbau siehe auch folgende Illustrationen):

* Stammhirn (Medulla oblongata) mit Brücke (Pons; hier gehen alle Verbindungen zum Rückenmark hindurch): der phylogenetisch älteste Part, Teil des autonomen Nervensystems. Es steuert die lebensnotwendigen Vegetativfunktionen. Eine Verletzung ist meist tödlich. Das Areal, in dem die Verbindungen zum Klein- und Zwischenhirn und der 4. Ventrikel liegen, wird auch Rhombencephalon genannt.

* Zwischenhirn (Diencephalon; mit dem Stammhirn über das Mittelhirn / Mesencephalon verbunden. Für die Beschreibung dieses Hirnteils erhielt der Schweizer Walter Rudolf Hess, 1881-1973, 1949 den Medizin-Nobelpreis.) Das Diencephalon enthält den Thalamus (den „Torwächter des Bewusstseins“, der entscheidet, welche Informationen so wichtig bzw. neu sind, dass sie ins Großhirn weitergeleitet werden müssen), die Amygdala (= Mandelkern, den „Panikschalter“ im Kopf), das limbisches System mit dem (für das Gedächtnis - vor allem für das Einspeichern neuer Ereignisse - unumgänglichen) Hippocampus, die (Melantonin produzierende) Zirbeldrüse etc. Es steuert phylogenetisch ältere Phänomene wie Gefühle und Instinkte, die Bewertung des Verhaltens (wiederholen / vermeiden) und das Gedächtnis. (Zu - da im Thalamus das männliche Kopulationsverhalten gesteuert wird, gerade in diesem Bereich auffälligen - Geschlechtsunterschieden zwischen Mann und Frau s. hier.)

          Man unterscheidet

* Großhirn (Cerebrum, auch Endhirn / Telencephalon): besteht aus zwei durch einen aus etwa 200 Mio. Kommissurenfasern bestehenden Balken (= corpus callosum) verbundenen Hemisphären, die vom Neokortex, der gewunden ist, um die Oberfläche möglichst groß werden zu lassen und unser Bewusstsein (mit)erzeugt, bedeckt werden. Diese Rinde wird in vier Bereiche: Occipitallappen, Parietallappen, Temporallappen und Frontallappen und diese in 52 so genannte Brodmann-Areale (nach Korbinian Brodmann, 1868-1918) eingeteilt. Unter den beiden letztgenannten Lappen liegt verdeckt die Insula. Auch die strukturierenden Windungen (Gyri) und Furchen (Sulci) haben Namen, z. B. Sulcus centralis (irrtümlich nach Luigi Rolando, 1773-1831, auch fissura Rolandi genannt, obwohl erstmals vom französischen Neuroanatomen Félix Vicq d’Azyr, 1748-1794, beschrieben). Das Großhirn ist nach dem Modulprinzip aufgebaut, wobei ein Modul bis zu 10 000 Neuronen enthalten kann. (Man unterscheidet sieben Schlüsselmodule: visuelles Modul / Aufmerksamkeitsmodul / frontoparietales Kontrollmodul / somatomotorisches Modul / Salienzmodul / Ruhezustandsmodul / limbisches Modul; insgesamt existieren vermutlich wenige Hundert Module). Das Großhirn als phylogenetisch jüngster Hirnteil überlappt alle anderen und steuert Sensomotorik und Willkürbewegungen, ist der Sitz des Verstandes und enthält das Sprachzentrum (vgl. u. und Tutorial Sprache und Gehirn), das Arbeitsgedächtnis und kognitive Fähigkeiten. Im orbitofrontalen Kortex (einem der evolutionär jüngsten Areale; vorne über der Augenhöhle) werden Bewertungsvorgänge und ethische Einordnungen gesteuert, reflex- und triebhaftes Verhalten wird gehemmt. Hier ist der „Kontext des Handelns“ repräsentiert. (Der erste diesbezügliche Nachweis erfolgte durch den historischen Unfall von Phineas Gage, 1823-1860, dem 1848 nach einer Explosion eine Eisenstange hinter dem linken Auge durch den Kopf fuhr und am Scheitel wieder austrat (s. hier). Dabei wurde sein Frontalhirn zerstört, was eine starke Persönlichkeitsveränderung zu seinen Ungunsten bei gleichzeitigem Erhalt der intellektuellen Fähigkeiten zur Folge hatte. Der Zusammenhang wurde damals noch nicht vollinhaltlich erkannt.)

Körperregionen sind sensorisch wie motorisch in unterschiedlich großem Ausmaß (je nach Häufigkeit der Eingangssignale) repräsentiert und verkehrt angeordnet. (Ähnlich Signale liegen nicht weit voneinander entfernt.) Die proportionale Darstellung der Körperteile gemäß den Projektionsfeldern im Gehirn (inzwischen auch dreidimensional verfügbar) ergeben das „Rindenmännchen“. Die erste diesbezügliche Darstellung („Gehirnlandkarte“) stammt vom US-kanadischen Gehirnchirurgen Wilder Penfield (1891-1976; er nannte sie Homunculus; s. Graphik u. - Penfield hat als erster im Ex. bei Vpn. durch elektrische Hirnstimulation Erinnerungen hervorgerufen, die zwingend und unveränderlich erlebt wurden (also nicht nur ein Wiedererinnern, sondern darüber hinaus ein Wiedererleben ermöglichten). Die von ihm und Harris daraus abgeleitete Idee eines Lebensskripts, das wie von einem Tonbandgerät vom Gehirn aufgezeichnet werde, beeinflusste später die TAA; s. u.).

Abb. 1/6: Rindenmännchen (Penfield-Homunculus) - Bildquelle

* Kleinhirn (Cerebellum) mit zwei Hemisphären und Mittelteil („Wurm“, Vermis cerebelli): dieser alte Hirnteil ist für die Bewegungskoordination und das Halten des Gleichgewichts zuständig. Es weist, obwohl seine Masse nur etwa ein Zehntel des Großhirns ausmacht, viermal so viele Nervenzellen auf wie das gesamte restliche Hirn (darunter die als ästhetisch hochwertig geltenden Purkinje-Zellen, benannt nach dem böhmischen Physiologen Jan Evangelista Ritter von Purkyně, 1787-1869).

- Forschungsmethoden:
* Techniken: Die Erforschung des Gehirns hatte in früheren Zeiten zunächst das Ziel, eine Funktion-Areal-Zuweisung zu erstellen. Heute liegt der Fokus auf bildgebenden Verfahren (Neuroimaging) und Stammzellenforschung zum Verständnis der vielfältigen neurologischen Erkrankungen (Migräne, Parkinson, Schizophrenie, Schlaganfälle, Multiple Sklerose MS, Amyotrophe Lateralsklerose ALS, Epilepsie, Tumore, Alzheimer etc.; s. tw. u.). Die Neurowissenschaft (vgl. a. hier) bedient(e) sich dabei folgender

          Methoden:

* Projekte: 2013 wurde das Human Brain Project der EU begonnen (s. a. hier; Laufzeit bis 2023 mit Nachfolgeprojekten), das eine Computersimulation des Gehirns und aller seiner Abläufe zum Ziel hat. Es soll - in Berücksichtigung der Tatsache, dass die Funktion von Neuronen durch ihre Konnektivität bestimmt wird - ein Schaltplan eines kompletten Gehirns entstehen. Bei Kosten von 600 Mio € entstanden ca. 3000 Fachpublikationen von mehr als 500 Beteiligten. Ein erster Durchbruch gelang 2020 mit dem Julich-Brain (der bis dahin detailliertesten 3D-Darstellung der enzephalischen Zellularstruktur, entstanden mithilfe des Supercomputing Center in Jülich JSC; s. hier). Die digitale Plattform EBRAINS bündelt Daten aus allen Disziplinen und inkludiert einen zoombaren Human Brain Atlas („Google Maps des menschlichen Gehirns“). Weitere Ziele sind personalisierte Computermodelle von Patientenhirnen und das Messbar-Machen von Bewusstseinsstufen vom wachen Ich zur völligen Bewusstlosigkeit (s. a. o.) durch Forschergruppen in Mailand und Lüttich. (Vgl. folgendes Video aus der Reihe Brain matters)

Fast gleichzeitig gab der 44. US-Präsident Barack Hussein Obama ii (*1961) in den USA den Startschuss zur BRAIN Initiative (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies; auch Brain Activity Map Project), die die diesbezügliche Forschung voranbringen und dabei einen Schwerpunkt auf Methodenentwicklung legen will.

- Daten:
 (tw. nach John Carew Eccles, 1903-1997; Nobelpreis 1963, Spitzer u. a.)

* Fläche der Rinde: ca. 1200 cm² pro Hemisphäre bei 3 mm Dicke

* Gewicht: etwa 2% des Körpergewichts, im Durchschnitt 1245g bei Frauen (mit geringerer Körpermasse!) und 1375g bei Männern; ± ca. 0,1 kg (Neandertaler: 1,5 bis 1,6 kg, erste Menschen: 0,6 kg). Nach Kernspintomographieuntersuchungen scheint höhere Gehirnmasse ein (schwaches) Korrelat höherer Intelligenz zu sein. Das höhere Gewicht bei Männern generiert allein aber keine Intelligenzunterschiede. (Laut Spitzer wisse niemand wirklich, was die Männer mit den 4 Mia Extrazellen eigentlich machen.) Möglicherweise haben Männer größere, Frauen jedoch effizientere Gehirne. (Da schwere Frauenhirne schwerer als leichte Männerhirne sind, ließ sich ohne Vorinformationen lange Zeit nicht erkennen, ob ein Gehirn männlich oder weiblich sei. Die britische Neurobiologin Gina Rippon, *1950, meinte, das Gehirn sei „no more gendered than the heart“. Eine 2024 von der Stanford University unter der Leitung von Vinod Menon, *1973?, entwickelte KI - s. u. - konnte jedoch 90% der ihr zur Analyse vorgelegten Hirnscanbilder richtig zuordnen.)

Günstig scheint eine Kombination aus hohem absoluten Hirngewicht (wie es z. B große Wale oder Elephanten aufweisen, die aber weniger Neuronen und damit eine geringere Vernetzung aufweisen als der Mensch) und hohem relativen Hirngewicht (z. B. bei Kolibris oder Spitzmäusen) bei gleichzeitig großem Cortex und hoher Anzahl von Zellen und Synapsen zu sein. Der Mensch hat den höchsten Enzephalisationsquotienten (er bezeichnet das Verhältnis von tatsächlichem Hirngewicht und dem Gewicht, das aufgrund des Körpergewichts zu erwarten ist) und zeichnet sich zusätzlich durch eine hohe Berechnungskapazität (s. o.) aufgrund der enormen Neuronen- und Synapsenanzahl seines Gehirns aus.

* Zahl der Zellen: Das gesamte Gehirn weist nach begründeten Schätzungen ca. 86 Mio. Neuronen auf. Auf der ca. 0,25 m² großen und 5 mm dicken Großhirnrinde (K/Cortex) existieren etwa 22,8 Mia Nervenzellen bei Männern, 19,3 Mia bei Frauen (= etwa 1/5 des gesamten Gehirns). Ca. 5x mehr (kleinere) Neuronen liegen im Kleinhirn, das 7/8 des gesamten ZNS ausmacht. Jede Nervenzelle hat bis zu 10 000 Kontakte, das ergibt etwa 100 km Leitungen. Neben den Neuronen existiert eine zweite große Gehirnzellengruppe: die Gliazellen (von unterschiedlicher Anzahl, entdeckt von Rudolf Virchow, 1821-1902; von griech. γλία = Leim), die verschiedene Aufgaben erfüllen (Stützfunktion, Versorgungsfunktion und eventuell auch begleitende Informationsverarbeitungsfunktion). Die Länge aller Nervenbahnen im Gehirn, dessen Berechnungskapazität bei Weitem die aller anderen Lebewesen der Erde übertrifft, beträgt ca. 5,8 Mio. km pro Person (= 145facher Erdumfang). Im Laufe des Lebens ist mit einer Abnahme von 10% der Neuronen zu rechnen. (Die Schätzungen gehen auf eine 1997 publizierte Arbeit der Neurostereologen Bente Pakkenberg, 1949-2023, und Hans Jørgen Gundersen, 1943-2021, zurück.)

Entgegen einem jahrzehntelangen Dogma scheint adulte Neurogenese (Neubildung von Neuronen selbst im Erwachsenenalter, z. B. im für das Gedächtnis unumgänglichen Hippocampus, unter gewissen Umständen möglich. (Vgl. Artikel auf S. 212 der folgenden Zeitschrift oder das Ex. chinesischer Wissenschaftler an der Universität von Kalifornien unter der Leitung von Xiang-Dong Fu (*1960?), bei dem sich in einem Fall von Serendipität - s. u. - unverhofft Neurone in der Petrischale bildeten, nachdem aus Tumorzellen ein bestimmtes Protein entfernt worden war; s. hier. Dies könnte die Heilungschancen für neurodegenerative Erkrankungen in Zukunft drastisch erhöhen.) Im Großen und Ganzen sind jedoch alle Neuronen bei der Geburt vorhanden. Es wachsen im Laufe der Zeit (z. T. domänenspezifisch) die Dicke der Fasern sowie - vor allem am Beginn des Lebens - die Anzahl der Verknüpfungen.

* Synapsenzahl: nach neueren Schätzungen 1 Million Milliarden (Quelle: Vortrag Wien 20. 4. 2007 Manfred Spitzer, *1958), andere Quantifizierungen sprechen von 100 Billionen neuronalen Verbindungen im Gehirn, also immer noch weit mehr, als die Milchstraße Sterne hat. Die Signalübertragung erfolgt durch Ionenströme elektrisch entlang des Axons (s. o.; neuere Untersuchungen prüfen, ob auch eine mechanische Übertragung durch Druckwellen möglich sein könnte). Innerhalb der ersten 2 Lebensjahre bilden sich fast im Sekundentakt Millionen Synapsen, danach werden die Verbindungen beim Lernen tendenziell nicht mehr, sondern stärker (oder eben nicht) und (wenn sie überflüssig sind) zum Teil in der Pubertät aus energieökonomischen Gründen wieder eliminiert (cortical thinning)

* Sauerstoffmanagement: Täglich strömen mehr als 1000 Liter Blut durch das Gehirn, wobei durch Autoregulation trotz unterschiedlicher funktioneller Aktivitäten die Aufrechterhaltung eines konstanten Durchflusses gewährleistet wird. Je kompetenter Benutzer sind, desto weniger Aufwand müssen ihre Gehirne treiben (s. u.). Das Gehirn neigt prinzipiell zum Energiesparen. Obwohl es jedoch nur ca. 2% des Körpergewichts ausmacht, verbraucht es schon im Ruhezustand 20% des Energievorrates (Sauerstoff). Ist das Bewusstsein zugeschaltet (selten! - s. u.), erhöht sich der Aufwand auf 50% und mehr. Den Zustand des problemlosen Zusammenarbeitens aller - in einem Gleichgewicht befindlichen - Hirnteile in stresslosen Situationen nennt man Kohärenzzustand.

- Hirnhälftentheorien:
* Allgemeines: Die Hirnhälften steuern die Körperhälften über Kreuz (= Kontralateralität; nur der Geruchssinn ist ipsilateral) und kommunizieren miteinander über das Corpus callosum (den Balken, ein 200 Millionen Exemplare starkes Kommissurenfaserbündel, das z. B. bei Vögeln tw. inexistent ist). Eine der beiden Hemisphären (meist die linke) enthält das Hauptsprachzentrum und ist „dominant“, was meist mit der Lateralität / Händigkeit - s. Linkshänderseiten - gekoppelt ist: bei Rechtshändern (ca. 85%) ist die linke und ganz selten die rechte Hälfte dominant, bei Linkshändern (ca. 15%) die rechte und manchmal die linke Hälfte; die andere bezeichnet man als subdominant. (Nicht immer ist die Ausprägung 100%ig, Mischformen sind möglich. Beim Verschränken der Arme liegt z. B. bei Rechtshändern meist der linke Arm oben - Umlegen ist schwierig.) Im Prinzip steuert die linke Hemisphäre das analytische, konvergente Denken und die Zeitwahrnehmung, die rechte das synthetische, divergente Denken und die Raumvorstellung. (Diese Schematisierung wird nicht mehr überall zur Gänze geteilt.) Die Entstehung der Händigkeit ist noch nicht 100%ig verstanden. Sie ist jedenfalls zumindest teilweise genetisch bedingt und ein Phänomen der Spezialisierung.

* Funktionsübernahme: Wie der US-Amerikaner Karl Spencer Lashley (1890-1958) als erster entdeckt hat, kann bis zu einem gewissen Grad eine Hemisphäre, vor allem in der Kindheit, Funktionen der anderen übernehmen, wenn diese zerstört oder entfernt wurde. Amputation einer Hälfte in späterem Alter hat halbseitige Lähmung und entsprechende Ausfälle anderer Funktionen (je nach Dominanz) zur Folge. Amputation beider Hälften reduziert den Menschen zu einem rein vegetativen Dasein. (Das Gehirn ist im Prinzip fast lebenslang dazu in der Lage, eine Umorganisation des Kortex vorzunehmen - etwa, wenn aufgrund getrennter und wiederhergestellter Nervenbahnen Neurepräsentationen vorgenommen werden müssen oder einfach eine neue Sprache erlernt wird. Je älter jedoch ein Gehirn ist, desto weniger leistungsfähig wird es diesbezüglich arbeiten können.)

