Gene, Gehirne und der Geist der Freiheit

Die zentrale Frage dieser Arbeit: „ Ist autonomes und verantwortungsvolles Handeln möglich und wie kommt der Mensch zu dieser Fähigkeit?“ wurde aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Richtungen erkundet. Wichtigster Punkt dabei ist es, den Menschen in einer Einheit von Mensch – Geist und Welt zu betrachten. Als Teil eines selbstorganisiertem, vernetzten Systems, das in ständigem wechselseitigen Wirkungsaustausch steht. Mensch - Geist und Welt bilden ein selbstorganisiertes Netzwerk, wobei dem Geist die Rolle des „Ermöglichers“ zukommt. Wenn der Mensch zweifellos als „geistiges Wesen“ die Welt erblickt, so steht ihm Geist vorerst als eine Art Werkzeug zur Verfügung, mit dem er sich seine Welt erschließt. Die Humanevolution hat gezeigt, dass die Menschwerdung erst durch Gemeinschaftsbildung möglich wurde und dass die geistige Entwicklung und die Bildung von Gemeinschaften einen parallelen Prozess gebildet haben. Wenn aus der Sicht der Neurobiologie autonomes Handeln auch nicht bestätigt werden kann, so kann es auch nicht widerlegt werden und es steht zumindest im Bereich der Möglichkeit. Reaktionen sind „Endprodukte“ neuronaler Vorgänge, die unserem Nervensystem entspringen. Jede Handlung ist an bestimmte Vorgänge im neuronalen System gebunden, es handelt sich dabei aber immer um das Nervensystem der handelnden Person, sodass Ursache und Verursacher in einer Person zusammenfallen. Betrachtet man, so wie Pauen und Roth dies vorschlagen, autonomes Handeln als eine Fähigkeit, so steht es in keinem Widerspruch mit einem Determinismus. Ist es so, dass es sich um eine Fähigkeit handelt, so muss diese Fähigkeit im Laufe eines Lernprozesses erworden werden. Der Mensch wird in die Umwelt, die sich seine Vorfahren nach ihren Lebensbedürfnissen erschlossen haben, „hineingeboren“. Der Neugeborene besitzt die Fähigkeit zur sinnlichen Wahrnehmung, die Bedeutung dieser Wahrnehmungen muss er sich aber erst in einem kognitiven Lernprozess, in der Gemeinschaft mit anderen Menschen erarbeiten, wobei im frühkindlichen Stadium der sorgenden Bezugsperson eine wichtige Rolle zukommt. Lernen findet als Informationsverarbeitung von, sich während der Humanevolution gebildetem Wissen statt. Dieses Wissen wird dem einzelnen Menschen förmlich „übergestülpt“, durch die Entwicklung seiner geistigen Fähigkeiten ist aber er in der Lage sich selbst, seinen Mitmenschen, und der, von ihm wahrgenommenen Umwelt kritisch gegenüberzustehen und jede Information zu prüfen, gegebenenfalls zu adaptieren oder zu selektieren. Menschen sind grundsätzlich egoistisch veranlagt und handeln nach dem subjektivem Lust/Unlust Prinzip. Die Identität des einzelnen Menschen bildet sich in einem interaktiven Prozess mit anderen Menschen und den Objekten der Umwelt. Gleichzeitig mit der Ich – Identität bildet sich eine Mitwelt und Umwelt Abhängigkeit aus. Menschen wissen Bescheid über die Notwendigkeit anderer Personen und ihrer spezifisch menschlichen Umwelt. Jede Handlung unterliegt daher einer „Nachdenkphase“ in der andere Menschen und die Umwelt in das subjektive Lust/Unlustprinzip einbezogen werden. Im Anschluss an den Geistesbegriff bei Plessner, der ihn als Humanbegriff identifiziert und auf die drei Weltdimensionen Außenwelt, Innenwelt und soziale Mitwelt zurückführt, lässt sich folgender Schluss formulieren: Betrachtet man den Menschen als einen Teil der Einheit von Mensch – Geist und Welt (Welt bedeutet in diesem Fall: Mitmenschen, Objekte und Natur so wie sie vom Menschen wahrgenommen werden), handeln Menschen üblicherweise autonom und verantwortungsvoll. Hat das einzelne Individuum seine Ich – Identität gefunden, hat es sein Selbstbewusstsein ausgebildet, so hat es auch die Fähigkeit zu umsichtigen Handeln entwickelt. Ich – Bewusstsein ist ein Teil von gesellschaftlichem Bewusstsein, gebunden in der Umweltgemeinschaft

