Bis vor 50 Jahren dachten viele, es sei unmöglich, das Geheimnis des Lebens zu verstehen. Dann entdeckten die beiden Wissenschaftler James Watson und Francis Crick die Struktur der DNA, was grundlegend die Sichtweise veränderte, wie wir uns in der natürlichen Ordnung der Dinge sehen. Heute stehen wir einer ähnlichen Herausforderung gegenüber, wenn wir die materielle Basis des Bewusstseins bestimmen wollen.
Das Bewusstsein ist eines der letzten großen ungelösten Rätsel der Wissenschaft - und sicherlich das größte der Biologie. Wir können den salzigen Geschmack von Kartoffel-Chips spüren, den unverkennbaren Geruch von Hunden wahrnehmen, wenn sie im Regen waren, und kennen das besondere Gefühl, wenn man nur an den Fingerkuppen hängend viele Meter über dem sicheren Boden in einer Felswand klettert. Wie können diese Eindrücke aus den Neuronen und den mit ihnen assoziierten Synapsen und molekularen Prozessen entstehen?Die Frage nach dem Bewusstsein hat die Ideen von Philosophen, Wissenschaftlern, Ingenieuren und den denkenden Menschen generell beflügelt.
Was ist Bewusstsein?Wie passt es sich ein in unser Universum?Wozu ist es Nütze?Kommt es nur beim Menschen vor?Warum laufen so viele unserer tagtäglichen Handlungen bewusst ab?
Antworten auf diese Fragen werden ein neues Bild kreieren, was es bedeutet, ein Mensch zu sein.
In diesem Sachbuch, das aufgrund seines Schreibstils - ein Glossar erläutert die Fachausdrücke - für den interessierten Menschen mit Grips ebenso geeignet ist wie - aufgrund der exakten Literaturhinweise - für den Wissenschaftler oder Studenten, ergründet Christof Koch, einer der international renommiertesten Forscher in der Bewusstseins-Forschung, die der subjektiven Wahrnehmung von Mensch und Tier zugrunde liegende biologische Grundlage. Er erklärt das Gedankengerüst, das er und Francis Crick entwickelt haben, um das alte Leib-Seele-Problem zu verstehen. Das Herzstück dieses Gerüstes ist ein tragender Ansatz, die neuronalen Korrelate des Bewusstseins zu entdecken und zu charakterisieren, feine, flackernde Muster von Gehirnaktivität, die wirklich jeder bewussten Erfahrung zugrunde liegen.
Ausgehend von umfangreichen anatomischen, physiologischen, klinischen, psychologischen und philosophischen Ansätzen und Daten umreißt dieses anspruchsvolle Sachbuch die wissenschaftliche Grundlage von Bewusstsein, zeigt die Grenzen unseres Wissens auf und beschreibt Versuche, die durchgeführt werden müssen, um dieses Rätsel erfolgreich abzuschließen.
Koch beschließt sein Buch mit den folgenden Gedanken: "Warum sollte Wissen meine Wertschätzung der Welt um mich herum verringern? Ich bin mir dessen sehr wohl bewusst, dass alles, was ich sehe, schmecke, fühle oder berühre aus 92 Elementen aufgebaut ist. ... Das diesen Elementen zugrunde liegende Periodensystem wiederum ist aus einer noch grundlegenderen Dreiheit von Protonen, Neutronen und Elektronen aufgebaut. ... Und nichts von dem geistigen Verständnis verringert meine Liebe zum Leben und zu den Menschen, zu Hunden, der Natur, Büchern oder Musik um mich herum auch nur um ein bisschen." ... "Mit dem Ende des Lebens hört auch das Bewusstsein auf, denn ohne Gehirn gibt es keinen Verstand. Doch diese unwiderruflichen Fakten schließen nicht den Glauben an Seele, Wiedergeburt und an Gott aus."
Christof Koch wurde 1956 im amerikanischen Mittleren Westen geboren, wuchs auf in Holland, Deutschland, Kanada und Marokko, wo er im Jahre 1974 am Lycée Descartes mit dem Baccalaureat abschloss. Er studierte Physik und Philosophie an der Universität Tübingen und erhielt seinen Doktor in Biophysik im Jahre 1982 am Max-Planck-Institut für Biologische Kybernetik. Nach seiner Postdoktorandenzeit nahm Koch 1986 einen Ruf ans California Institute of Technology in Pasadena an, wo er heute die Lois-und-Victor-Troendle-Professur für Kognitive und Verhaltens-Biologie inne hat und eine Abteilung für Computation and Neural Systems leitet. Von 1989 bis zu dessen Tod im Jahre 2004 arbeitete er mit Francis Crick an den neurobiologischen Grundlagen des Bewusstseins.
Der begeisterte Läufer und Kletterer ist Verfasser von über 300 wissenschaftlichen Veröffentlichungen sowie mehreren Büchern über Biophysik und Computer, die neurowissenschaftliche Grundlage der visuellen Wahrnehmung, Aufmerksamkeit und Bewusstsein.
Für weitere Informationen sei seine Website unter http://www.klab.caltech.edu empfohlen.