* Split-brain-Exe von Roger W. Sperry (1913-1994; Medizin-Nobelpreis 1981): Bei Patienten mit einer Callosotomie (= Trennung des Balkens, notwendig in seltenen Fällen gewisser multifokaler therapieresistenter Epilepsieformen) erfolgt eine bewusste Verbindung zur Außenwelt nur über eine, die dominante Hemisphäre. Beide Hirnhälften können also unabhängig voneinander funktionieren, aber jede mit ihrem eigenen Bewusstsein. (Zur Diskussion dieses Sachverhaltes s. hier.) Sperry schickte Informationen (z. B. musste mit der linken Hand, die mit der rechten Hemisphäre verbunden ist, oder mit der rechten Hand, die mit der linken Hemisphäre verbunden ist, ohne Sichtkontakt eine Schere und ein Blatt Papier ertastet werden) in jeweils nur eine Gehirnhälfte (die ja aufgrund des durchtrennten Balkens diese Impulse nicht in die andere weiterleiten konnte) und beobachtete die Reaktionen: Beide Vg. konnten den Auftrag, das Ertastete sinnvoll zu verwenden, erfüllen (sie durchschnitten das Papier), aber nur die, deren dominante Hemisphäre die Informationen bearbeitet hatte, waren in der Lage, darüber Auskunft zu geben, was sie getan hatten.

Ist das Fehlen der Kommissurenfaserverbindungen hingegen angeboren, bildet das Gehirn, wie Fernanda Freire Tovar-Moll (*1976) 2014 in Rio de Janeiro nachgewiesen hat, alternative Verbindungen zwischen linker und rechter Hemisphäre.

Abb. 1/7: nach http://dieprojektmanager.com/linke-und-rechte-gehirnhaelfte-test/

- Aktivierungsniveau:
Das EEG und andere Verfahren (s. o.) belegen, dass das Gehirn auch im Ruhezustand nie völlig inaktiv ist, sondern verschiedene Bewusstseinszustände aufweisen kann. (Der Begriff Aktivierungsniveau geht auf Elizabeth Duffy, 1904-1970, zurück.) Das Default Mode Network DMN sorgt für eine übergeordnete Überwachung. Zunehmende Aufmerksamkeit (und damit kürzere Reaktionszeiten) erhöht die Amplitude bestimmter SEP-Komponenten, v. a. den Beginn der sekundären Potentiale (s. u.). Man unterscheidet neben dem Zustand der (plötzlich auftretenden) Ohnmacht (Synkope) bzw. der länger als ein, zwei Minuten dauernden Bewusstlosigkeit folgende

          7 Bewusstseinsstufen:

Bewusstsein (siehe dazu auch u.1, u.2 und o.; das Wort „Bewusstsein“ wird im heutigen Sinne seit dem 17., 18. Jhdt. analog dem lat. „con scientia“ = „mit Wissen“ verwendet und wurde von C. G. Jung - s. a. u. - 1950 in Die Lebenswende so definiert: „Das Abweichen vom und das Sich-in-Gegensatz-Setzen zum Instinkt schafft Bewusstsein.“) kann heute entgegen einem öfters formulierten „Neuroreduktionismus“ („Geist ist nichts anderes als das Feuern von Neuronen“) als eine emergente (unerwartet hervortretende, nicht direkt ableitbare) Eigenschaft des Gehirns betrachtet werden, die dort mit einer synchronisierten Aktivität von Zellverbänden einherzugehen scheint. Diese im präfrontalen Cortex PFC (der bei Frauen früher fertig ausgebildet und größer ist) vermuteten neuronalen Korrelate entsprechen den für eine spezifische Bewusstseinserfahrung notwendigen minimalen Hirnaktivitäten (NCC-Ansatz - neural correlates of consciousness - von Francis Crick, 1916-2004; Nobelpreis 1962, und Christof Koch, *1956). Crick war 1995 aufgefallen, dass speziell der PFC bei bewusstlosen Personen weniger Aktivität zeigt als bei bewussten. Koch wettete 1998 mit Chalmers - s. o. -, der die Frage, wie aus elektrochemischen Vorgängen (deren Erforschung die einfachen Probleme der Bewusstseinsforschung wären) Denken und Fühlen entstehen könne bzw. warum es überhaupt Qualia gebe, als „hartes Problem des Bewusstseins“ bezeichnet hatte (und es 2022 für möglich hielt, menschliche Gehirne dereinst auf Computer hochladen zu können), dass innerhalb der nächsten 25 Jahre ein definierbares neuronales Korrelat von Bewusstsein eindeutig identifizierbar sein werde - und verlor 2023 eine Flasche Wein (vgl. hier oder hier).

Der portugiesische Neurowissenschaftler António Damásio (*1944; s. a. u.) meint: „Bewusstsein ist ein Geisteszustand, in dem man Kenntnis von der eigenen Existenz und der Existenz einer Umgebung hat.“ Ob jemand bei Bewusstsein ist oder nicht, wird heute neuropsychologisch mit der von Giulio Tononi (*1960) und Marcello Massimini (*1969?) entwickelten Zap-and-Zip-Methode entschieden (s. a. o.). Dabei wird die Komplexität der Hirnvorgänge mithilfe starker, auf verschiedene Gewebeareale ausgerichteter magnetischer Impulse und des dadurch ausgelösten Neuronenfeuers eingeschätzt und auf Basis dieser Daten auf das Vorhandensein von Bewusstsein rückgeschlossen.

Die Frage, ob auch Maschinen Bewusstsein haben oder in Zukunft erlangen werden (zumindest sensorische Eindrücke für kognitive Prozesse zur Verfügung stellen bzw. ein komplexes Netzwerk, das in seiner Struktur Zusammenhänge zwischen Ursache und Wirkung codiert, bilden werden können), wird von Neurowissenschaftlern unterschiedlich beantwortet. Tierisches Bewusstsein gilt hingegen in Abstufungen als sicher. Jonathan Birch (*1983?; vgl. hier) u. a. postulieren fünf mehr oder weniger realisierte

          Bewusstseinsdimensionen:

Zu neueren Bewusstseinstheorien s. u., zu Aufmerksamkeit und Vigilanz vgl. a. folgendes Video, zum Schlaf s. u.

* EEG = Elektroenzephalogramm (ἐγκέφαλος, gr.: Gehirn; eig. das, was „im Kopf“ ist) ermöglicht einen direkten Zugang auf die Aktivierungszustände des Menschen. Es stellt die elektrischen (und durch die Fourier-Analyse - benannt nach Jean Baptiste Joseph Fourier, 1800-1850, - bereinigten) Ableitungen aus dem Gehirn dar. (Schon 1875 leitete Richard Caton, 1842-1926, elektrische Aktivitäten von der Gehirnrinde von Kaninchen und Affen ab, 1924 entwickelte der Jenaer Psychiater und Telepathie-Anhänger Hans Berger, 1768-1830, ein Enkel des Dichters Friedrich Rückert, 1788-1866, das moderne EEG). Die Wellen sind ein Korrelat (eine Begleiterscheinung, im Gegensatz zum Substrat, der Sache selber) des Erregtheitsgrades eines Menschen:

Alle hirnelektrischen Aktivitäten, die als Reaktion auf ein äußeres (reizinduziertes) oder inneres Geschehen (z. B. Vorstellungen) auftreten, werden Synchronaktivität genannt. (Aus der zweiten Möglichkeit entstand die Idee, dass allein die Imagination einer Bewegung z. B. eine Prothese würde steuern können.) Das EEG wird im klinischen Bereich vielfach eingesetzt, wo es z. B. durch die charakteristischerweise bei dieser Erkrankung auftretenden Spikes and Waves zur Epilepsiediagnostik herangezogen wird. Darüber hinaus kann das EEG als Aktivitätskorrelat z. B. der Schlafforschung dienen. Ex: Durch Bio-Feed-Back (immer, wenn α-Wellen auftreten, ertönt ein Signal) kann Entspannung erreicht werden. Die erst seit ca. 2015 auf Anstoß von Bradley Voytek (*1980?; vgl. Video-Kurzvortrag) näher erforschte, bei genauerer Analyse erkennbare aperiodische Aktivität (rosa Rauschen, eine Art elektrisches Zittern) gibt möglicherweise Hinweise auf den Wachheitsgrad von narkotisierten Komapatienten.
Vgl. What is the function of the various brainwaves? (Scientific American)

* SEP: 1947 gelang es dem britischen Neurologen George Duncan Dawson (1912–1983) zum ersten Mal, innerhalb des EEG ein sensorisch evoziertes Potential (ein durch eine spezifische Sinneswahrnehmung hervorgerufenes, auch im Schlaf auftretendes qualitäts- und intensitätsabhängiges Potential, das als Synchronaktivität für jede Modalität typisch ist) abzunehmen: Es ermöglicht durch die (nachrichtentechnischen) Methoden der Mittelungstechnik bzw. der Superpositionstechnik den Nachweis einer Sinneswahrnehmung auch ohne Rückmeldung des Probanden (z. B., wenn das Gehör eines Säuglings oder eines aus psychiatrischen Gründen Simulierenden überprüft werden soll). Primär sind diese Potentiale Ausdruck von Wahrnehmungsvorgängen, sekundär Korrelate kognitiver Prozesse und noch später Korrelate des Verhaltens. Sie bilden nicht die objektive, sondern die erlebte Wirklichkeit ab.

* Moderne bildgebende Verfahren (s. o.) zeigen oft mehr als nur das Aktivierungsniveau an und können z. B. auch bei der Kopfschmerzdiagnose eingesetzt werden. (Zu Kopfschmerzen vgl. hier und die Seiten der Deutschen Migräne- und Kopfschmerzgesellschaft bzw. der Österreichischen Kopfschmerzgesellschaft)

- Der Schlaf:
Vgl. Schlafmedizin, Schlafforschung
Der Schlaf (immerhin fast ein Drittel unseres Lebens) ist das für uns Menschen wichtigste Regenerations- und Reparaturprogramm und eine lebensnotwendige Erholungsphase, in der neurotoxischer „Abfall“ beseitigt wird. Nach der Hypothese der synaptischen Homöostase von Tononi (s. o.) und Chiara Cirelli (*1968?; vgl. Video) werden im Schlaf die Synapsen heruntergeregelt, das Dickicht des Nervengeflechts wird gestutzt. Der Beginn des Schlafs ist immer mit einem Absinken der Körperkern- und der Gehirntemperatur verbunden, wodurch die Geschwindigkeit in den Ionenkanälen der Neurone gedrosselt wird. Man schläft ein, wenn man am schnellsten abkühlt. Die Vasodilatation (Erweiterung der Blutgefäße) in den Extremitäten unterstützt die Temperaturabsenkung im Gehirns. Je tiefer der Schlaf, desto langsamer feuern die Nervenzellen, deren Aktivität sich während dieser Phase synchronisiert.

Im Schlaf sind wir - allerdings in geänderter Bewusstseinslage (meist bewusstlos) - manchmal aktiver als in einigen wachen Abschnitten. (Der Energieverbrauch des Gehirns ist im Schlaf ca. genauso groß wie im Wachzustand.) Eine scharfe Trennung zwischen Schlaf- und Wachzustand ist nicht möglich. (Auch während des Tages existieren Trancezustände, sodass sich eine der im nächsten Abschnitt abgebildeten ähnliche Kurve auch für die Wachzeiten zeichnen ließe; s. a. u.) Mangelnder Schlaf (weniger als ca. 6 bis 7 Stunden) über einen längeren Zeitraum führt zu einer Schwächung des Immunsystems, Konzentrationsstörungen, Lernproblemen, Bluthochdruck (damit in der Folge zu Herz-/Kreislaufproblemen und Schlaganfällen) und letztlich zum Zusammenbruch des Körpers, da die notwendige restaurative Funktion unterbunden wird. Die erforderliche Schlafdauer ist genetisch, die reale durch die Lebensumstände beeinflusst. Durchschnittlich schlafen Frauen und junge Menschen mehr als Männer und alte, die allerdings oft untertags den mangelnden Nachtschlaf ausgleichen. Auch jüngere Menschen empfinden kurzfristige Schlafphasen (ca. 10 bis 15 min.; man nennt sie Power Naps) untertags manchmal als angenehm. Zu wenig Schlaf begünstigt u. a. Kurzschlussreaktionen, wie Matthew Walker, *1972?, in Ex.en nachgewiesen hat, und erhöht langfristig das Demenzrisiko (s. u.) in späteren Lebensjahren drastisch (bei weniger als sechs Stunden um ca. 30%), da im Schlaf das glymphatische System von toxischen Eiweißen gereinigt wird. Entfallen diese Wartungsaufgaben, reduziert dies letztlich die Restlebenszeit. (Über die Bedeutung des Schlafs für Lernvorgänge s. u.)

* Schlafphasen:

Abb. 1/8: Quelle: Zeitschrift Format (Nr. 43 / 23.10.2000)

Dieser Zyklus wird in 8 Stunden etwa 5mal durchlaufen. Nicht unbedingt der „Schlaf vor Mitternacht“, aber der erste Schlaf ist der wichtigste. Die erste Phase ist die tiefste und längste. Dann wird der Schlaf immer flacher. (Ex: Konsequentes Wecken nach etwa 90 min scheint bei manchen Menschen eine entscheidende Verkürzung der Schlafdauer ohne Qualitätsverlust zu ermöglichen, wenn die erste Schlafphase etwa vier Mal pro 24 h genutzt wird.) Gesteuert wird der Schlaf vom Gehirn (nucleus suprachiasmaticus), ausführend beteiligt sind alle Zellen des Körpers. Die Hormone Melantonin und Serotonin spielen die entscheidende Rolle; vgl. u.).

Biologischer Sinn des zyklischen Schlafens: Die Aufmerksamkeit (Bemerken eventueller Gefahren) ist nur relativ kurz und nicht mehrere Stunden permanent gestört, sodass zeitnah reagiert werden kann, wenn Gefahren drohen. Bei manchen Tieren, z. B. Delphinen und Walen, die ja zum Atemholen immer wieder auftauchen müssen, schlafen (wie auch bei manchen Zugvögeln) die beiden Gehirnhälften abwechselnd. („Halbhirnschlaf“; vgl. Scientific American: How do whales and dolphins sleep without drowning?)

* REM: Der REM-Schlaf wurde zum ersten Mal von Eugene Aserinsky (1921-1998) und William Dement (1928-2020; Begründer des ersten Schlaflabors in den USA) entdeckt und beschrieben. In den Leichtschlafphasen (in denen man schwer weckbar ist, obwohl man kurz vor dem Erwachen steht: „Paradoxer Schlaf“), den so genannten REM (= Rapid Eye Movement)-Phasen, die vom Locus coeruleus im unteren Teil der Brücke gesteuert und von einer REM-Schlaf-Atonie (muskuläre Lähmung, die bis in den wachbewussten Zustand auftreten kann und dann Schlafparalyse genannt wird) bei intensiver Gehirnaktivität begleitet werden, hat man lebhafte, oft erinnerbare Träume (deren Ausagieren jedoch aufgrund der von der Paralyse blockierten Muskeln verhindert wird). Sie werden im Laufe der Nacht länger, die erste ist die kürzeste. Wiederholtes Wecken am Beginn der REM-Phasen bedeutet Neurotisierung. Versäumte REM-Phasen können (und sollten) noch einige Tage nachgeholt werden („REM-Rebound“). REM-Phasen treten auch pränatal auf und konnten mit folgendem Ex. auch bei Tieren nachgewiesen werden: Affen, die darauf konditioniert wurden, bei Ablauf eines Filmes einen Knopf zu drücken, um einen leichten Stromschlag zu verhindern, taten dies auch während des Schlafes - wohl deshalb, da sie ihre Traumbilder analog den Filmsequenzen erlebten. Zumindest bei Säugetieren und Vögeln sind Träume bekannt (s. hier), Reptilien und wirbellose Kraken zeigen zumindest wechselnde Schlafphasen.

* Traum: Unter „Traum“ versteht man eine sinnliche Bewusstseinsform während des Schlafes. Es existieren aber auch umgekehrt niedrige Bewusstseinsstufen während der Wachperiode („Tagträumen“ als in eine Wachphase eingebettete Schlafphase, die man REM-Intrusion nennt, oder das „Starren ins Narrenkastl“) und Klarträume (luzides Träumen, das während des paradoxen Schlafs auftreten kann), bei denen man sich der Tatsache bewusst ist, dass man träumt, deren Auftreten und Inhalt man bis zu einem gewissen Grad steuern und die man zur Verbesserung von Bewegungsabläufen nutzen kann. (Die Häufigkeit von Klarträumen lässt sich durch TMS - s. o. - erhöhen.) Geträumt wird zu ca. 80% in den REM-Phasen (s. nächster Abschnitt). Beteiligt ist das im Schlaf nicht vollständig ausgeschaltete unspezifische Nervensystem (ARAS = aufsteigend retikuläres Aktivierungssystem). Man rechnet mit etwa 20% Traumanteilen am Gesamtschlaf (in der Kindheit mehr, im Alter weniger). Die Erinnerbarkeit von Träumen hängt von individuellen Faktoren und dem zeitlichen Abstand zum Erwachen ab. (Will man seine Träume notieren, sollte dies unmittelbar nach dem Erwachen geschehen.) Häufig sind Alpträume und Wunschträume. Der Anteil färbiger Träume ist seit 1900 deutlich angestiegen.