Einsichten und Eingriffe in das Gehirn. Die Herausforderung der Gesellschaft durch die Neurowissenschaften

Die Neurowissenschaften haben in den letzten Jahren durch erweiterte Methoden und Forschungsansätze sowohl neue Einblicke in die Arbeitsweise des Gehirns als auch bisher nicht gekannte Möglichkeiten des gezielten Eingriffs in seine Funktionen eröffnet. Hieraus ergeben sich nicht nur Chancen einer besseren Behandlung von Erkrankungen. Neue Ansätze der medikamentösen Beeinflussung von Hirnfunktionen und die Entwicklung von Gehirn-Maschine-Schnittstellen rücken die Perspektive in greifbare Nähe, menschliche Fähigkeiten zu steigern und zu erweitern – mit kaum absehbaren gesellschaftlichen Folgen. Zudem sieht sich unser Selbstverständnis als verantwortlich handelnde und frei entscheidende Personen durch Thesen einiger führender Neurowissenschaftler herausgefordert. Sind geistige Vorgänge, wie behauptet wird, lediglich der Reflex neuronalen Geschehens und ist unsere Willensfreiheit nur eine vom Gehirn vorgespiegelte Illusion? Dieser Band arbeitet den Stand der wissenschaftlichen Diskussion zu den wichtigsten neurowissenschaftlichen Arbeitsfeldern auf und gibt einen umfassenden Überblick über die brisanten Fragen, die die Hirnforschung für die Gesellschaft der Gegenwart und Zukunft aufwirft

Die Natur der Information - Beiträge aus der Arbeit der gleichnamigen Forschungskommission der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen

Was ist Information? Auf diese Frage hat jede wissenschaftliche Disziplin eine andere Antwort. Den Unterschieden und Gemeinsamkeiten ging eine interdisziplinäre Kommission der Göttinger Akademie der Wissenschaften nach und präsentiert in diesem Band Sichtweisen aus Mathematik, Physik, Kognitionswissenschaften,Biologie, Informatik und Molekularbiologie.Was ist Information? Auf diese Frage hat jede wissenschaftliche Disziplin eine andere Antwort. Den Unterschieden und Gemeinsamkeiten ging eine interdisziplinäre Kommission der Göttinger Akademie der Wissenschaften nach und präsentiert in diesem Band Sichtweisen aus Mathematik, Physik, Kognitionswissenschaften,Biologie, Informatik und Molekularbiologie

Lernen und Gedächtnis im Erwachsenenalter

Immer mehr Menschen nehmen professionelle Hilfe bei der Einübung von Lerntechniken und beim Training des Gedächtnisses in Anspruch. Für die in diesem Aufgabenbereich Lehrenden bietet der Band sowohl das neuro-physiologische Grundwissen als auch das methodische Handwerkszeug. Die vorgestellten praxiserprobten Lernstrategien werden durch zahlreiche Übungen veranschaulicht. Nicht zuletzt dadurch wird das Buch zu einer Alltagshilfe für alle, die ihr Gehirn besser nutzen möchten. In der zweiten, aktualisierten Auflage sind akutelle Entwicklungen und Erkenntnisse aus Hirnforschung und Lernpsychologie eingearbeitet. Sie bestätigen die Bedeutung eines Gehirntrainings zur Verbesserung von Behaltensfähigkeit und Erinnerungsvermögen