AUS DEM INHALT
Vorwort von Francis Crick XI
Vorwort des Autors XIII
1 Einführung in die Erforschung des Bewusstseins 1
1.1 Was muss erklärt werden? 1
1.2 Vielerlei Antworten 4
1.3 Mein Ansatz ist praktischer, empirischer Natur 12
1.4 Die neuronalen Korrelate des Bewusstseins 18
1.5 Wiederholung 21
2 Neuronen, die Atome der Wahrnehmung 23
2.1 Die Maschinerie der Großhirnrinde 24
2.2 Explizite Repräsentation, Säulenorganisation und essenzielle Knoten 27
2.3 Feuerraten, Oszillationen und neuronale Synchronisation 38
2.4 Wiederholung 52
3 Die ersten Schritte zum Sehen 55
3.1 Die Netzhaut ist in Schichten aufgebaut 55
3.2 Farbensehen verwendet drei Zapfentypen 58
3.3 Ein Loch im Auge: der blinde Fleck 59
3.4 Das rezeptive Feld: Ein Schlüsselkonzept für das Sehen 61
3.5 Zahlreiche parallele Bahnen verlassen das Auge 64
3.6 Der Colliculus superior: Ein weiteres visuelles Gehirn 69
3.7 Augenbewegungen: Visuelle Sakkaden sind allgegenwärtig 70
3.8 Wiederholung 73
4 Der primäre visuelle Cortex als prototypisches neocorticaies Areal 75
4.1 Das Sehen beim Affen als Modell für das menschliche Sehen 75
4.2 Der Neocortex ist eine dünne, geschichtete Struktur 77
4.3 Eine Fülle corticaler Zelltypen 78
4.4 VI: Das wichtigste Tor zum Sehen 83
4.5 Wiederholung 92
5 Was sind die neuronalen Korrelate des Bewusstseins? 95
5.1 Ermöglichende Faktoren, die für Bewusstsein notwendig sind 96
5.2 Emotionen und die Modulation des Bewusstseins 101
5.3 Narkose und Bewusstsein 102
5.4 Eine allgemeine Strategie zur Umschreibung der NCC 105
5.5 Neuronale Spezifität und die NCC 110
5.6 Wiederholung 113
6 Die neuronalen Korrelate des Bewusstseins befinden sich nicht im primären visuellen Cortex 115
6.1 Ohne VI kann man nicht sehen 116
6.2 Selbst wenn man etwas nicht sehen kann, adaptiert sich VI daran 116
6.3 Mit VI träumt man nicht 119
6.4 Direkte Stimulation von VI 120
6.5 VI-Neuronen beim Affen folgen nicht der Wahrnehmung 121
6.6 Wiederholung 124
7 Die Architektur der Großhirnrinde 127
7.1 Um die Funktion zu verstehen, muss man versuchen, die Struktur zu verstehen 127
7.2 Der Cortex ist hierarchisch aufgebaut 129
7.3 Thalamus und Cortex: Eine enge Umarmung 135
7.4 Treibende und modulatorische Verbindungen 136
7.5 Ventrale und dorsale Bahn als Leitprinzip 138
7.6 Der präfrontale Cortex: Sitz der Exekutive 140
7.7 Wiederholung 142
8 Jenseits des primären visuellen Cortex 145
8.1 Weitere topographische Areale: V2, V3, V3A und V4 146
8.2 Farbwahrnehmung und der Gyrus fusiformis 149
8.3 Das Cortexareal MT ist auf die Verarbeitung von Bewegung spezialisiert 151
8.4 Der posteroparietale Cortex, Handeln und räumliche Position . . . 158
8.5 Der inferotemporale Cortex und die Objekterkennung 161
8.6 Wiederholung 164
9 Aufmerksamkeit und Bewusstsein 167
9.1 Change blindness oder wie man von Bühnenmagiern getäuscht wird 169
9.2 Seine Aufmerksamkeit auf einen Bereich, ein Merkmal oder ein Objekt richten 171
9.3 Erfordert Bewusstsein Aufmerksamkeit? 178
9.4 Das Bindungsproblem 183
9.5 Wiederholung 186
10 Die neuronalen Grundlagen der Aufmerksamkeit 189
10.1 Mechanistische Darstellungen der Aufmerksamkeit 190
10.2 Aufmerksamkeit beeinflusst das Geschehen in der gesamten visuellen Hierarchie 194
10.3 Neglect oder Patienten, die nicht blind sind, aber nicht sehen können 197
10.4 Wiederholung 201
11 Gedächtnisformen und Bewusstsein 203
11.1 Eine grundlegende Unterscheidung 204
11.2 Eine Taxonomie des Langzeitgedächtnisses 205
11.3 Kurzzeitgedächtnis 213
11.4 Flüchtiges oder ikonisches Gedächtnis 218
11.5 Wiederholung 221
12 Was man tun kann, ohne sich dessen bewusst zu sein: Der Zombie in uns 223
12.1 Zombies im Alltag 225
12.2 Visuelle Wahrnehmung unterscheidet sich von visuellem Handeln 229
12.3 Ihr Zombie arbeitet schneller, als Sie sehen 232
12.4 Können Zombies riechen? 233
12.5 Wiederholung 235
13 Agnosie, Blindsehen, Epilepsie und Schlafwandeln: Klinische Belege für Zombies 237
13.1 Visuelle Agnosie 237
13.2 Blindsehen 240
13.3 Komplexe fokale epileptische Anfälle 243
13.4 Schlafwandeln 245
13.5 Zombies und die NCC 246
13.6 Ein Turing-Test für Bewusstsein 248
13.7 Wiederholung 249
14 Einige Spekulationen über die Funktionen des Bewusstseins 251
14.1 Bewusstsein als Abstract 253
14.2 Bewusstsein und das Trainieren sensomotorischer Systeme 255
14.3 Warum das Gehirn nicht einfach ein Bündel von Zombiesystemen ist 257