Quellen der Trauminhalte: Nachgewiesen ist der Einfluss äußerer (z. B. Weckerläuten, das im Traum - meist in illusionärer Verkennung - erscheint) oder innerer Reize (z. B. Hunger) sowie sogenannter Tagesreste (unverarbeiteter Erlebnisse, die im Traum, z. T. verschlüsselt, wiederkehren). Vermutlich durch die Inaktivität des präfrontalen Kortex verliert der Träumer jeden Sinn für Kritik, sodass bizarre, unrealistische Inhalte kein Erstaunen auslösen. Die Darstellung von logischen Relationen, Kausalbeziehungen und dialektischen (widersprüchlich) Denkfiguren ist nicht mit der des Wachzustands gleichzusetzen oder fehlt (wie die Alternative „Entweder-Oder“) völlig. Die meisten Träume erscheinen visualisiert, ca. 70% sind emotionalisiert (davon ²/3 unlustbetont, möglicherweise, um die Träumenden durch diese Simulation wie eine Impfung - so Delphine Oudiette, *1984? - besser auf reale Situationen vorzubereiten: wer mehr negativ träume, leide später real weniger). Am häufigsten scheinen Angstträume und Träume von Situationen des Scheiterns zu sein (s. Traumregistrierungen über Jahrzehnte des österreichisch-USamerikanischen Psychiaters, Aggressions- und Terrorforschers Friedrich Hacker, 1914-1989; verstorben während einer ZDF-Fernsehdiskussion).
Weiteres zum Traum: s. u.

* Schlafkorrelate: EEG (s. o.; zeigt sog. Schlafspindeln), EMG (Elektromyogramm; bei vielen Menschen tritt am Übergang vom Wach- zum Schlafzustand Myoklonie, also Muskelzucken, auf (selten - und dann pathologisch - von akustischen Halluzination begleitet), EOG (Elektrookulogramm), Atmung, Herzfrequenz (EKG, das in heutiger Form vom Niederländer Willem Einthoven, 1860-1927; Medizin-Nobelpreis 1924, entwickelt wurde) etc. korrelieren mit den Schlafphasen.

* Somnambulismus (Schlafwandeln, „Mondsüchtigkeit“; vgl. Somnambulismus): ist an den Nicht-REM-Schlaf gebunden, da in den REM-Phasen die Skelettmuskulatur erschlafft. (Das reine Aufschrecken aus dem Schlaf mit teilweise Erwachen ohne lebhafte Traumabfolgen und Angstzuständen wird Pavor nocturnus genannt. Beides tritt meist im ersten Schlafdrittel auf.)

* Somniloquie: Sprechen im Schlaf kann als unverständliche Vokalbildung, aber auch differenzierte Rede oder gar nicht auftreten. Verneinungen treten überproportional häufig auf. Auch Dialoge zwischen schlafenden und wachen Personen sind möglich. Meist besteht keinerlei Erinnerung an die Somniloquie.

* Andere Schlafstörungen (vgl.: Ratgeber DGSM,  Patienteninformationen der ÖGSMSF): Ein- oder Durchschlafstörungen, Insomnie (Schlaflosigkeit), Hypersomnie (Schläfrigkeit), Parasomnie (unerwünschte Schlafereignisse), Rhythmusstörungen (unerwünschte Schlafzeiten), Bruxismus (meist harmloses, oft unter Stress auftretendes Zähneknirschen), Narkolepsie (unkontrolliertes Einschlafen trotz ausreichender Nachtruhe; eine neurologische Erkrankung, die ca. 1 von 2000 betrifft), Schlafparalyse (japan. kanashibari; s. o.), Trypanosomiasis (Afrikanische Schlafkrankheit; eine durch den Stich einer Tsetsefliege ausgelöste Infektion, an deren Endstadium Schlafsucht auftritt) etc. Insgesamt leiden in Österreich zwischen 5 und 10 % der Bevölkerung an störenden Schlafanomalien.

- Neuere Ergebnisse der Hirnforschung (s. a. o1  oder o2):
* Allgemeines: Allgemein gilt, „dass das wichtigste Sinnesorgan unser Gedächtnis ist“ (Gerhard Roth, (s. o.). 99% an Inhalten seien dort vorhanden, nur 1% komme neu dazu. Die Hälfte des Gehirns ist mit dem beschäftigt, was wir sehen, wobei das Gehirn autonom und ohne dass wir das bemerken, darüber entscheidet, welche Informationen neu oder wichtig genug für die Weiterleitung an das Bewusstsein sind (vgl. das 1999 entwickelte Ex. „Selective Attention Test“ von Daniel Simons, *1969). Zu viele Informationen auf einmal überfordern uns und können nicht alle bewusst verarbeitet werden. Es kommt zur Inattantional Blindness, die uns selbst starke Reize nicht verarbeiten lässt, wenn wir uns auf andere konzentrieren. (Vgl. auch Ex. F-Test oder The Colour Changing Card Trick.) In der Rangfolge der Sinne dominieren der Tastsinn und der Gleichgewichtssinn alle anderen Sinne, innerhalb derer sich das Hören dem Sehen unterordnet. Vgl. Ex. McGurk-Effekt: visuelle Eindrücke beeinflussen die Wahrnehmung eines akustischen (Sprach)signals (entdeckt von Harry McGurk; 1936–1998; s. Video).

Das Gehirn steuert die nach dem oben beschriebenen Reizleitungssystem funktionierende Sinneswahrnehmung (vgl. The Senses) folgender fünf Sinnesorgane: Auge, Ohr, Nase, Zunge, Haut. Die (wahrscheinlich erbliche, oft schon in der Kindheit auftretende) Fähigkeit, mit mehreren Sinnen gleichzeitig wahrzunehmen (z. B. Töne zu sehen, Farbenhören; bis zu 4% der Bevölkerung - bei Künstlern vermutlich mehr - sind dazu in der Lage), nennt man Synästhesie. (Vgl. Gesellschaft für Synästhesie)

* Selbst-System und freier Wille: Die Verschaltungen im Gehirn werden durch drei prägende Prozesse bestimmt: die Evolution der Gene, die erfahrungsabhängige frühkindliche (Hirn)entwicklung und lebenslange Lernprozesse. Das dabei entstehende „Ich“ (an dem das auf Intuition ausgerichtete System der Spiegelneuronen, s. o., und das kognitiv ausgerichtete Selbst-System - drei im ventromedialen präfrontalen Cortex, im posterioren cingulären Cortex bzw. in der temporo-parietalen Junction mittels fMRT, s. o., lokalisierbare Nervenzellennetzwerke, die als „minimal self“ das aktuelle Selbstgefühl speichern, biographische Aspekte verarbeiten bzw. den Unterschied zwischen Selbst und Nicht-Selbst erfassen - beteiligt sind) bzw. der Begriff „Person“ müssen im Lichte der Erkenntnisse der modernen Neurobiologie neu diskutiert werden (vgl. dazu folgendes Video-Interview mit Wolf Singer bzw. Video-Vortrag „In unserem Kopf geht es anders zu, als es uns scheint“). Auslöser zahlloser Überlegungen war das

          Libet-Ex.:

Dieses berühmt gewordene Ex (die Hirnaktivität sagt bereits Sekunden vor einer bewussten Entscheidung diese Entscheidung vorher; die motorische Handlung wird eingeleitet, bevor sie der Vp. bewusst wird) zog eine bis heute andauernde Diskussion über das Vorhandensein eines freien Willens (in diesem Zusammenhang s. a. u.1 oder u.2) beim Menschen bzw. über den Zusammenhang zwischen freiem Willen und Bewusstsein (s. a. o.) nach sich. Die definitorischen Voraussetzungen einer freien Willenshandlung werden gemeinhin in den drei Prinzipien des Anderskönnens (Vorhandensein von Handlungs- bzw. Entscheidungsalternativen), der Urheberschaft (Abwesenheit entscheidender Außenfaktoren) und der Autonomie (eigener bewusster Absichten) gesehen. (Interessanterweise erlebt man die durch eine elektrische Stimulation am Cortex - also durch das eigene Gehirn - ausgelöste Bewegung einer Hand nicht als selbst verursacht.)

Einerseits meinte man, dass die Verzögerung den freien Willen an sich nicht beeinträchtigen würde, sie verhindere nur sein zeitgleiches Bewusstwerden (und Bewusstsein sei gar kein Konstituens von Freiwilligkeit). Folgeuntersuchungen, die die Entscheidung von einem vorher ausgesandten Reiz abhängig machten, wiesen zudem nach, dass das Bereitschaftspotential schon vor Auftreten dieses Reizes auftrete und daher nicht determinierend wirke. Die Frage sei nicht, ob, sondern wodurch unsere Entscheidungen bestimmt seien. Der Wille sei frei von Zufall und Zwang, aber bedingt durch unsere Erfahrungen.

Gerhard Roth (s. o.) hält den freien Willen hingegen für eine „nützliche Illusion“ und Entscheidungen für frei lediglich in dem Sinne, dass man auch anders hätte handeln können. Die Frage sei jedoch, ob alle Faktoren ihres Zustandekommens bewusst gemacht werden können. Auch Wolf Singer leugnet den freien Willen, dennoch seien wir Entscheidungskonflikten ausgesetzt. Das Gehirn sei ein sich selbst organisierendes komplexes System mit hochgradig nichtlinearer Dynamik, das alle unsere Entscheidungsprozesse - die bewussten, die unsere „Vernunft“ trifft, und die automatischen, die uns nicht bewusst werden und die den ersteren widersprechen können - vorbereite. Ähnlich argumentiert Daniel Merton Wegner (1948-2013; s. u.), wenn er aufgrund seiner Exe. (v. a. dem einem Computerspiel nachempfundenen I Spy-Experiment) meint, dass eine artifiziell mit Leichtigkeit erzeugbare Kontrollillusion beweise, dass der freie Wille „der beste Trick des Geistes“ sei. Nicht bewusste Absichten, sondern Gehirnereignisse seien ursächlich für Entscheidungen. Man halte sie für selbst verursacht, wenn unmittelbar davor ein mit dem Vorgang konsistenter Gedanke erlebt werde. António Damásio (*1944) behauptet in seiner Hypothese der somatischen Marker, dass Emotionen (s. u.) verkörperlicht und so die Grundlage menschlichen Entscheidungsverhaltens bilden würden. (Die Trennung zwischen Körper und Seele - s. o. - bezeichnet er als Descartes' Irrtum. Stattdessen bestehe ein unauflösbarer Zusammenhang.)
Zu diesem Komplex vgl. hier

* Bewusstseinstheorien (zum Bewusstsein siehe auch o.1 bzw. o.2 und u.): Die Neurowissenschaften verneinen heute die „Lichtschaltertheorie“, dergemäß sich Bewusstsein (eventuell stufenweise) ein- und ausschalten ließe, zugunsten eines Facettenreichtums entsprechender Gehirnzustände und vertreten folgende (hier nach Gehirn&Geist 03_2022, S. 24 und Gehirn&Geist Dossier 05_2023, S-20f wiedergegebenen), jeweils unterschiedliche Aspekte in den Mittelpunkt stellenden

          Theorien zum Bewusstsein:

* Denk- und Entscheidungssysteme: Aufgrund der Forschungen von Amos Nathan Tversky, 1937-1996, und Daniel Kahneman (1934-2024, Wirtschaftsnobelpreisträger 2002, Autor von Thinking, fast and slow 2011; vgl. kurze Videoerklärung, längeren Videovortrag ab 6:30 min oder 20 min-Video) und anderer unterscheiden wir heute zwei Denk- bzw. Entscheidungsfindungssysteme (vgl. a. u.1 und u.2): ein schnelles (System 1) und ein langsames (System 2). Unser Gehirn steuert die meisten Vorgänge schnell, automatisch, unbewusst, ohne willentliche Kontrolle und ohne Anstrengung, die nur verspürt wird, wenn wir mit unserem zwar flexibleren, aber langsameren (alles bewusst Wahrgenommene ist mindestens eine Drittelsekunde alt) bewussten, konzentrierten Denken - dem Verstand - agieren, z. B. wenn wir multiplizieren oder eine uns bis dahin unbekannte Gefahr bewältigen müssen. (Dieser Ansatz wird Dual process theory oder populärwissenschaftlich Homer Simpson-System vs. Mr. Spock-System genannt.)

Die allermeisten Alltagsvorgänge werden energiesparend automatisch gesteuert (z. B. Berechnung der Auge-Hand-Koordination beim Fangen eines Balles, Gesichtserkennung, notwendige Bewegungen beim Autofahren etc.), weil sie für das Gehirn weder neu noch wichtig genug sind, um eine Zuschaltung des energieverzehrenden Bewusstseins anzufordern. Selbst wenn sich das Bewusstsein gerade mit anderen Dingen (aus Vergangenheit oder Zukunft) beschäftigt, managt das Unbewusste die (oftmals gefährliche) Gegenwart. Deshalb gibt es in Städten mit vielen Radfahrern prozentuell weniger Radunfälle als in solchen mit wenigen, da in diesen die automatische „Verrechnung“ - der „Autopilot“ - der Autofahrer noch nicht funktioniert. System 1 entscheidet auch (und gerade) in wichtigen Angelegenheiten wie der Partnerwahl. (Niemand erstellt eine Plus-/Minusliste aller möglichen Partner/innen und entscheidet dann rational.) Das „Bewusstsein ist wie ein Nachklang, wenn alles schon entschieden ist“ (Allan Snyder, *1942; s. a. u.); er gibt uns die Illusion, involviert gewesen zu sein. Diese unbewussten Entscheidungsprozesse können nicht nachvollzogen werden, auch wenn gegen ihr Ergebnis „angedacht“ werden kann.

* Brain Reading (Gedankenlesen): Der alte Menschheitstraum vom Gedankenlesen wird durch fMRT-Hirnscans (zunächst nur in vagen Ansätzen) Wirklichkeit. Die Codierung der komplexen, durch Interaktion von Nervenzellen aus verschiedenen Regionen entstandenen Aktivitätsmuster im Gehirn, die beim Denken entstehen, sollen dabei entschlüsselt werden - die Hirnaktivität soll den Gedanken offenbaren. Diese Mustererkennung ist jedoch so komplex, dass zur Zeit nur einfachste Inhalte ausgelesen werden können. Die Auswertung der Tatsache, dass jeder Gedanke ein eigenes Muster hat, wird durch die unermessliche Vielfalt und die stete Dynamik der Hirnaktivitäten nicht nur stark erschwert, sondern meist unmöglich gemacht. In einem Ex. gelang es Haynes (s. a. o.) immerhin, seine Computer so zu trainieren, dass sie erkennen konnten, welches von 10 Bildern eine Vp. gerade ansah (vgl. Fenster ins Gehirn von John-Dylan Haynes, *1971, u. a.; ersch. 2021). Eine Zukunftsvision besteht darin, eine leistungsfähige Hirn-/Computerschnittstelle (Brain-Computer-Interface BCI) zu schaffen, um z. B. Gedanken von Locked-in-Patienten lesen und auf diese Weise mit ihnen kommunizieren zu können. (Die Steuerung mechanischer Prothesen oder von Computern durch Gedanken funktioniert jetzt schon.)

Zur Hirnforschung vgl. auch das „Das Manifest - Elf führende Neurowissenschaftler über Gegenwart und Zukunft der Hirnforschung“ von 2004 (die darin auf S. 5ff für die kommenden zehn Jahre in Aussicht gestellten Zukunftsversprechungen sind allerdings - zumindest in diesem Zeitraum - nicht eingelöst worden), die Video-Dokumentation Wie das Gehirn die Seele macht und das Lexikon der Neurowissenschaften

OPTISCHE WAHRNEHMUNG - DAS AUGE

vgl. Prinzipien der Bildverarbeitung (.ppt), Österreichische Ophthalmologische Gesellschaft oder ähnliche Seiten

Fast alle sehenden Lebewesen haben zwei Augen, die phylogenetisch über die Jahrmillionen hinweg von lichtempfindlichen Sehgruben, die nur eine erhöhte Richtungsselektivität ermöglichten, über Becher- bzw. Grubenaugen und Blasen- (Lochkammer)auge zu einem nach dem Camera-obscura-Prinzip funktionierenden komplizierten Linsenaugen-System evoluiert worden sind. (Das Bild trifft verkehrt auf der Netzhaut, die bei visueller Deprivation irreversibel geschädigt wird, auf und wird im Gehirn „aufgerichtet“. Das aus zahlreichen Ommatidien zusammengesetzte Facettenauge der Insekten beruht auf anderen Prinzipien.)

Als einer der ersten erkannte Leonardo da Vinci (1452-1519) aufgrund seiner Anatomiezeichnungen den Zusammenhang zwischen Auge und Gehirn. Das Verschaltungsprinzip besteht meist in einer Koppelung von Konvergenzschaltung (Neuronenschaltungen projizieren zahllose Nervenzellen auf ein Zielneuron) mit Divergenzschaltung (jedes Neuron dockt über über Axonkollaterale an zahllose andere Neurone an; beschrieben von Wolf-Dieter Keidel, 1917-2011).