Hirnorganoide – Modellsysteme des menschlichen Gehirns

This is the final version. Available from Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina via the DOI in this record. Hirnorganoide sind Gewebestrukturen aus dem Labor, die Teile der Hirnfunktion imitieren. Sie eröffnen als vereinfachtes Modellsystem einen experimentellen Zugang zu Fragen rund um die Entwicklung und die Funktion des menschlichen Gehirns. Während die Forschung an menschlichen lebenden Gehirnen aus ethischen Gründen enge Grenzen hat und Tiermodelle viele Fragen nur bedingt beantworten können, bieten Hirnorganoide neue Forschungsmöglichkeiten. In der Stellungnahme „Hirnorganoide ‒ Modellsysteme des menschlichen Gehirns“ der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina beschreiben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Möglichkeiten dieses Forschungsgebietes und erörtern, ob es aus ethischen oder juristischen Gründen stärker reguliert werden sollte

Sensorische Integration-Raumwahrnehmung unter besonderer Berücksichtigung des Kindesalters

Es wird anhand der vorliegenden Arbeit folgendes Resümé gezogen: -Empfindung und Wahrnehmung müssen von der Begrifflichkeit her unterschieden werden. -Der Begriff der Wahrnehmung entsprechend dem heutigen Erkenntnisstand wird definiert und die unterschiedlichen Wahrnehmungsbereiche werden beschrieben. -Einige (Teil-) Bereiche der Wahrnehmung entwickeln sich bereits pränatal. Es handelt sich hierbei in erster Linie um elementare Sinne, wie z. B. den Tastsinn, welcher u.a. auch der Partnersuche dient und den Erhalt der Gattung sichert. Diese Sinnesbereiche der Wahrnehmung werden früh ausgebildet. Anders verhält es sich mit Wahrnehmungsbereichen (z. B. Sehen und Hören etc.), die mehr auf Lernen und Erfahrung basieren. -Die Entwicklung der kindlichen Wahrnehmung wird dargestellt. Sie ist bedeutsam für die Beurteilung der Entwicklung von Wahrnehmung im Allgemeinen. Es muss hierzu Detailwissen in der Praxis der Frühdiagnostik verfügbar sein, um Kinder mit Störungen frühzeitig identifizieren zu können. -Die „Sensorische Integrationstherapie nach Jean Ayres“ setzt sich immer mehr im Bereich der Ergotherapie durch. Das Besondere an dieser Methode von Jean Ayres ist, „den gesamten Menschen am Leben teilhaben zu lassen“ und dies vor allem bei solchen Menschen – hier insbesondere Kindern –, die durch Wahrnehmungsstörungen auffallen (schlechte Fähigkeit zur Orientierung im Raum etc.). Jean Ayres´ Anliegen war es, das betroffene Kind in die Lage zu versetzen, sich trotz Wahrnehmungsstörung den Anforderungen des Alltags erfolgreich zu stellen und anfallende Aufgaben selbständig zu verrichten. Gerade Kinder mit mentalen Entwicklungsstörungen, mit Störungen der Gehirnentwicklung, profitieren von frühzeitiger Therapie nach dieser Methode dann, wenn bei ihnen eine wie auch immer geartete Wahrnehmungsstörung diagnostiziert werden konnte. Das von Jean Ayres entwickelte Therapieverfahren setzt auf spielerische Art bei der Integration der verschiedenen Wahrnehmungsbereiche an. Auf diese Weise sollen Reaktionen des Kindes dem Reiz angemessen erfolgen. Die „Sensorische Integrationstherapie“ erfolgt mittels einer Stimulierung der Körperwahrnehmung durch Aktivierung der Basissinne (z.B. Gleichgewichtssinn). Ein