- Sinneszellen:
Auf der Retina (Netzhaut; vgl. Aufbau der Netzhaut) angeordnete Stäbchen (ca. 120 Mio, eher an der Peripherie, für das Schwarz-Weiß-Sehen in der Dämmerung zuständig, da sie aufgrund ihrer enormen Empfindlichkeit auch ein einziges Photon (ein Lichtquant, also eine Art Baustein der elektromagnetischen Strahlung ohne Masse, die als Welle-Teilchen-Dualismus beschrieben wird) registrieren können und drei (selten vier) verschiedene Arten von farbempfindlichen Photonenrezeptoren (Zapfen; ca. 6 Mio., eher im Zentrum, für das Farbsehen bei gutem Licht), die, 1/1000 mm lang, alle reflektierten elektromagnetischen Schwingungen zwischen ca. 380-750 nM (Nanometer, = 1 Millionstel Millimeter) als Seheindruck erscheinen lassen und ins Gehirn weiterleiten. Daraus folgt, dass nur ein sehr kleiner Teil des gesamten Wellenlängenspektrums gesehen werden kann. (Für Ultraviolett: <350, Röntgen- und Gammastrahlen, Infrarot, das als Wärme wahrgenommen werden kann: >750 Bio, Mikrowellen, Radar, Kurz-, Mittel-, Langwellen fehlt dem Menschen die Möglichkeit zur optischen Wahrnehmung.) 1 Lichtquant innerhalb des angegebenen Spektrums, der auf wenige Rezeptoren fällt, reicht allerdings für einen Seheindruck aus.

Abb. 1/9: Copyright ©: http://www.zum.de/Faecher/Materialien/beck/12/bs12-39.htm

Absorbiert ein Gegenstand das gesamte Spektrum, erscheint er schwarz (eig.: gar nicht), reflektiert er alle Frequenzen, erscheint er weiß. Die Reize werden über die Sehbahnen, die doppelt kreuzen (innerhalb eines Auges und auf dem Weg ins Gehirn) an das Sehzentrum (zunächst in die primäre Sehrinde) weitergeleitet und dort verarbeitet. In der Fovea centralis (Zentralgrube = gelber Fleck) liegt die Stelle des schärfsten Sehens. (Die bei Dunkelheit inaktiven Farbzellen sind dort am stärksten vertreten.) Am Blinden Fleck (dessen potentielle Reizeinwirkungen normalerweise - auch bei einäugigem Sehen - vom Gehirn errechnet werden, sodass wir immer ein komplettes Bild ohne „Loch“ sehen), tritt der Sehnerv (nervus opticus, ca. 1 000 000 Nervenfasern) aus, es können dort daher keine Sinneszellen existieren. Der Nachweis erfolgt anatomisch oder durch folgendes Ex: Man fixiere mit dem rechten Auge das linke (oder umgekehrt) von zwei ca. 15 cm waagrecht voneinander entfernten, auf ein Blatt Papier gezeichneten Symbolen und wende den Blick nicht mehr ab. Dann nähere man sich kontinuierlich dem Papier. Bei einem gewissen Abstand des Auges vom Blatt verschwindet das rechte Symbol im Blinden Fleck.
(Vgl. folgende, verschiedenste optische Phänomene demonstrierende Seite.)

Abb. 1/10: Aufbau des menschlichen Auges:
(aus Das visuelle System; nicht mehr aktive Seite der Univ. Wuppertal)

- Funktionsweise:
* Adaptation erfolgt durch die Pupille („Blende“), die den unterschiedlichen Lichteinfall (also die Helligkeitsanpassung) regelt. Ein Ausgleich erfolgt durch automatische stufenlose Öffnung bzw. Schließung. Eine Pupillenerweiterung (die einen Menschen, ohne dass das dem Betrachter bewusst wäre, sympathischer erscheinen lässt) ist durch Tollkirschenextrakt (Belladonna) willkürlich hervorrufbar (was von Augenärzten und schon vor 2000 Jahren von römischen Kurtisanen ausgenützt wird/wurde). Ex.: Wenn mit einer Taschenlampe in ein Auge geleuchtet wird, lässt sich die Veränderung der Pupille während und nach dem Geschehen beobachten. Man unterscheidet:

* Akkomodation ist das Scharfstellen der Linse durch Straffung des Ziliarmuskels (Entfernungsanpassung). Die Veränderung des vorderen Krümmungsradius der Linse verändert die Brechungskraft. Der Schärfepunkt entfernt sich mit dem Alter. (Er liegt im 10. Lebensjahr etwa bei 8 cm, im 50. Lebensjahr im Durchschnitt bei 50 cm oder mehr.) Dies wird „Altersweitsichtigkeit“ genannt (s. u.).
Im Unterschied zur statischen Refraktion (der Brechkraft des in die Ferne blickenden Auges) nennt man das Akkomodieren, dessen Breite bis zu 12 Dioptrien ausmachen kann, dynamische Refraktion. Das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges beträgt bestenfalls 1 Bogenminute (in 5 m Entfernung müssen 2 Punkte mindestens 1,5 mm Abstand haben, um getrennt wahrgenommen werden zu können).

* Drehung: Die Möglichkeit, die Augäpfel (Bulbi oculi) in ihren Höhlen kontrolliert zu drehen (und damit die Blickrichtung ohne Drehung des Kopfes zu verändern), wird durch die sogenannten extrinsischen Muskeln an ihrer Außenseite ermöglicht (s. a. u.).

- Sehstörungen:
Gemeint sind vor allem diverse Abbildungsmängel (Ametropien im Gegensatz zu Emmetropien = Normalsichtigkeit). Vgl. Sehtest I, Sehtest II (Amsler-Test nach Marc Amsler, 1891-1968)

* Blindheit:

* Myopie (Kurzsichtigkeit): Der Schärfepunkt liegt vor Netzhaut (bei zu starker Krümmung); Ausgleich durch Konkavlinse; Messung in Dioptrien (1 Dioptrie = 1/f, f = Brennweite)

* Hyperopie (Weitsichtigkeit): Der Schärfepunkt liegt hinter Netzhaut (bei zu schwacher Krümmung); Ausgleich durch Konvexlinse. Nicht zu verwechseln mit der Unfähigkeit, in der Nähe scharfzustellen, der

* Presbyopie („Altersweitsichtigkeit“): entsteht durch die allmähliche Abnahme der Linsenelastizität und in geringerem Ausmaß durch die Erschlaffung des Ziliarmuskel und besteht in einer schon in der Jugend voranschreitenden Akkomodationsunfähigkeit, nicht in einem Abbildungsfehler      

* Astigmatismus: Linien erscheinen in der Perspektive gebogen, ev. treten Farbveränderungen am Rand auf. Astigmatismus entsteht durch ungleichmäßige Hornhautkrümmung. (Dazu und zur Dioptrik des Auges allgemein forschte Allvar Gullstrand, 1862-1930; Medizin-Nobelpreis 1911, der auch einige ophthalmologische Geräte erfand.)

* Nystagmus:

* Farbenblindheit: Tritt als totale (völlige Unfähigkeit, bunte Farben zu erkennen) oder partielle Farbenblindheit (meist Grün-, seltener Rot- oder Blaublindheit) auf und wird x-chromosomal rezessiv vererbt (s. u.). Der Sohn eines Farbenblinden kann daher nicht farbenblind sein (außer seine Mutter ist Konduktorin), ein Mädchen nur dann, wenn der Vater farbenblind und die Mutter als Konduktorin ihr schadhaftes X vererbt.
Vgl. Farbsehtest und Seite Farbenblindheit

- Farbsehen:
Farben und Wahrnehmung von Peter Stoeckl 5, 6, 7,  - Vgl. auch Seite der Univ. Mainz

Aufgrund der drei unterschiedlichen Zapfen-Rezeptoren ist der Mensch in der Lage, das Farbspektrum, das sich aus der Zerlegung des Sonnenlichts ergibt, wahrzunehmen (chromatopsy, colour perception). Die in der Außenwelt inexistenten Farben werden durch die Verarbeitung elektromagnetischer Wellen im Gehirn erzeugt bzw. ermittelt. Rufen aus unterschiedlichen Spektralverteilungen zusammengesetzte Lichteindrücke den gleichen Farbeindruck hervor, nennt man das Metamerie. Dies und das Spektrum selbst wurden zum ersten Mal von Isaac Newton, 1618-1700, beschrieben. In den verschiedenen Sprachen haben unterschiedliche Farben eigene Vokabel (im Deutschen z. B. Violett, Blau, Grün, Gelb, Orange, Rot, Rosa, Braun - andere Farben werden zugeordnet, z.B. Indigo zu Blau; s. a. u. Alltagssprachlich werden auch „schwarz“ und „weiß“ wie Farbadjektiva verwendet.) Manche „Farben“ sind nicht nur von der Lichtquelle, sondern auch von der Oberflächenbeschaffenheit abhängig (und deshalb auf dem Bildschirm nicht darstellbar; z. B. die metallisch glänzenden Metallisé-Farben wie Silber).

* Subjektives Eigengrau: „Farbe“ beim Schließen der Augen ohne direkten Lichteinfall

* Sieben Spektralfarben: Fällt das Sonnenlicht durch ein Prisma (z. B. im Regenbogen), entstehen durch Zerlegung des Lichts die an sich kontinuierlich verlaufenden Spektralfarben (zur Darstellung s. Abb. 1/9). Die gängigen Bezeichnungen Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo, Violett (Schwarz und Weiß sind Helligkeitszustände) geben jedoch weniger physikalische Verhältnisse als den Farbeindruck wieder. Farben, deren Mischung Weiß ergibt, lassen sich in einem Kreis darstellen, auf dem die Komplementärfarben (= bunte Farben, deren Mischung eine unbunte „Farbe“, nämlich Weiß, ergibt) gegenüberliegen. Zum Teil sind sie über den Hautsinn auch als Wärme rezipierbar. Im Gelb-Orange-Bereich kann der Mensch besser differenzieren als im Blau-Violett-Bereich. Man unterscheidet drei

* Dimensionen einer Farbe:

Diese drei Dimensionen und der subjektive Eindruck werden berücksichtigt im leicht geneigten

* Doppelkegelmodell des Marinestabs- und Augenarztes Hans Podestá (1871-1953), bei dem Gelb etwas höher als Blau liegt, da es bei gleichem Weißanteil subjektiv heller erscheint (aufbauend auf einem dreidimensionalen Farbkörper des deutsch-baltischen Chemikers Friedrich Wilhelm Ostwald, 1853-1932, Nobelpreis 1909). Prinzipiell sind um den Basiskreis die Spektralfarben angeordnet. Der Weiß- bzw. Schwarzanteil nimmt gegen die beiden Spitzen des Doppelkegels hin zu (= die Farben werden heller/dunkler). Der Grauanteil nimmt gegen den Mittelpunkt / die Mittelachse hin zu: Die Farben erscheinen am Rand optimal satt, in der Mitte verwaschen und diffus.
Vgl. Farbmodelle (1.2.7.8)

Abb. 1/11: Podestá'sches Doppelkegelmodell (© Thomas Knob)

* Theorien zum Farbensehen: Aus der Drei-Komponenten-Theorie von Thomas Young (1773-1829) und Hermann von Helmholtz (1821-1894, der jede Wahrnehmung als Prozess unbewusster Rückschlüsse ansah und auch die Geschwindigkeit von Nervenimpulsen gemessen hat) - sie beschreibt „trichromatisches Sehen“ durch Zapfen (wenige „Kurzwellen-“, mehr als 10x so viele „Mittelwellen-“ und noch mehr „Langwellenzapfen“) für rotes (562 Nanometer), grünes (535 Nanometer) und blaues Licht (430 Nanometer) - entstand die Gegenfarbentheorie von Ewald Hering (1834-1918), die mit dem Zustandekommen eines Fernsehbildes verglichen werden kann: aus nur vier Gegenfarbenzellen (rot/grün, blau/gelb) ergibt sich durch On-/Offschaltung (inhibitorische / exzitatorische Weiterleitung) eine Mischung, die uns die unterschiedlichsten Farben erleben lässt. Die Neurophysiologie bestätigte später, dass die drei verschiedenen Zapfentypen im Auge (auf der Rezeptorebene), die jeweils für kurz- (blau), mittel- (grün) und langwellige (rot) Lichtstrahlen sensibel sind, Impulse zur Weiterverarbeitung an die nachgeschalteten neuronalen Farbkanäle leiten (in die neuronale Ebene).

Aufgrund genetischer Veränderungen kann (nur bei Frauen) statt trichromatischem Sehen tetrachromatisches Sehen auftreten. (Tetrachromasie erlaubt - statt „nur“ 10 Million - die Unterscheidung von ca. 100 Millionen unterschiedlicher Farbtöne.) Ebenfalls durch (rezessive) Genveränderungen (fast nur bei Männern, die kein zweites X-Chromosom als Kompensation für ein geschädigtes haben und daher diesen Defekt nicht an ihre Söhne vererben können) entsteht die dichromatische Farbenblindheit (s. o. und u.). Bekannt sind auch ganz normale unterschiedliche Farbwahrnehmungen derselben Reizgrundlage (vgl. Link über das bekannte "Kleid im Internet").

* Farbmischung:

Das Auge kann nicht zwischen monochromatischen Farben (z. B. Regenbogengelb mit ca. 580 nM) und durch Mischung entstandenen Farben unterscheiden. Ex.: Bringt man einen Farbkreisel, der alle Spektralfarben (oder zwei Komplementärfarben) in gleichem Verhältnis enthält, in schnelle Drehung, so ergibt sich ein Seheindruck von Weiß (bzw. wegen meist leichter Verschmutzung der Scheibe Grau). Zwei Nicht-Komplementärfarben ergeben additiv die im Spektrum dazwischen liegende Farbe. (Der verstellbare Farbkreisel wurde vom Schriftsteller Robert Musil, 1880-1942, entwickelt.)

Vgl. arte-Video Welt der Farben

* Farbkontrast: Beleuchtet man im Ex. einen Gegenstand mit rotem Licht, seinen Schatten aber weiß, so erscheint dieser in der Komplementärfarbe Grün, was ähnlich dem Negativen Nachbild (s. u.) erklärt wird. (Farbiger Schatten; zu Kontrast s. a. u.)

* Psychologische Wirkung: Schon lange ist die unterschiedliche psychologische Wirkung von Farben auf den Menschen bekannt (z. B. „beruhigendes Grün“, „aggressives Rot“ etc.) Farben stehen außerdem oft für abstrakte Begriffe (z. B.: Gelb für die Eifersucht, Rot für die Liebe, Schwarz für den Tod, Violett für die Vorfreude, Grün für die Hoffnung etc., etc.) Diese Zuschreibungen sind kulturabhängig (vgl. das in Indien auf Totenfeiern getragene Weiß).
Vgl dazu Symbolik der Farben von Peter Stoeckl und das Lexikon der Farbstoffe

- Kontrast- und Konstanzphänomene:
Die in diesem Abschnitt dargestellten Phänomene beschränken sich nicht allein auf die optische Wahrnehmungsmodalität. Auch bei den anderen Sinnen bis hin zu gesellschaftspolitischen Bereichen finden sich ähnliche Besonderheiten. (Die geringen Unterschiede zwischen Österreichern und den benachbarten Deutschen werden z. B. engagierter diskutiert als die offensichtlichen - und daher kaum problematisierten - zwischen Österreichern und Aborigines.) Im Gegensatz zum Simultankontrast scheint der in Ex.en nachgewiesene Distanzeffekt zu stehen: Lässt man Vpn. von zwei Zahlen die höhere benennen, so nimmt die in Millisekunden gemessene Antwortlatenz zu, wenn der Unterschied klein ist. (Obwohl auch beim Zahlenpaar 9/8 völlig klar ist, welche Zahl die größere ist, braucht man für die Entscheidung etwas länger als z. B. bei 2/7. Die Reaktionszeit ist also umso geringer, je größer der Abstand der Zahlen voneinander ist.)

* Simultankontrast: Darunter versteht man den Kontrast gleichzeitig dargebotener Reize (z. B. subjektive Farbtäuschungen in gewissen Konstellationen oder s. hier). Das überdeutliche Hervortreten der Kontraste benachbarter Reize (die Reizunterschiede werden deutlicher als erwartbar erlebt) ist psychologisch mit einer gewissen Fixierung auf die Unterschiede im Ähnlichen erklärbar, die paradoxerweise stärker ins Gewicht zu fallen scheinen als die, die sofort evident sind.

Die neuropsychologische Grundlage liegt in der Lateralen Inhibition: Die Verbindungen zwischen Sinneszellen und Schaltzellen wirken exzitatorisch (fördernd), wenn sie direkt nach „unten“, inhibitorisch (hemmend), wenn sie seitlich weiterführen. Daher erfolgt eine stärkere Hemmung einer schon von einem stärkeren Reiz gespeisten Sinneszelle in ihrer Wirkung auf eine seitlich nebenliegende, noch von einem schwächeren Reiz gespeisten Zelle. (In Abb. 1/13 wird die laterale Inhibition einer von einem „+5-Schwarz-Rezeptor“ gespeisten Schaltzelle mit -1, die von einem „+10-Weiß-Rezeptor“ mit -2 angenommen. So entstehen an der Schnittstelle andere Werte als daneben, wenn man aus Vereinfachungsgründen annimmt, dass jeder Rezeptor mit genau 1 Schaltzelle exzitatorisch und 2 - den rechts und links benachbarten - Schaltzellen inhibitorisch verbunden ist.)