Schwachpunkt der Methode liegt allerdings in der nie erfolgten Evaluierung. -Kritisch anzumerken ist: Für das Wissen von und um Wahrnehmung ist eine intensive und gründliche Diagnostik unerlässlich! Aus diesem Grund müssen Eltern und sämtliche mit der Aufsicht für das jeweilige Kind betraute Personen herangezogen werden, das Kind genau zu beobachten. Vorschnelle, die Eltern - und dann auch die Kinder - verunsichernde Diagnosen sind zu vermeiden. Erst Diagnostik, dann Diagnosestellung und dann erst Entwicklungstherapie zur Wahrnehmungsstörung - dieses Gesetz muss zukünftig weit stärker eingehalten werden. -Es ist von allergrößter Bedeutung, jedes Kind zum frühestmöglichen Zeitpunkt einer Wahrnehmungsprüfung zuzuführen, da es nur durch eine intakte Sinnes- und Wahrnehmungstätigkeit zur umfassenden Erfahrung der Umwelt und Orientierung in der Umgebung kommen kann. So führt beispielsweise eine unerkannte schwere Hyperopie mit Astigmatismus dazu, dass das betroffene Kind kaum in der Lage ist, Einzelheiten in der näheren Umwelt zu erkennen. Das Resultat können schlechte schulische Leistungen trotz eines durchaus normalen oder sogar überdurchschnittlichen Intellekts darstellen. Die verheerenden Folgen lassen sich unschwer erahnen. Es kann sein, dass Kinder über lange Zeit ihr „Wahrnehmungsdefizit“ kompensieren. Steigt der Leistungsdruck z. B. in der Schule, werden solche Fehlentwicklungen zwar klinisch offenbar, vielfach aber falsch oder zu spät diagnostiziert. -Es sind die Eltern, die täglich Umgang mit dem Kind pflegen und denen sich aus diesem Grund die beste Möglichkeit bietet, etwaige Wahrnehmungsstörungen als erste zu erkennen. Fachleute, denen das Kind präsentiert wird, sehen dieses nur ausschnittsweise in einer vielfach als „Laborsituation“ zu bezeichnenden Atmosphäre, z. B. im Rahmen einer Vorstellung beim Arzt, was einen umfassenden und korrekten Gesamteindruck in Bezug auf das Kind und alle Aspekte seiner Wahrnehmungsleistung erschwert. Daher muss den Eltern vermittelt werden, ihre Kinder sorgfältig und frühzeitig zu beobachten. Auch müssen Ärzte lernen, den Eltern zuzuhören, sie nach der Entwicklung zu befragen und dies im Detail, nicht auf die Schnelle, wie es vielfach üblich ist. -Eltern vermuten oft bereits früh eine Wahrnehmungsstörung bei ihren Kindern, sind aber in Ermangelung entsprechender Kenntnisse als Laien nicht in der Lage, genauer zu differenzieren. Ihnen muß nahe gebracht werden, sich bereits beim leisesten Verdacht an Fachleute zu wenden. -Vor der Einleitung einer adäquaten Therapie ist eine umfassende Diagnostik unverzichtbar! Diese muß nach dem aktuellsten Stand der Wissenschaft, ggf. unter Miteinbeziehung modernster neurophysiologischer Kenntnisse und im Einzelfall bildgebender Verfahren dann erfolgen, wenn ein hirnorganischer Prozeß (Tumor) oder eine Fehlbildung diese Störung verursacht haben könnte. -Die Therapie nach dem Konzept der „Sensorischen Integration nach Jean Ayres“ muss von qualifizierten Fachleuten angeboten und durchgeführt werden. Selbst die beste Therapie vermag eine umfassende vorherige Diagnostik nicht zu ersetzen. Grundsätzlich sollte weiterhin gelten, dass der Grundsatz „nil nocere“ gerade auch für Kinder mit vermuteten Wahrnehmungsstörungen ohne Wenn und Aber einzuhalten ist

die Theorie selbstreferentieller Systeme und der Konstruktivismus

Einleitung I. Maturana 1\. Der Organismus als autopoietisches System 2\. Die Geschlossenheit des Nervensystems 3\. Kognition, Kommunikation, Beobachtung 4\. Erkenntnis II. Roth 1\. Verhältnis zu Maturana 2\. Neurobiologische Befunde und Konsequenzen 3\. Die Unwirklichkeit der »Realität« 4\. Die Konstruktivität des Wahrnehmungsapparats 5\. Physik als intendierte Realität III. Luhmann 1\. Systemtheorie 2\. Erkenntnistheoretische Überlegungen in den »Sozialen Systemen« 3\. »Operativer Konstruktivismus« Beobachtung–Differenz–Umwelt–Metatheorie Schluß: Konstruktivismus als naturale OntologieDas Thema der Arbeit ist die Frage, welche Konsequenzen im Bereich der Erkenntnistheorie sich aus denjenigen wissenschaftlichen Ansätzen ableiten lassen, die am Begriff des Systems orientiert sind. Ihr Inhalt besteht in der Darstellung systemtheoretischer Konzepte und ihrer erkenntnistheoretischen Konsequenzen bei Maturana, Roth und Luhmann, sowie in deren Kritik auf der Ebene der System- wie auch der Erkenntnistheorie, mit der Absicht, durch eigene Überlegungen einen Beitrag zur Klärung und Fortentwicklung einer systemtheoretisch angeleiteten Erkenntnistheorie zu leisten. Resultate sind, daß die überwiegend konstruktivistische erkenntnistheoretische Haltung der drei Autoren sich nur bedingt mit systemtheoretischen Argumenten rechtfertigen läßt, und daß die zugrundegelegte Theorie selbstreferentieller Systeme generell noch nicht den Stand erreicht hat, auf dem sich zuverlässig Schlüsse ziehen lassen. Abschließend wird kurz die Idee von Systemtheorie als einer »naturalen Ontologie« skizziert.Elektronische Version von 200

Kernpunkte neurowissenschaftlicher Erkenntnisse im Zusammenhang zwischen allgemeinen Mechanismen körperlicher Bewegung und kognitiven Funktionen