* Sukzessivkontrast: Dieser Begriff bezeichnet den Kontrast hintereinander dargebotener Reize, z. B. folgendes, bereits um 1000 n. Chr. von Alhazen (965-1040; Abu Ali al-Hasan ibn al-Haitham / أبو علي الحسن بن الهيثم beschriebene Phänomen.

          Negatives Nachbild:

Vgl. Ex zum Negativen Nachbild (4. Folie 30 sec starr ansehen, dann auf eine weiße Wand blicken)

* Konstanzphänomen: Durch die Konstanzleistungen wird eine Desorientierung im Sinnendatenchaos verhindert. Gleichartiges (gemeint sind Helligkeitszustände, Formen, Farben, Größen und Kontraste) wird auch unter verschiedenen Bedingungen, die aufgrund der Erfahrung miteinberechnet werden, als gleichartig erlebt. Wir beurteilen einen Wahrnehmungsinhalt nicht nur nach seiner Abbildung auf der Netzhaut oder anderen Rezeptoren, sondern gemäß unseren zusätzlichen, erlernten Informationen. (Deshalb erscheinen uns Menschen, die wir aus dem 20. Stock über die Straße gehen sehen, nicht in Ameisen-, sondern in Menschengröße.) Das Emmert'sche Gesetz (nach dem Schweizer Ophthalmologen Emil Emmert, 1844–1911) quantifiziert diesbezüglich den Zusammenhang zwischen der Bildgröße eines Objektes auf der Netzhaut und der wahrgenommenen Größe bei zunehmender Entfernung: G ≈ w · e (die wahrgenommene / scheinbare / visuelle Größe ist proportional dem Produkt aus Winkelgröße und Entfernung). Gemeinsam ist allen Konstanzphänomenen, dass das Gehirn Veränderungen kompensiert und so eine automatische Korrekturfunktion übernimmt. (Vgl. a.  u.).

Vgl. Ex.: Das Weiß der Seiten eines Buches wäre in der Dämmerung objektiv dunkler als das Schwarz der Buchstaben im Sonnenlicht, wird aber in beiden Fällen als Weiß identifiziert. (Vgl. dazu im folgenden Video die Minuten 10:56 bis 12:08, wo dies eindrucksvoll demonstriert wird).

Die Konstanzleistungen können verloren gehen, wenn der Bezugsrahmen wegfällt (wie wir auch sonst ohne Bezugsrahmen in unserer Wahrnehmung unsicher oder hilflos werden). Vgl. dazu Ex. von August Kirschmann (1860-1932; promovierte bei Wundt): Hinter einer nur einen kleinen Ausschnitt freigebenden Abdeckung wird ein ursprünglich z. B. weißer Gegenstand rot beleuchtet. Er erscheint nun durch das Fenster rot, bei Entfernung der Abdeckung aufgrund der Kontrast- und Farbkonstanz jedoch wieder weiß, obwohl objektiv derselbe Seheindruck vorliegt. Grund: Ohne Vergleichsparameter und Kontextualisierung funktionieren unsere Wahrnehmungssysteme nicht mehr zufriedenstellend.

- Optische Täuschung:
vgl. Top 10 Illusions, die im Internet kursierende PowerPoint Präsentation „Optische Phänomene“, Optical Illusions oder „Optische Täuschungen - Illusions“, die zahllose, oft animierte Beispiele bringen.

Manchmal erscheinen Wahrnehmungsinhalte subjektiv anders, als es der objektiven Wirklichkeit entspricht (z. B. gleichgroße Kreise als verschieden groß, Farben und Bewegung in schwarz-weißen, ruhigen Bildern o. ä.). Dies nennt man optische Täuschung. Man kann sich ihr nicht entziehen. Einige Täuschungen werden z. B. von schizophrenen Personen nicht gesehen (Beispiel: Tilt-Illusion). Die Architektur berücksichtigt manchmal optische Täuschungen bewusst, um den gewünschten Eindruck zu erzielen. (Beispiel: Parthenon-Tempel auf der Akropolis, der deswegen „gerade“ erscheint, weil er mit einer leichten Krümmung gebaut wurde.)

Die bekanntesten Täuschungen sind die Wundt-T., eine Variante der Hering'sche T., die Müller-Lyer'sche T. (nach Franz Carl Müller-Lyer 1857-1916), die Oppel'sche T. (nach Johann Joseph Oppel, 1815-1894, der den Begriff geometrisch-optische Täuschung prägte; unterteilte Strecken erscheinen länger als gleichlange, nicht unterteilte Strecken), die Ehrenstein-Orbinson'sche T. (nach Walter Ehrenstein, 1899-1961, und William Orbinson, 1912-1952), die Zöllner'sche T. (nach Johann Karl Friedrich Zöllner 1834-1882), die Ebbinghaus-Illusion (nach Hermann Ebbinghaus, s. u.), die Poggendorf'sche T. (nach Johann Christian Poggendorf 1796-1877), die Sander'sche T. (nach Friedrich Sander 1889-1871), das Hermann-Gitter (von Ludimar Hermann, 1838-1914), die Ames'schen Perspektivtäuschungen (Ames'sches Fenster, Ames'scher Raum; nach Adelbert Ames jr. 1880-1955; eine ähnliche Verzerrung bewirkt der Beuchet-Stuhl - nach Jean Beuchet, 1914-2019, - bei dem aus passender Perspektive die sitzende Person weit kleiner als die nebenstehende wirkt; s. Folie 8) u. v. a. m.

Ex.: Unter diesem Link lassen sich einige eindrucksvolle Täuschungen betrachten.

              

Abb. 1/14: Links sollen neun Personen erkannt werden / Rechts erzeugt das Auge Farben, wo gar keine sind

Eine einheitliche Theorie zur Erklärung aller Täuschungen ist nicht möglich, es gelten aber folgende

          Beobachtungen:

* Das Wissen um die Täuschung ist wirkungslos.

* Wahrnehmungsinhalte beeinflussen einander wechselseitig.

* Das Netzhautbild allein ist für die Wahrnehmung nicht entscheidend.

* Reizkonfigurationen können unterschiedlich interpretiert werden

• z. B. bei den sog. Umspringbildern (Kippbildern): Ein Bild kann auf zwei verschiedene Arten gesehen werden (bistabile Wahrnehmung) - siehe z. B. das Logo der Olympischen Spiele in Paris 2024 (Gesicht der Marianne / Olympische Flamme / Goldmedaille; s. Link) oder die nachfolgenden Abbildungen: der Necker-Würfel Richtung rechts oben oder links unten, wenn alle 12 Kanten geometrisch gezeichnet sind (1), die Boring-Bilder (z. B. hier „My Wife and My Mother-In-Law“ - 2 -, nach einem älteren Sujet ausgearbeitet von William Ely Hill, 1887-1962, und in Psychologiekreisen popularisiert von Edwin Boring, 1886-1968; s. a. u.), die Rubin'sche Vase (3; nach dem dänischen Psychologen Edgar Rubin, 1886-1951; manchmal Peter-Paul-Pokal genannt) bzw. eine Variante der Necker-Täuschung (4; nach dem Schweizer Physiker Louis Albert Necker, 1786-1861). Auch viele Zeichnungen von Maurits Cornelis Escher (1898-1972; vgl. Video_Doku) oder andere durch objektiv gleiche Stimuli hervorgerufene unterschiedliche Erlebnisse (vgl. Link1 oder Link2) beruhen auf diesem Prinzip.

(1)         (2)

Abb. 1/15a: Umspringbilder (Kippbilder): Würfel von links vorne oder rechts unten? (1) / Alte oder junge Frau? (2)

(3)                            (4)

Abb. 1/15b: Umspringbilder (Kippbilder): Gesichtsprofile oder Säule? (3) / 7 oder 6 sichtbare Würfel? (4)

* Oft wird Dreidimensionalität in zweidimensionalen Zeichnungen vorgetäuscht (z. B. bei manchen Escher-Bildern, der bekannten Penrose'schen Treppe - nach Lionel Sharples Penrose, 1898-1972, bzw. seinem Sohn Roger Penrose, *1931, und anderen „Unmöglichen Figuren“), oft werden Konstanzphänomene, Erfahrungswerte oder erlernte Perspektiven bzw. secondary cues ausgenützt (z. B. bei der Ponzo- oder „Schienentäuschung“ (Mario Ponzo 1882-1960) oder der Ehrenstein'schen T. (Walter Ehrenstein 1899-1961).

- Tiefensehen:
Der dreidimensionale Seheindruck (räumliches Sehen, Tiefensehen) entsteht durch

* Akkomodation (s. o.)

* Konvergenz: Die Sehachsen treffen einander durch Drehung der Augäpfel im scharf gestellten Punkt; sie sind umso paralleler, je weiter dieser entfernt ist. (Konvergenzfehler: Strabismus = „Silberblick“, Schielen)

* Secundary cues (erlernte Distanzhinweise): Oberflächenbeschaffenheit, dunstige Atmosphäre, Perspektiven, Beleuchtung, bekannte Daten etc.

* Lateraldisparation: Die Querdisparation wird wirksam, wenn sich nach einigen Metern Akkomodation und Konvergenz kaum noch ändern. Innerhalb gewisser Netzhautareale (der Panum'schen Empfindungskreise, eig. -ellipsen; nach Peter Ludvig Panum 1820-1885) wird eine sukzessive Reizung in horizontaler Richtung (da die Augen nebeneinander liegen) nicht als Doppelbild oder Bewegung, sondern als Tiefeneindruck wahrgenommen. Ex.: Durch Druck auf den Augapfel entfernen sich die Areale zu weit voneinander, sodass Doppelbilder entstehen.

* Ex. „Umkehrbrille“, durchgeführt 1950 an der Universität Innsbruck von Theodor Erismann (1883-1961) und Ivo Kohler (1915-1985): das Leben mit einer rechts / links bzw. oben / unten vertauschenden Prismenbrille ist nach einigen Wochen problemlos möglich. Die Rückumstellung erfolgt schneller. Daraus folgt, dass die Raumvorstellung des Menschen nicht unabänderlich, ein Umlernen möglich ist (vgl. Video 1 = Video 2).

* Ex. „Visuelle Klippe“, durchgeführt 1960 von Eleanor Jackie Gibson (1910-2002) und Richard D. Walk (1920-1999): überdeckt man einen Abgrund mit einer Glasplatte, weigert sich ein Kleinkind, auch wenn es das Glas fühlen kann, die visuelle Klippe (vgl. Video) zu überkrabbeln (funktioniert auch bei Tieren). Tiefenwahrnehmung und räumliches Sehen wurden so schon im ersten Lebensjahr nachgewiesen.

Zur dreidimensionalen Wirkung mancher Muster vgl. 3D-Bilder - Stereogramme und Beispiele zum Betrachten: Stereogram Gallery

- Bewegungssehen:
* Definition: Werden Rezeptoren rasch hintereinander (sukzessive) gereizt, erlebt man dies als Bewegung. (Einzelbilder müssen den sog. Moment unterbieten, s. u.)

* Ursache: Ein Bewegungseindruck entsteht entweder durch Bewegung des Kopfes (die Netzhaut „streicht“ über die Objekte) oder durch Bewegung der Außenwelt (die Objekte „streichen“ über die Netzhaut). Dies kann durch Erfahrung und die Rückmeldung über die Kopf- oder Augenbewegung auseinandergehalten werden. Das Gehirn greift - wie immer - dauernd in unsere Wahrnehmung ein (vgl. verkehrtes Netzhautbild, Blinder Fleck, etc.) Fällt der Bezugsrahmen jedoch weg, kommt es zu Bewegungstäuschungen.

Exe.: Zwei-Züge-Täuschung (ohne Fixpunkt lässt sich nicht entscheiden, ob der eigene Zug oder der gegenüberliegende in Bewegung ist), die Mach'sche „Hexenschaukel“ auf Jahrmärkten (bei der sich das Haus um den Beobachter dreht, was das Gehirn als nicht möglich detektiert, sodass Schwindelgefühle folgen, als ob sich die Person selbst drehen würde; nach Ernst Mach 1888-1900; vgl. das Buch von Boris Goesl, *1982?, u. a., Zum Planetarium. Wissensgeschichtliche Studien; Fink-Verlag 2018).

Vorgetäuschte Bewegung wird auch beim durch den Stroboskopeffekt hervorgerufenen Phi-Phänomen (beschrieben von Max Wertheimer, 1880-1943) erzeugt: z. B. entsteht eine Scheinbewegung, wenn Lichtpunkte auf Reklametafeln „springen“. (Adhémar Maximilian Maurice Gelb, 1887–1936, entdeckte in einem Ex. das Tau-Phänomen, nach dem 2 von 3 Punkten, die alle voneinander denselben Abstand haben, dann als einander näher stehend wahrgenommen werde, wenn das zeitliche Intervall ihrer Darbietung kürzer ist.) Bewegungstäuschungen treten auch in verschiedenen anderen Situationen auf, z. B. beim Film (s. u.), als Autokinetischer Effekt, wenn kleine Lichtpunkte - nystagmusbedingt (s. o.) - vor dunklem Hintergrund als bewegt erscheinen, als Induzierte Bewegung, wenn z. B. ziehende Wolken den Mond bewegt erscheinen lassen, oder s. hier oder hier. Sie können auch durch eine „Überforderung“ der Netzhaut bedingt sein wie im folgenden Ex.: Blickt man etwas länger auf einen Wasserfall und bewegt die Augen danach z. B. auf eine ruhende Baumgruppe, scheint diese von unten nach oben zu „steigen" (motion aftereffect) oder bei der Abb. 1/16, die Drehbewegungen vortäuscht:

Abb. 1/16: Scheinbewegung (photographiert im Wiener Haus der Mathematik)

AKUSTISCHE WAHRNEHMUNG, RAUMLAGESINN - DAS OHR

Vgl. Hearing (Audition), Akustische Phonetik (Universität München) bzw. Hörzentrum Oldenburg oder Online-Hörtest

- Aufbau und Funktion der Ohren:
Vgl. Das Ohr

* Binauralität (Zweiohrigkeit): Abgesehen von der Redundanz (die Dysfunktionalität nur eines Ohres bewirkt noch keinen Hörverlust) bewirkt die Doppelausstattung einen Stereoeffekt und ermöglicht das Richtungshören, das aufgrund des zeitlichen Unterschiedes des Eintreffens des Reizes zwischen linkem und rechtem Ohr funktioniert. (Vgl. Ex.: Festlegen der Windrichtung durch Drehung des Kopfes und Beobachtung des Höreindruckes). Phylogenetisch sind unsere Ohren aus Druckrezeptoren (wie sie bei Fischen als niederfrequente Strömungsdetektoren funktionieren; trommelfellartige Membranen gibt es bereits bei Amphibien) entstanden.

* Außenohr (Ohrmuschel - Aurikel und sichtbarer Gehörgang): dient dem besseren Einfangen der Schallwellen

* Mittelohr: Hier existieren Verbindungen zur Eustachi'schen Röhre (nach Bartolomeo Eustachi, ca. 1500/20-1574) und zum Nasenraum. Das Trommelfell verstärkt die Schallwellen; Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel, zusammen die Ossikel) leiten die Wellen mittels Vibration durch das Ovale Fenster ins

* Innenohr: Hinter dem Mittelohr existiert ein häutiges Labyrinth aus Sacculus, Utriculus, den Bogengängen und der Schnecke (Cochlea), in der sich eine Flüssigkeit, Sinneshärchen und die Basilarmembran, deren jeweilige Konfiguration den Höreindruck kodiert, mit dem reizaufnehmenden Corti'schen Organ (nach Alfonso Corti, 1822-1876) befinden. Über die gekreuzte Hörbahn (je Hörnerv einige Tausend Fasern, die zu den schnellsten Nervenzellen zählen), auf der das Synapsenzentrum des Olivarkomplexes passiert wird, gelangt der Eindruck ins Gehirn (zunächst in den primären Hörkortex).

 Abb. 1/17: Aufbau des menschlichen Ohres: (Abbildung aus http://www.interton.de; dort auch Video)

- Daten:
* Hörbereich des Menschen (vgl. Online-Hörtest): Nach Erreichen einer Mindestlautstärke hören wir Tonhöhen im Frequenzbereich von höchstens 16 bis 16 000 Hz (Luftschwingungen pro Sekunde). Bereits ab dem 15. Lj. sind Einbußen (Presbyakusis; 60 J.: 5000 - 8000 Hz) zu verzeichnen. Tiere hören tw. weit besser als Menschen (Delphin: 150 bis 150000 Hz., Hund: 15 bis 50000 Hz, Katze: 50 bis 65000 Hz). Die Lautstärke eines Schalls hängt von der Amplitude ab. Maßzahlen sind Dezibel (dB - objektiv; 1 Bel - benannt nach Alexander Graham Bell, 1847-1922 - kennzeichnet den dekadischen Logarithmus des Verhältnisses zweier Größen der gleichen Art bei Pegeln und Maßen, in diesem Fall 2mal log aus Tonschalldruck gebrochen durch Schalldruck der Absolutschwelle) oder Phon (subjektiv; auf einer Schallskala würden Isophone jene Töne verbinden, die als gleichartig empfunden werden, nicht solche, die objektiv gleich sind). Die Schallstärke ist dem Quadrat des Schalldrucks proportional. (Ein sehr intensiver Hörreiz wird irgendwann zu einem Schmerzreiz.)

* Gesang: 100 bis 10000 Hz (Bass bis Sopran), Sprechbereich 150 bis 8000 Hz

* Anzahl der unterscheidbaren Töne: ca. 2000, Geschulte (z. B. Musiker) schaffen mehr. Manche Menschen besitzen ein absolutes Gehör oder Tonhöhengedächtnis, das sie in die Lage versetzt, jeden beliebigen Ton ohne Hilfsmittel oder Bezugstöne identifizieren zu können. Diese Fähigkeit ist nur bedingt (unter 6 Jahren) erlernbar, meist aber angeboren. Der Embryo hört mit 20 Wochen, ab der 8. Schwangerschaftswoche kann er auf unterschiedliche Töne unterschiedlich reagieren.

- Tonmischung:
* Weißes Rauschen: Zufallsmischung aller Frequenzen (Begriff analog zur Farbmischung; Bspl.: alte TV-Geräte ohne Sendereinstellung)

* Obertöne: Dieser Begriff bezeichnet mitschwingende ganzzahlige Vielfache der (tieferen) Grundtöne. Die meisten Schallquellen produzieren keinen einheitlichen, sondern einen zusammengesetzten Ton. Konstante Oberschwingungen, die den Charakter eines Schallereignisses prägen, heißen Formanten. Der Glockenschlag besteht nur aus Obertönen (Residuumphänomen).

* Eindruck: Als angenehm werden ganzzahlige Mischungen (akustische Harmonien) z. B. Oktave: 1:2; Quint: 3:2; Quart: 3:4; Septime 8:15 etc. empfunden. Schallereignisse haben je nach ihren Obertönen und anderen Variablen unterschiedliche Ausdruckswirkungen, die von Werner Herkner (*1948?) nach den Dimensionen Lust - Unlust, Ernst - Heiterkeit und Ruhe - Aktivierung systematisiert wurden.

Die Anmutungsqualität von Lauten wurde von folgendem Ex. untersucht: Sollen Vpn. verschieden lautende Phantasiewörter vorliegenden eckig oder rund gezeichneten Formen zuordnen, so unterscheiden sich ihre Ergebnisse signifikant: 90% der Vpn assoziierten die Lautfolge „takete“ eher mit spitzen, die Lautfolge „maluma“ eher mit runden Körpern (Signifikanz erst ab der Pubertät; s. a. u.).

- Hydrodynamische Hörtheorie (Wanderwellen-, Dispersionstheorie):
1960 entwickelt vom Ungarn Georg von Békésy (1899-1972, Nobelpreis 1961). Sie löste die Schallbildtheorie von Ernst Julius Richard Ewald (1855-1921; sie verglich die Vorgänge im Ohr mit den Mustern, die auf einer mit Sand bestreuten Platte entstehen, die durch einen Ton in Schwingungen versetzt wird) und die Resonanztheorie von Hermann von Helmholtz (eine Einortstheorie; sie verglich die Basilarmembran mit den Saiten einer Harfe und wurde durch die Habilitationsschrift von Otto Friedrich Ranke, 1899-1959, zur „Gleichrichter-Resonanztheorie“ erweitert) und einige weitere widerlegte Theorien ab.

Auch die Dispersionstheorie ist eine Einorttheorie: Die Schallwellen (Schwingungen von Luftmolekülen) werden in Abhängigkeit von ihrer Wellenlänge zerlegt (Dispersion, Frequenzauftrennung im Innenohr). Elastizität und Massendichte der Basilarmembran, auf der durch die in der Lymphflüssigkeit der Cochlea sich fortbewegenden Schallwellen frequenzspezifische stehende Wellen erzeugt werden, bestimmen - analog einer in Schwingungen versetzte senkrecht hängende Kette, deren unteres Ende sich in einem mit Wasser gefüllten Behälter befindet - den Ort der Maximalamplitude hoher bzw. tiefer Töne, wobei jedem Ton ein Reaktionsgebiet entspricht. Je größer die Elastizität und je geringer die Massendichte, desto größer die Leitungsgeschwindigkeit - und umgekehrt.

- Das Ohr als Gleichgewichtsorgan / Vestibularorgan:
* Physiologie des Gleichgewichtssinnes: Im Innenohr befinden sich drei Bogengänge, die (den dreidimensionalen Raum kopierend) aufeinander normal stehen und mit gallertartiger Flüssigkeit (Endolymphe), die an Sinneshärchen streift, gefüllt sind. Durch die Bewegungen des Kopfes gerät die Flüssigkeit in Bewegung und kommt nach dem Trägheitsgesetz erst einige Zeit nach seinem Stillstand zur Ruhe. Dadurch entsteht ein Schwindelgefühl. Man unterscheidet organischen Schwindel (physiogen) von funktionellem Schwindel (psychogen). Die Erforschung dieses Vestibularapparates erfolgte durch den ersten österreichischen Medizinnobelpreisträger (1914), Robert Bárány (1876-1936).

* Sinn für die Lage des Kopfes im Raum: befindet sich ebenfalls im Innenohr: zwei winzige Kalkkristalle (Otolithe) in Utriculus und Sacculus (zwei säckchenartige Gebilde im Innenohr) reizen Sinneshärchen, wenn der Kopf bewegt wird. Die Wahrnehmung der Lage des Körpers im Raum (und die der Stellung der einzelnen Körperteile zueinander) nennt man Propriozeption. Sie ist zusammen mit Millionen Sensoren der Viszerozeption (Wahrnehmung der Körperorgane) Teil der durch Organellen vermittelten Interozeption (im Gegensatz zur Exterozeption, der Wahrnehmung der Außenwelt). Die Gesamtheit der Bewegungsempfindungen in Verbindung mit Lage, Spannung, Stellung im Raum und die subliminale Steuerung und Kontrolle von Körperteilen wird kinästhetischer Sinn genannt.

OLFAKTORISCHE WAHRNEHMUNG - DIE NASE

Vgl. Seite über das Riechen, Smell (Olfaction)

- Allgemeines:
Der Geruchssinn dient der Ortung und Beurteilung von Nahrung, Territorien und Feinden (hier ist der Mensch vielen Tieren unterlegen) sowie der Erkennung der Pheromone (chemischer Signale bzw. Sexuallockstoffe von Artgenossen), die ein für die Paarung kompatibles Immunsystem signalisieren, das beim Menschen jedoch oft durch artifizielle Gerüche wie Parfums überlagert wird. (Dieses Tatsache wird - ein mechanistisches Menschenbild voraussetzend - manchmal als Grund für missglückte Partnerwahlen angeführt.) Gerüche werden auch intentional, z. B. in der Werbung, manipulativ eingesetzt. Für die Erforschung des olfaktorischen Systems erhielten Richard Axel (*1946) und Linda B. Buck (*1947) 2004 den Medizin-Nobelpreis. Sie entdeckten unabhängig voneinander, dass jedes Neuron nur einen Rezeptortyp ansteuert. Gleichartige Rezeptoren sind auf der Riechschleimhaut nach dem Zufallsprinzip verteilt, werden aber im Bulbus olfactorius (einem unterhalb des Frontalhirns liegenden vorgestülpten Gehirnteil, dessen Aufgaben über das Olfaktorische hinausreicht; s. u.) an derselben Stelle wahrgenommen. So generiert das Gehirn eine aus den verschiedenen Schleimhautbereichen zusammengesetzte Empfindung.

- Geruchstheorien:
* Biologie: Die olfaktorische Wahrnehmung erfolgt über eine Differenzierung des Epithels der oberen Nase (die auch als Teil der Atmungsorgane täglich ca. 20 000 Liter Luft filtern, erwärmen und befeuchten muss). Beteiligt am Riechen sind das olfaktorische (der obere Bereich der beiden Nasenhöhlen in der sogenannten Riechzone - Regio olfactoria - oder Riechschleimhaut) und das nasal-trigeminale System. Pheromone werden über das nach dem dänischen Chirurgen Ludwig Levin Jacobson (1783–1843) benannte Jacobson- oder Vomeronasalorgan in der Nasenhöhle aufgenommen. In der Nasenschleimhaut zählte man ca. 10 Mio. säulenförmige Riechzellen, die es ermöglichen, die Duftstoffe mit ca. 350 verschiedenartige Rezeptoren, die sich auf Zilien, also feinen, auf den Riechzellen sitzenden Härchen (die von Schleim umhüllt sind, der die Geruchsmoleküle auflöst, um ein Andocken an die Rezeptoren zu ermöglichen) befinden, wahrzunehmen.

Da Gerüche im Gegensatz zu den anderen Wahrnehmungsformen ipsilateral verarbeitet werden (das rechte Nasenloch von der rechten Gehirnhälfte, das linke von der linken) und damit nicht über den Thalamus laufen, sondern über Geruchsfäden im Siebbein ins Limbische System geleitet und dort abgespeichert werden, bleiben sie meist unbewusst und werden oft mit früher Erlebtem assoziiert. (Sie können sogar als Trigger für PTSD - s. u. - fungieren.)

Man unterscheidet Makrosmaten (gute Riecher, z. B. Hunde) von Mikrosmaten (schlechte Riecher, z. B. Menschen) und Anosmaten (ohne Geruchssinn, z. B. Vögel). Unter Dysomien versteht man Riechstörungen (haben sie ihre Ursache in Fehlfunktionen des Riechkolbens, spricht man - im Unterschied zu den durch äußere Ursachen bedingten peripheren - von zentralen Dysomien). Eine COVID 19-Infektion kann den Geruchssinn (auch den Geschmackssinn) vorübergehend oder für lange Zeit außer Kraft setzen.

* Stereochemische Geruchstheorie: Nach John E. Amoore (1930-1998) passen die aufsteigenden Moleküle in die Rezeptoren wie ein Schlüssel ins Schloss und bewirken nach einer chemoelektrischen Transduktion (Umwandlung des chemischen Reizes in ein elektrisches Signal) einen Geruchseindruck, der ipsilateral (aus Platzmangel kann keine Überkreuzung mehr stattfinden) zum Riechkolben (Bulbus Olfactorius) und weiter ins Riechhirn (Rhinencephalon) weitergeleitet wird. Auch der Gesichtsnerv Nervus Trigeminus kann in der Nasenhöhle (nasal-trigeminal) über seine freien Endigungen (nicht über eigene Sinneszellen) flüchtige Substanzen in Empfindungen wie brennend, stechend, beißend, kühlend sowie in der Mundhöhle (oral-trigeminal) flüchtige und nicht-flüchtige Substanzen in die Empfindungen scharf, prickelnd, kühlend umsetzen. (Die Nähe zur haptischen Wahrnehmung, s. u., ist offensichtlich.) Zu neueren Entwicklungen s. o.

- Einzelne Gerüche:
* Duftstoffe: Der Geruchssinn (als chemischer Sinn) erlaubt die Verarbeitung zahlloser flüchtiger chemischer Substanzen, deren Moleküle in das Riechsystem eindringen können. Nur sieben der Chemischen Elemente besitzen in ihrer Reinform einen Geruch: Fluor, Chlor, Brom, Jod, Phosphor, Arsen und Sauerstoff (als Ozon; z. B. vor Regengüssen oder wenn O3 aus Eisbergen entweicht riechbar). Die Duftstoffe müssen wasserlöslich und gasförmig sein, um umgewandelt werden zu können. Ex.: 1 Millionstel Milligramm Vanille pro 1 Liter Luft genügt, um einen Riecheindruck hervorzurufen. Menschen (Frauen etwas mehr als Männer) können nur wenige Einzelgerüche (und zahllose Kombinationen) wahrnehmen:

Andere Gerüche (Aromen) sind Mischungen, sodass dem Menschen ca. 100 000 (manche Schätzungen liegen weit höher) verschiedenartige Eindrücke möglich sind.

GUSTATORISCHE (GESCHMACKS)WAHRNEHMUNG - DIE ZUNGE

Vgl. Taste (Gustation)

- Biologie und Funktionsweise:
Die Rezeptoren auf der Zunge heißen Geschmackspapillen (Schleimhautstrukturen mit Erhebungen), deren Anzahl etwa bei 100 liegt. Sie tragen 5 bis 150 birnenförmige Geschmacksknospen - pro cm² können über 1000 Knospen vorhanden sein -, an deren oberem Ende bis zu 100 Geschmacksporen das Eindringen der zu verarbeitenden chemischen Substanzen ermöglichen. Diese nicht neuronalen Geschmackszellen erneuern sich alle 10-30 Stunden laufend. Die nervösen Elemente liegen unterhalb der Geschmacksknospen. Manche Menschen (sogenannte Supertaster) weisen eine erhöhte Geschmackssensitivität auf.

Der Geschmackssinn funktioniert meist im Zusammenspiel mit anderen Sinnen, v. a. mit dem Geruchssinn und dem optischen Sinn. (Vgl. folgende Ex.e: Die Geschmacksrichtung eines gelben Himbeersafts wird seltener bzw. langsamer erkannt als die eines - erwartbaren - roten. / Die Trefferquote sinkt, wenn die Nase zugehalten wird.) Auch ein etwaiges Hungergefühl und Sprache beeinflussen die gustatorische Wahrnehmung. (So versucht die Werbung „Geschmacksverbesserungen“ zu erzielen, indem sie den Produktverpackungen Wörter beifügt, die passende Eigenschaften insinuieren; z. B. „tropical“, „tasty“)

- Geschmacksrichtungen:
Die Geschmacksknospen lassen vier Geschmackseindrücke zu, von denen man (v. a. David Pauli Hänig, 1863-1920, dessen Arbeiten später verzerrt dargestellt wurden) lange annahm, sie seien nicht überall auf der Zunge in der gleichen Weise möglich. Ex.: Wenn man etwas Salz auf die Zungenspitze aufträgt, kann man den Geschmack nur schwer identifizieren.

Nach neueren Forschungen (v. a. durch Linda May Bartoshuk, *1938) sind die Rezeptoren nicht der Reihenfolge nach auf der Zunge von vorne nach hinten angeordnet, sondern über die gesamte Zunge verteilt. Die Zungenmitte ist geschmacksunempfindlicher als die Ränder. Außerdem gebe es mit umami (japanisch für würzig, schmackhaft; detektiert z. B. Glutamat) und fettig zwei weitere Geschmacksrichtungen.

HAPTISCHE WAHRNEHMUNG - DIE HAUTSINNE

Vgl. Video zur haptischen Wahrnehmung der Universität Regensburg von 1982 und Touch (Somatosensation)

- Allgemeines:
Die Haut (δέρμα) ist das größtes Sinnesorgan (ca. 2 m², ca. 20-25% des Körpergewichts). In 1 cm² Haut (besteht aus Oberhaut / Epidermis mit Hornhaut / Cornea, Lederhaut / Dermis, Corium - beides zusammen Cutis - und Unterhaut / Subcutis mit Fettgewebe) befinden sich ca. 4 m Nervenbahnen und 1 m Blutgefäße. Sie hat vielfältige Funktionen: Atmung, Schutz (vor UV-Strahlen, Verletzungen, Kälte etc.), taktiler Sinn, Temperaturregelung über Schweißdrüsen usw. und enthält für folgende Empfindungen

- Rezeptoren:
* Tastsinn: funktioniert über die Tastrezeptoren Meissner-Körperchen und Merkel-Zellen (nach dem deutschen Anatomen und Physiologen Georg Meissner, 1829-1905 und Friedrich Merkel 1845-1919; vor allem in der unbehaarten Haut und an den erogenen Zonen). Zusätzlich erfolgt (wie bei tierischen Schnurrhaaren) über mechanorezeptive Follikel eine Rückmeldung über die Haarstellung.

* Druck: rasche Adaptation durch die in der Subcutis befindlichen Vater-Pacini-Körperchen (nach dem deutschen Anatomen Abraham Vater, 1684–1751, und dem italienischen Anatomen Filippo Pacini, 1812–1883). Beständigen Druck, wie etwa den der Kleidung auf der Haut, nimmt man allmählich nicht mehr wahr. Der Körper ist nicht überall gleich berührungssensitiv, vgl. Ex. (von Ernst Heinrich Weber): Wenn man gespreizte Zirkelspitzen auf die Haut setzt, beträgt der für zwei getrennte Empfindungen notwendige Abstand zwischen 1 mm (auf der Zunge) und 68 mm (auf dem Rücken). Eine Störung der Druckempfindlichkeit nennt man Dysbarognosie (eine leichte Form der Abarognosie; s. u.).

* Temperatur: Die Erforschung des Temperatursinns (Thermorezeption) erfolgte mithilfe von Capsacain (auch in Chili enthalten; auf Englisch nicht zufällig mit dem Epitheton „hot“ bedacht), das in der Lage ist, das Protein TRPV1 (das Kationenkanäle bildet, die Nervenzellen Wärme verspüren lassen) zu kodieren, v. a. durch David Julius (*1955) und Ardem Patapoutian (*1967). Sie identifizierten diverse Sensoren in den Nervenenden der Haut und erforschten die Signaltransduktion der Sensorik (Nobelpreis 2021). Wärme- und (10mal häufigere) Kälterezeptoren nehmen die (Außen)temperatur und ihre Änderungen wahr. 1 cm² Hand kann bis zu 5 Kaltpunkte und 0,4 Warmpunkte enthalten, andere Körperregionen noch mehr (z. B. Lippe: 20 Kaltpunkte) oder auch weniger.