Zielsetzung: Anfang der 1990iger Jahre wurde weitgehend angenommen, dass positive Effekte von körperlichem Training mehr auf allgemeiner Gesundheit beruhen würden, als auf molekularen Mechanismen des Gehirns selbst. Ziel dieser Arbeit ist, thematisierte Transfereffekte körperlicher Aktivität auf kognitive Leistungen explizit an wissenschaftlichen Studien herauszustellen, Kernpunkte neurowissenschaftlicher Erkenntnisse in Assoziation zwischen allgemeinen Mechanismen körperlicher Aktivität und neuronalen Mechanismen, die kognitiven Funktionen und höheren geistigen Leistungen zugrunde liegen, repräsentativ an neuesten Forschungsergebnissen aus sportwissenschaftlicher und neurodidaktischer Perspektive zu identifizieren. Methode: Basierend auf neurowissenschaftlicher und neurodidaktischer Grundlagenliteratur wurden unter Verwendung der hermeneutischen Methode spezifische Aspekte neurowissenschaftlichen Wissens im Zusammenhang von körperlicher Aktivität und kognitiven Effekten herausgearbeitet. In diesem Kontext richtete sich der Fokus der Recherche auf aktuelle biomedizinische Studien in der Meta-Datenbank PubMed. Ergebnisse: Eine Mehrheit der durch Training aktivierten Gene sind überwiegend mit neuronaler Plastizität assoziiert; P-CREB verringerte sich signifikant bei alle mutanten Mäusen und erhöhte sich signifikant bei allen Wildtyp Mäusen die körperliches Training absolvierten, Wildtyp Mäusen exprimierten signifikant mehr BDNF-mRNA als mutierte CREBIR Mäuse im Kontext von körperlichem Training in allen fünf hippocampalen Regionen; einjähriges aerobes Training erhöhte selektiv hippocampales Volumen älterer Erwachsener, die veränderte Fitness ist assoziiert mit erhöhtem hippocampalen Volumen, BDNF ist assoziiert mit Änderungen des hippocampalen Volumens, hippocampales Volumen ist mit verbessertem räumlichen Gedächtnisses assoziiert; während Pro-BDNF nach MAX und IAT Protokollen bei Studenten erhöht ist, zeigte BDNF eine Trainingstyp abhängige Kinetik: MAX induziert eine Steigerung von 54 % sofort nach dem Training, gefolgt von einem signifikanten Rückgang 60 Minuten nach dem Ende der Intervention (38 % niedriger als Basisniveau), anders bei der IAT Intervention, mit einer deutlichen Erhöhung von BDNF bis zu 75 % vom Ausgangswert in der Erholungsphase; positive Korrelationen wurden zwischen VO2max unmittelbar nach der Trainingsintervention und (IAE) Serum BDNF, IAE Plasma BDNF und IAE Thrombozyten BDNF erkannt. Conclusio: Körperliches Training ist eine aufstrebende therapeutische Strategie. Die anwachsende Zahl an Studien zeigt, dass körperliche Aktivität die hippocampale Funktion durch die verstärkte Expression von BDNF und die Expression anderer Wachstumsfaktoren fördert und dadurch Neurogenesis, Angiogenesis und synaptische Plastizität bewirkt werden.Purpose: In the early 1990s it was widely assumed, that some of the positive effects of exercise would be more based on general health, as on molecular mechanisms of the brain itself. The aim of this work is to highlight themed transfer effects of physical activity on cognitive performance explicit in scientific studies, to identify key points of neuroscience associated between general mechanisms of physical activity and neural mechanisms underlying cognitive functions and higher intellectual achievements, on representative latest research from scientific and neuro-didactic perspective. Methods: Based on neuroscientific and neurological didactic basic literature specific aspects of neuro-scientific knowledge in the context of physical activity and cognitive effects have been worked out using the hermeneutic method. In this context, the major interest of the research is focused on current biomedical studies in the meta database PubMed. Results: The majority of genes induced by exercise are mainly associated with plasticity and synaptic structure; P-CREB markedly decreased in all mutant mice, and significantly increased in wild-type mice receiving exercise intervention, wildtyp mice expressed significantly more BDNF mRNA than CREBIR mutant mice resulting from exercise in all five hippocampal regions examined; one-year aerobic exercise training selectively increases hippocampal volume in older aldults, changes in fitness are associated with increased hippocampal volume, BDNF is associated with changes in hippocampal volume, Hippocampal volume is related to improvements in spatial memory; while the Pro-BDNF increased after both MAX and IAT protocols (students), BDNF showed a kinetics dependent on exercise type: MAX induced a 54% protein increase immediately after exercise, followed by a significant drop 60 minutes after its conclusion (38% lower than baseline), differently, in the IAT, BDNF increased significantly up to 75% from baseline throughout the recovery phase; significantly positive correlations were detected between VO2max and immediately after exercise (IAE) serum BDNF, IAE plasma BDNF and IAE platelet BDNF. Conclusions: Exercise is an emerging therapeutic strategy. Accumulating research shows that physical activity reinstates hippocampal function by enhancing the expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and other growth factors that promote neurogenesis, angiogenesis, and synaptic plasticity

Wahrnehmung - Kognition - Ästhetik

Wahrnehmung, Kognition und Ästhetik lassen sich als differente Verarbeitungs- und Ausdrucksformen einer biologischen Basisausstattung des Menschen verstehen. Ob diese stabil sind oder ob sie kulturell überformt oder gar transformiert werden, bildet die zentrale medienanthropologische Fragestellung des Bandes. Dabei wird geprüft, welcher Art die wechselseitigen Impulse sind, die zu kulturellen und biologischen Veränderungen führen können, welche Wirkung sie besitzen und welche Dauer ihnen zukommt. Diese Fragen richten sich nicht allein auf Prozesse wahrnehmungstechnischer, kognitiver oder ästhetischer Habitualisierungen, sondern thematisieren deren physiologische Voraussetzungen. Mit der Beteiligung ausgewiesener Forscher aus den Bereichen Biologie, Medizin und Hirnforschung erschließt dieser Band Neuland im Grenzgebiet der Natur- und Kulturwissenschaften