* Schmerz: Schmerz, der nur subjektiv eingeschätzt, aber nicht objektiv gemessen werden kann, wird aufgrund von undifferenzierten Rezeptoren, der freien Enden der sensorischen Nervenbahnen, die als Nozizeptoren (in der Leder- und Oberhaut) Signale an das Gehirn leiten, um durch „Overpowern“ anderer Impulse eine z. T. lebensnotwendige Prioritätsveränderung zu bewirken, wahrgenommen. Solange die physiologische Balance zwischen Erregung und Hemmung stimmt, funktioniert der Schmerz als notwendiges Warnsignal, wird diese (z. B. durch Einnahme von Schmerzmitteln schon bei geringem Anlass, von Alkohol, bei Übergewicht oder unter Stress) gestört, können Schmerzen auch ohne Ursache entstehen, weil sich durch das Anwerfen von Entzündungsmediatoren (Neuroinflammationen) die Schmerzverarbeitung im Gehirn verändert. Kopf-, (Lenden- oder Hals)wirbelsäulen- und Athroseschmerzen treten häufig auch chronifiziert auf. (Zu Kopfschmerzen vgl. hier)

Ex. Phantomschmerz: ein amputierter Teil schmerzt, wenn ehemals dafür zuständige Nerven, deren Enden nicht mehr vorhanden sind (was das Gehirn aber nicht „weiß“), gereizt werden bzw. einander überlappende Kortexareale Interferenzen zeigen. Linderung kann die vom indischen, in den USA tätigen Neurowissenschaftler Vilayanur Subramanian Ramachandran, *1951, erfundene Spiegelbox verschaffen, die dem Hirn vorspielt, dass der fehlende Teil noch vorhanden wäre.)

DIE ZEITWAHRNEHMUNG

Vgl. Psychologie der Zeit

- Allgemeines:
Vorbemerkung: Zeit, in dem Sinne, wie wir sie wahrnehmen, gibt es nicht. Schon Aurelius Augustinus von Hippo (354-430) hat auf die Frage Quid est enim tempus? geantwortet: „Si nemo ex me quaerat, scio; si quaerenti explicare velim, nescio.“ Empirisch erfahrbar ist für uns ausschließlich die Gegenwart. Vergangenheit und Zukunft sind als Erinnerung und Erwartung intrapsychische Phänomene. (Vgl. Friedrich Schiller, 1759-1805: „Dreifach ist der Schritt der Zeit: / Zögernd kommt die Zukunft hergezogen, / Pfeilschnell ist das Jetzt entflogen, / Ewig still steht die Vergangenheit“.) Immanuel Kant (1724-1804) hat Zeit (wie auch Raum) als angeborene Anschauungsform, die denkkategorial die Erscheinungen (Phänomene), aber nicht das „Ding an sich“ erschließen würde, bezeichnet. Außerhalb dieser Kategorie sei ein Denken gar nicht möglich. Die „Wirklichkeit“, wie immer sie „wirklich“ beschaffen sei, werde in unsere kongenitalen Voraussetzungen eingepasst. Albert Einstein (1879-1955) wies nach, dass Zeit geschwindigkeits-, masse- und ortsabhängig sei und als absolute Messgröße des Universums nicht existiere; es habe die „Scheidung zwischen Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft nur die Bedeutung einer, wenn auch hartnäckigen, Illusion“.

- Steuerung:
Die Grundlagen der Zeitwahrnehmung funktionieren nicht bei allen Lebewesen gleich. Beim Menschen erfolgt die Steuerung durch das Gehirn. Entscheidend für die Zeitwahrnehmung scheint die Inselrinde, die auch für die Interozeption - s. o. - verantwortlich ist, zu sein. Auch Basalganglien und der rechte Parietallappen sind beteiligt, aber wohl nicht (wie früher angenommen) der alleinige Sitz der inneren Uhr. Ex.: Ameisen haben eine durch Chinin (Futterbeigabe) beeinflussbare stoffwechselgesteuerte „innere Uhr“.

          Beweise für die Hirnsteuerung:

* Exaktes Aufwachen zu bestimmter Uhrzeit ist ohne Wecker (oft) möglich.

* Relativ exakte Zeitangaben, ohne auf eine Uhr zu sehen, sind (auch nach zufälligem Aufwachen!) möglich.

* Posthypnotische Aufträge (s. u.), die mit einem bestimmten Zeitpunkt verknüpft sind, werden pünktlich erfüllt.

* Substanzen, die auf das ZNS (und damit auch auf das Gehirn) wirken (z. B. Alkohol), beeinflussen auch die Zeitwahrnehmung.

- Psychische Präsenzzeit:
Die psychische Präsenzzeit ist nach William Stern (1871-1938) jene Zeitspanne, in der das Vergangene eben noch bewusst ist, ohne dass eine Gedächtnisleistung in Anspruch genommen werden müsste. Ex.: Jede Sekunde wird eine Ziffer dargeboten. Nach dem unvermuteten, unangekündigten Ende der Darbietung (bewusstes Mitlernen wird dadurch verhindert) müssen die Ziffern von hinten nach vorne aufgeschrieben werden. Die Anzahl der Treffer bis zum ersten Fehler ergibt ungefähr die Dauer der Präsenzzeit (meist 6 bis 12 sec).

- Circadianer Rhythmus:
Der circadiane Rhythmus (darunter versteht die Chronobiologie die Schwankungen innerhalb des Tages, die „innere Uhr“) ist angeboren und bestimmt das Leistungsverhalten. Normalerweise wird er durch den Lichteinfall, der auf den Nucleus suprachiasmaticus und die Zirbeldrüse (das ehemalige Scheitelauge) weitergeleitet wird, gesteuert. Dadurch wird auch über die Veränderungen des Adenosin-, Serotonin- und Melatoninhaushalts der Hormonspiegel und damit die Stimmung beeinflusst. Neben dem Lichteinfall ist auch der Stoffwechsel ein natürlicher Rhythmusgeber. Prinzipiell gilt, dass - genauso wie während des Schlafes - im Laufe des Tages Aktivitäts- und Ruhephasen einander ablösen. (2017 ging der Medizin-Nobelpreis an die US-Amerikaner Jeffrey C. Hall, *1945, Michael Rosbash, * 1944 und Michael W. Young, *1948, für die Erforschung der molekularen Kontrollmechanismen des circadianen Rhythmus.) Einige Korrelate dieser Veränderungen (die individuell unterschiedlich sein können) sind in der folgenden Graphik ausgewiesen:

Abb. 1/18: 24 h-Uhr: Circadianer Rhythmus (© Thomas Knob; zu den Schlafphasen s. o.)

Im sogenannten Bunkerschlaf-Ex. soll überprüft werden, inwieweit die Tagesrhythmizität bzw. deren Periodenlänge unveränderlich sind. Ergebnis: In totaler Abgeschiedenheit (keine Uhr, kein Sonnenlicht oder andere Tageszeithinweise) entwickelt der Mensch einen längeren, etwa 25-Stunden-Rhythmus, wie 1962 der französische Speläologe Michel Siffre (1939-2024; vgl. Interview) in einem zweimonatigen Selbstversuch herausgefunden haben will. (Unbewiesene) Theorie: Es besteht ein Zusammenhang mit der im Laufe der Jahrtausende sich verändernden (allerdings in 50 000 Jahren 1 Sekunde langsamer werdenden!) Geschwindigkeit der Erdrotation.

Vgl. Chronobiologie, ein Biotiming Tutorial, The Circadian Rythm Lab, What makes you tick? und Seiten über Lichttherapie 1 / 2 und Chronotherapy.

- Moment (Nu, Augenblick):
Darunter versteht man die Zeitdauer, die vergehen muss, damit zwei Reize als voneinander getrennt wahrgenommen werden können. Der optische Moment des Menschen liegt bei 1/18 sec und kann sich durch Drogen auf 1/12 sec verlängern. (Vgl.: der Moment ist z. B. bei der Fliege oder beim Kampffisch - 1/30 sec - kürzer, bei der Schnecke mit 1/4 sec. länger als beim Menschen.) Ex.: Ein herkömmlicher (vordigitaler) Film besteht aus Tausenden Einzelaufnahmen, die rasch hintereinander abgespielt werden, und musste daher mindestens 18 Bilder pro Sekunde bieten, um nicht ruckartig zu erscheinen (meist 24, im TV 25). Zeitrafferaufnahmen werden erreicht, indem weniger Aufnahmen, Zeitlupenaufnahmen, indem mehr Aufnahmen pro Zeiteinheit hergestellt und mit jeweils 24 Bildern / sec abgespielt werden.

- Beeinflussung des Zeitempfindens:
Jeder Mensch macht im Laufe seines Lebens die Erfahrung, dass die Art und Weise, in der Zeit erlebt wird, völlig unterschiedlich sein kann. Zeit kann einerseits „rasen“, andererseits fast „stillstehen“. Folgende Faktoren können in diesem Zusammenhang wirksam werden:

* Sinnvolle Beschäftigung bzw. Abwechslung lässt die Zeit subjektiv schneller vergehen als langweilige Tätigkeiten. Ex.: Lustbetonte Dias scheinen subjektiv kürzer projiziert worden zu sein als unlustbetonte, bewegte Bilder kürzer als unbewegte.

* Subjektive Zeitdehnung durch starke Emotionen (z. B. Zeitlupeneffekt bei Schrecksekunden). Ex. von Elizabeth Loftus (*1944; s. a. u.): Die Zeitdauer der Projektion eines Filmes, der einen Banküberfall zeigt, wurde von den Probanden, die danach Zeugenaussagen machen sollten, bis zum 5fachen überschätzt.

* Im Alter scheint die Zeit rascher als in der Jugend zu vergehen. (Ex.: Vpn sollen sich melden, wenn sie glauben, 8 min seien verstrichen. Ergebnis: Greise melden sich nach 3 - 5 min, Jugendliche nach bis zu 10,5 min.) Erklärung: Ein Jahr ist für einen Zehnjährigen ein Zehntel, für einen Siebzigjährigen nur mehr ein Siebzigstel seiner bisherigen Lebenszeit. Andere Theorien: Die Zeitwahrnehmung hängt bewiesenermaßen mit der Körpertemperatur zusammen, und die sinkt mit dem Alter. / Älteren Menschen begegnen weniger neuartige Situationen als jüngeren, womit der erste Punkt zum Tragen kommt.

* Drogen, die auf das ZNS oder den Stoffwechsel wirken (v. a. Alkohol, Sedativa), beeinflussen das Zeitempfinden (da das ZNS die Zeitwahrnehmung steuert - s. o.).

* Kulturelle bzw. zivilisatorische Umfeldbedingungen scheinen das Zeiterleben zu beeinflussen. Spätestens seit dem Aufkommen des Internets glauben z. B. viele Menschen, einen inneren Zwang verspürend, immer rascher auf Einflüsse von außen reagieren zu müssen, wodurch sie sich unter Stress gesetzt fühlen. Die Welt scheint sich immer schneller zu drehen, die Gefahr, „abgehängt“ zu werden, steigt. Der französische Medienphilosoph Paul Virilio (1932-2018) sprach schon 1977 vom drohenden „rasenden Stillstand“ in einer immer schneller werdenden Welt. Er untersuchte geschichtliche Epochen und politische Ereignisse unter dem Aspekt von Geschwindigkeitsverhältnissen. Die verhängnisvollste Folge der zunehmenden Beschleunigungstendenzen des 20. Jhdts. sei der dromologische Stillstand (griech. δρόμος = Rennbahn; Dromologie = Lehre von der Geschwindigkeit): Die akzelerierende Beschleunigung führe letztendlich zu ihrem Gegenteil, der Mensch blockiere sich selbst (z. B. im Stau aufgrund angestrebter größtmöglicher Mobilität). Virilios Erachtens nach vernichte die Geschwindigkeit den Raum und verdichte die Zeit.

DIE GESTALTWAHRNEHMUNG

Die Abstraktionsleistung der Gestalterkennung bewältigt der Ratiomorphe Apparat, eine der Vernunft vorgeschaltete Instanz, die eintreffende Reize in einem Algorithmus unbewusst verrechnet (aus heutiger Sicht wohl mit dem System 1 - s. o. - identifizierbar). Der Ausdruck stammt von Karl Bühlers (1879-1963) Assistent Egon Brunswik Edler von Korompa (1903-1955). Sie lässt uns das Konstante, Substantielle im Wandel des Akzidentellen erfassen, wenn wir z. B. bei der Gesichtserkennung oder in Karikaturen Charakteristisches sofort einer Person zuordnen, ohne uns subjektiv anstrengen oder lange nachdenken zu müssen. Das Entstehen einer Wahrnehmung aus komplexeren, ganzheitlichen „Vorgestalten“ und das Ausdifferenzieren von Wahrnehmungsinhalten nannte die Gestaltpsychologie (Friedrich Sander, 1889-1971, und seine Schüler) Aktualgenese.

- Gestaltbegriff:
Vgl. Gestaltgesetze oder auch Gestalttherapie s. u.

Die Gestaltpsychologie wurde 1890 vom österreichischen Psychologen Christian von Ehrenfels (1859-1932) begründet und von der „Berliner Schule“ (Kurt Tsadek Lewin, 1890-1947, Max Wertheimer, 1880-1943, Kurt Koffka, 1886-1941, und Wolfgang Köhler, 1887-1967) fortgeführt. Von Wertheimer stammt z. B. der Begriff Prägnanztendenz (Tendenz zur guten Gestalt, die uns z. B. vier in gleichem Abstand im Uhrzeigersinn angeordnete Punkte ergänzen und darin ein Quadrat erkennen lässt), von Köhler u. a. das Ex. zur Anmutungsqualität von Sprachlauten (s. o.).

Eine Gestalt (definiert als das, was im Wandel gleich bleibt, also das Substanzielle im Unterschied zum Akzidentellen)

* ist ein vom Hintergrund abgehobener Wahrnehmungsinhalt,

* dessen Einzelteile als zusammengehörig empfunden werden

* und der transponierbar ist (z. B. bleibt eine Melodie in einer anderen Tonart, ein Kreis mit größerem Radius, eine Kathedrale in einer anderen Farbbestrahlung dieselbe Melodie, dieselbe geometrische Figur, dieselbe Kathedrale).

* Eine Gestalt ist mehr als die Summe der Einzelteile (Übersummativität; auch wenn man alle Einzeltöne einer Klaviersonate von Wolfgang Amadeus Mozart, 1756-1791, auflistet, erfasst man noch lange nicht die Melodie). Diese letzte Eigenschaft geht auf Aristoteles (Ἀριστοτέλης; 384-322 v. Chr.) zurück. (Vgl. Metaphysik 1041b 11-14: ἐπεὶ δὲ τὸ ἔκ τινος σὑνθετον οὔτως ὥστε ἓν εἶναι τὸ πᾶν, ἀλλὰ μὴ ὡς σωρὸς ἀλλ' ὡς ἡ συλλαβή. ἡ δὲ συλλαβὴ οὐκ ἔστι τὰ στοιχεῖα, οὐδὲ τὸ βα ταὐτὸ τῷ β καὶ α, οὐδ' ἡ σὰρξ πῦρ καὶ γῆ. / Das aus Bestandteilen zusammengesetzte Ganze ist nicht wie ein Haufen, sondern wie eine Silbe. Eine Silbe ist nicht die Summe ihrer Laute: weder ist ba dasselbe wie b plus a, noch Fleisch dasselbe wie Feuer plus Erde.)

- Kohärenzfaktoren der Gestalt:
Als Kohärenzfaktoren der Gestalt bezeichnet man seit 1923 Kriterien, nach denen Einzelteile im Gehirn zu einer Gestalt zusammengefügt werden (nach Georg Elias Nathaniel Müller, 1850-1934):

* Nähe

* Gleichheit, Ähnlichkeit

* Symmetrie

* Einfachheit, Prägnanz, „gute“ Gestalt (die auch dort erkannt wird, wo gar keine reale Entsprechung vorhanden ist: z. B. - bei fast allen Völkern - Sternbilder, Felsformationen)

* Geschlossenheit, Verbundenheit

* Kontur, Kontinuität, „gute“ Fortsetzung

* Gleichzeitigkeit, gemeinsames „Schicksal“, gemeinsame Region

Abb. 1/19: Beispiel für Kohärenzfaktoren: Geschlossenheit schlägt Nähe - oben sieht man die nahe beieinander stehenden Punkte („Augenpaare“) als zusammengehörig an, unten die verbundenen Punkte („Hanteln“). Nähe spielt keine Rolle mehr.

- Intuition:
Die angesprochene vorrationale Erkenntnisleistung, bei der der präfrontale Cortex wenig Rolle spielt und die Basalganglien zum Tragen kommen, erscheint oft (im Gegensatz zu detailliertem Wissen) als diffuse Ahnung, als Intuition (s. a. o.). Darunter versteht Gerd Gigerenzer (*1947) „gefühltes Wissen, das rasch im Bewusstsein auftaucht, dessen tiefere Gründe uns nicht bewusst sind, das aber stark genug ist, um danach zu handeln“. Es handle sich um „einfache Heuristiken, die evoluierte Fähigkeiten benutzen“, Informationen zu integrieren und unsere Entscheidungen zu lenken imstande seien, und dabei nicht immer, aber oft durch die „Intelligenz des Unbewussten“ erfolgreich und komplexen statistischen Verfahren überlegen seien (vgl. Video-Statement zur Entscheidungsfindung).

Gefährlich wird Intuition dann, wenn sie auch dort, wo rational nachgedacht werden müsste, eingesetzt wird und so notwendige Entscheidungen und Transformationen verhindert. Im Gegensatz zum „Unbewussten“ (s. o.) wird in diesem Zusammenhang manchmal auch der Begriff „unterbewusst“ verwendet. Evolutionär hat sich bei den Säugetieren jenes Areal, in dem das Unterbewusste sitzt, zum Bulbus olfactorius (Riechkolben), einem vorgeschobenen Gehirnteil, der nicht mehr nur für das Olfaktorische (s. o.) zuständig ist, entwickelt. Es reagiert - biologisch sinnvoll - auf negative Reize besonders stark (s. u.).

Nach Herbert Alexander Simon (1916-2001, Wirtschaftsnobelpreis 1978 für seine Forschungen zu Entscheidungsprozessen, einer der Mitbegründer der Disziplin der Künstlichen Intelligenz und der Verhaltensökonomik (Verhaltensökonomie, Behavioral Economics, die Ökonomie und Psychologie miteinander zu verbinden versucht, indem sie das wirtschaftliche Entscheidungsverhalten von Menschen in realen Situationen beschreibt, ohne ein Rationalitätsideal zugrundezulegen; s. a. u.) besteht Intuition in einer nicht bis ins Bewusstsein dringenden, automatischen Anwendung der Gedächtnisinhalte durch das Denk- und Entscheidungssystem 1 (vgl. a. u. bzw. o.). Die jeweilige Situation liefere einen Hinweisreiz (cue), der Gedächtnisinhalte aktiviere, die dann für eine Entscheidung herangezogen werden, deren Gründe man - wie z. B. auch bei der Gesichtserkennung - „weiß, ohne sie zu wissen“. Simon meint: „Intuition is nothing more and nothing less than recognition“. Sie beruhe auf „implizitem Wissen“, also auf solchem, an dessen Erwerb wir keine Erinnerung haben (da es bereits bei der Geburt, evolutionär in uns „eingebaut“, vorhanden sei oder wir es in der frühen Kindheit erworben haben).

WOVON HÄNGT AB, WAS UND WIE WIR WAHRNEHMEN?

Im Folgenden werden allgemeine Bestimmungsstücke der Wahrnehmung erwähnt, die bei allen Sinnesmodalitäten eine Rolle spielen (können). In diesem Zusammenhang zu beachten sind auch grundlegende philosophische Überlegungen zum Verhältnis von Realität und virtueller Realität bzw. die Frage, ob wir überhaupt in der Lage sind, zu unterscheiden, ob wir uns in dieser oder in jener Welt befinden. (Der australische Bewusstseinsforscher David J. Chalmers - s. o. - vertritt 2022 in seinem Buch Realität+ - Virtuelle Welten und die Probleme der Philosophie die Auffassung, dass wir nicht wissen können, ob wir uns in einer virtuellen Welt bzw. Realitätssimulation befinden, dass virtuelle Welten jedoch ebenfalls real seien und dass es möglich sei, in ihnen ein gutes Leben zu führen.)

- Angeborene oder erworbene Voraussetzungen:
* Angeborene Anschauungsformen: Wir können epistemologisch nur so „funktionieren“, wie unser Gehirn bzw. seine indisponiblen Denkkategorien dies zulassen. (Die Bezeichnung „Angeborene Anschauungsformen“ geht auf Immanuel Kant zurück; sie bewirken z. B., dass wir die Welt nur räumlich-zeitlich erfassen können (so, als ob es diese Kategorien in der uns vorgestellten Form tatsächlich gäbe), obwohl die theoretische Physik inzwischen nachgewiesen hat, dass die objektive Realität völlig anders „aussehen“ muss, als unsere subjektiven Eindrücke dies nahelegen.)

* Intaktheit bzw. Vorhandensein der Sinnesorgane: Sie sind z. B. für den Raum, die Welt der Geräusche etc. vorhanden, für Magnetismus nicht, und z. T. trainierbar. Insgesamt lassen uns unsere Rezeptoren nur einen winzigen Bruchteil der Welt verarbeiten (und auch der ist anders, als wir annehmen). Zusätzlich können pathologische Phänomene die Wahrnehmung beeinträchtigen. Die Unfähigkeit, Gewichte zu schätzen (Abarognosie), geht z. B. auf Kleinhirnerkrankungen zurück.

* Psychische Voraussetzungen: Vgl. etwa Trugwahrnehmungen, s. u., oder die „Wahrnehmungen“ im Traum, die uns darauf hinweisen, dass unsere Realität womöglich nicht absolut ist.

* Bereitschaft wahrzunehmen: Sie entsteht durch komplexe Interferenzen individueller Voraussetzungen mit Sozialisations- und Erziehungsprozessen. Das Ergebnis lässt sich innerhalb der Bandbreite von Neugier, Interesse vs. Apperzeptionsverweigerung verorten. (Der Ausdruck für die Neigung, die Wahrnehmung auszuschalten und / oder sich etwas vorzumachen wurde vom Schriftsteller Franz Carl Heimito Ritter von Doderer, 1896-1966, der Wut für ihre fatalste Form hielt, verwendet.)

* Hyperästhesie oder Hyp(o)ästhesie: Darunter wird Über- bzw. Unempfindlichkeit gegenüber Reizen, die überhäufig / seltener oder sehr intensiv / weniger intensiv erlebt werden, verstanden. Das Vorhandensein einer solchen Besonderheit verstärkt oder schwächt die Wahrnehmung ihrer Merkmalsträger/innen.

* „Filter“: Eine entscheidende Abhängigkeit ist die davon, was unser Gehirn (bzw. der Thalamus als „Torwächter des Bewusstseins“) über die Bewusstseinsschwelle lässt. Nur Neues und / oder Wichtiges, das eine Mindestreizstärke mitbringt, kann bewusst verarbeitet werden. Nach dem zum ersten Mal 1958 von Donald Broadbent (1926-1993) dargelegten (der Informationsfluss vom sensorischen Input zum Bewusstsein werde von der Aufmerksamkeit - s. u. - streng reguliert) und später von Frederic Vester (1925-2003) ausgearbeiteten Flaschenhalsmodell erfüllen nur ganz wenige der eingehenden Reize diese Kriterien. (Theorie: Bei so genannten Savants, die - oft autistisch, 6 von 7 sind männlich - als Rechenkünstler, Detailzeichner mit photographischem Gedächtnis - s. a. u. - etc. Spezialbegabungen / Inselbegabungen aufweisen, funktionieren diese Filter nicht; alles wird durchgelassen, der „Zensor“, der Wichtiges von Unwichtigem unterscheidet, ist abgeschaltet, was manchmal mit einem selbstständigen Leben unvereinbar ist.)

Insgesamt müssen wir uns immer der Tatsache bewusst sein, dass wir nicht die Realität wahrnehmen, sondern ihre Interpretation durch unser Gehirn, dessen (Vor)arbeit uns meist nicht bewusst wird. „Wir sehen die Dinge nicht, wie sie sind; wir sehen sie so, wie wir sind“ (Anaïs Nin, 1903-1977). Die Situation wurde in Fortführung von Bruner (s. u.) vom britischen Neurowissenschaftler Anil Kumar Seth (*1972) „kontrollierte Halluzination“ genannt, da wir permanent die Hypothesen unseres Gehirns mit den eintreffenden Reizen, die wir für die Wirklichkeit halten, abgleichen und somit unser Weltbild immer wieder unbewusst korrigieren. Ein komplexes Bewusstseinsmodell müsse wie ein spinnennetzartiges Koordinatensystem dargestellt werden, in dem jede Dimension für eine andere Bewusstseinseigenschaft stehe (und nicht linear wie auf einer Geraden höhere und tiefere Bewusstseinszustände annehmen). Berücksichtigungswürdige Aspekte seien das Selbst (Kernmerkmal von Bewusstsein ist ja, dass es sich auf ein Subjekt bezieht), die Bewusstseinsinhalte und die verschiedenen Grade des Bewusstseins. (Zu neueren Bewusstseinstheorien s. o.)

- Einstellung und Aufmerksamkeit:
* Wichtige Ereignisse, die unsere Aufmerksamkeit (laut William James, 1842-1910, „die Inbesitznahme [...] eines von offenbar mehreren gleichzeitig möglichen Objekten oder Gedankengängen [...] durch den Geist“) völlig in Beschlag nehmen, verhindern, dass Unwichtigeres wahrgenommen werden kann. (Dieses Phänomen wird von Illusionisten ausgenützt, indem sie den Fokus des Publikums durch übertrieben deutliche Gesten von unscheinbaren, aber entscheidenden Bewegungen ablenken, und ist im Alltag allerorten beobachtbar: z. B. wird ein stolperndes Kind an der Peripherie des Gesichtsfeldes, das man bei entspanntem Autofahren vielleicht registriert hätte, gar nicht bemerkt, wenn die Aufmerksamkeit gerade von einem Unfall vor der Windschutzscheibe in Beschlag genommen wird.) Die Wahrnehmungsselektion erfolgt unbewusst durch das Gehirn nach den Kriterien „bekannt / unbekannt“ bzw. „wichtig / unwichtig“. Nur neue und wichtige perzeptive (wahrgenommene), kognitive (gedachte) und emotionale (gefühlte) Geschehnisse werden im Langzeitgedächtnis weiterverarbeitet.

* (Cocktail)party-Effekt: Dieser Ausdruck wurde 1953 von Edward Colin Cherry (1914-1979) geprägt. Ex.: Ein willkürliches Lenken der Aufmerksamkeit auf eine von mehreren rundum an Stehtischen plaudernden Gesprächsgruppen und ein Umschalten in eine andere ist Zuhörenden möglich, ohne den Standort zu verändern (= selektive Aufmerksamkeit; s. a. o.). Diese Fähigkeit, die mit dem Alter abnimmt, ist davon abhängig, dass man nahe genug steht und beide Ohren funktionieren. (Selektive Wahrnehmungen spezifischer Art, z. B. die Beobachtung springender Punkte auf einem Bildschirm bei gleichzeitiger Ignorierung aller unbewegten Punkte, lassen sich durch fMRT-Scans als kortikale Aktivierung der entsprechenden Region nachweisen.)

* (Vor)einstellungen und Erwartungen lassen die Wahrnehmung ungenau werden. Diese Verzerrungen (s. o.) bleiben meist unbewusst und wirken sehr stark. Ex.: Das ukrainische Ushgorod erscheint den meisten Wienern viel weiter als Bregenz entfernt, da ihnen die (in Wahrheit ca. 60 km Luftlinie fernere) österreichische Stadt innerlich näher liegt. Die Thesen des Directive State Concept von Gordon Allport (1897-1967) - Bedürfnisse, Werte, Wünsche, Motive etc. beeinflussen unsere Wahrnehmung - wurde zum Konzept von der hypothesengeleiteten Wahrnehmung von Jérôme Seymour Bruner (1915-2016) weiterentwickelt: objektive Informationen werden verzerrend an die eigenen Hypothesen über die Realität unbewusst angeglichen; alle Wahrnehmungen werden unter dem Einfluss von Erwartungen und damit unbewusster Hypothesenbildung gesehen. Diese und ähnliche Phänomene, bei denen als Hinweise sozial relevante Informationen zur Urteilsbildung, vor allem über Personen, herangezogen werden, nennt man social perception / soziale Wahrnehmung. (Die Erstveröffentlichung dieser Theorie erfolgte 1951 im Buch An approach to social perception von J. S. Bruner und Leo Joseph Postman, 1918-2004). Vgl. auch folgendes Ex.: Eine wertvolle Münze und mehrere Pappscheiben mit verschiedenen Durchmessern werden hintereinander blind abgetastet. Soll die in Bezug auf die Münze gleichgroße Pappscheibe bestimmt werden, wird meist auf eine zu große getippt. Erklärung: Münzen sind wertvoller als Pappe und werden daher in ihrer Größe überschätzt; eine Information verzerrt also unbewusst die Wahrnehmung. (Ein erstes Ex. dieser Art wurde bereits 1947 von J. S. Bruner und Cecile C. Goodman, 1926?-????, an Kindern durchgeführt - s. hier -, als Beispiel für tachistoskopische Ex.e von Bruner und Postman s. Video hier. Die wechselseitige Abhängigkeit von realer Umwelt und dem Erleben wird von der Psychophysik, s. o., untersucht.)

* Priming-Effekt: Die Tatsache, dass die Verarbeitung eines Reizes durch vorangegangene Reize beeinflusst wird, nennt man Priming-Effekt (s. u.). Dieser kann bewusst ausgenutzt werden.

- Bezugsrahmen:
* Bezugsrahmen: Vom Bezugsrahmen hängt ab, ob etwas groß / klein, warm / kalt, bewegt / unbewegt etc. erscheint. Fällt er weg oder ändert er sich, ist eine geordnete Wahrnehmung nicht mehr möglich (Beispiel dazu s. z. B. o.) oder derselbe Wahrnehmungsinhalt erscheint plötzlich anders. Vgl. „Context“ oder folgende Darstellung:

* Wir nehmen nur wahr, was sich verändert (z. B. NICHT den Druck der Kleidung auf der Haut, das Mühlrad, das immer klappert, den Eigengeruch etc; vgl. auch Fixationsblindheit s. o. etc.)

- Ausdruck und Eindruck:
* Ausdruck: Jeder Mensch erlebt Reize - abhängig von seiner Vorgeschichte und seiner „Ausstattung“ - in einer individuellen Art und Weise (s. a. o.). „Ausdruck ist dasjenige an einer Wahrnehmung, was unter Mitwirkung des Denkens in uns eine gefühlsmäßige, emotionelle Reaktion auslöst.“ (Rohracher) Ausdruck wird daher vom Reizempfänger definiert. (Von Werner Herkner, *1941, wurden z. B. die Ausdruckswirkungen klassischer Instrumente eines Symphonieorchesters untersucht und dabei in Sonagrammen das unterschiedliche Spektrum an Obertönen berücksichtigt. Die Charakteristik eines Schallereignisses wird auch von konstanten Oberschwingungen, den Formanten, geprägt. All dies bestimmt zusammen mit Ansatz-, Einschwinggeräuschen und feinmodulatorischen Veränderungen die Klangfarbe. Wissenschaftliche Ansätze wie diesen nennt man experimentelle Ästhetik.)

* Eindruck: Unter Eindruck versteht man die von Rohracher angesprochene Reaktion. Laut ihm machen Menschen Eindruck (via Ausdruckserscheinungen) durch ihre Physiognomie, ihre Mimik, ihre Gestik und Motorik, ihre Stimme und Sprechweise und ihre Schrift. (Die Graphologie wurde 1875 vom französische Priester Jean-Hippolyte Michon, 1806-1881, begründet, konnte aber die wissenschaftlichen Gütekriterien - s. o. - nie wirklich erfüllen.) Hinzuzufügen wären ev. der ausgesendete Geruch, die Auswahl der Kleidung und die verwendeten Sprachformen bzw. -ebenen. Um den Eindruck fassbar zu machen, werden Polaritätsprofile (s. o.) verwendet.

Den durch menschliche Eindrücke entwickelten Algorithmen weit überlegen zeigt sich die Künstliche Intelligenz (s. u.): Der Verhaltensökonom Sendhil Mullainathan / செந்தில் முல்லைநாதன் (*1973) ließ in einem Ex. eine halbe Million reale Fälle durch den Computer laufen, in denen aufgrund zur Verfügung stehender Daten entschieden worden war, ob Strafgefangene vorzeitig entlassen werden können. Die Vorschläge der KI wurden mit den Ergebnissen der tatsächlich tätig gewesenen Richter verglichen. Ergebnis: Die Rückfallsquote der von den Richtern begnadigten Delinquent/innen war um 25% höher als die, die entstanden wäre, hätte die KI entschieden. Dies zeigt einmal mehr (s. a. o.), dass es sicherer ist, sich auf Datenevidenz zu verlassen als auf menschliche Eindrücke. (Selbst das blinde Befolgen ganz einfacher Regeln erzielt oft eine höhere Genauigkeit als die Urteilskraft der Menschen.)

Eine besondere Rolle scheint der erste Eindruck zu spielen, der allerdings entgegen der allgemeinen Annahme auch täuschen kann, wenn das Gegenüber manipulatorische Kraft entwickelt. (Zum Beispiel führte die Tatsache, dass Arthur Neville Chamberlain, 1869-1940, Adolf Hitler, 1886-1945, nach einem ersten Treffen 1938 viel zu positiv einschätzte, zur verhängnisvollen Appeasement-Politik.) Ähnlich fehlerhaft bestimmt der letzte Eindruck die Bewertung eines Ereignisses nachhaltiger als die währenddessen erlebte Erfahrung. (Diese Erkenntnis geht auf Exe. von Kahneman zurück, der Menschen nach einer Darmspiegelung ohne Narkose befragt hat. Wer längere Zeit stärkere Schmerzen als andere verspürt hat, äußerte sich trotzdem insgesamt zufriedener, wenn das Ende der Untersuchung als eher angenehm empfunden wurde.)

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