Neue Erkenntnisse zur Bewusstseinsforschung: Theorien im Vergleich

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Erforschung des menschlichen Bewusstseins bleibt eine der größten Herausforderungen der Wissenschaft. In einem umfassenden siebenjährigen Projekt haben Forscher des Allen Institute for Brain Science zwei der führenden Theorien zur Entstehung des Bewusstseins untersucht. Die Ergebnisse werfen neues Licht auf die komplexen Prozesse, die unsere Wahrnehmung und unser Erleben formen.

Die Frage, was uns bewusst macht, beschäftigt die Wissenschaft seit Jahrhunderten. In einem bemerkenswerten Projekt haben Forscher des Allen Institute for Brain Science zwei der einflussreichsten Theorien zur Entstehung des Bewusstseins untersucht: die Theorie der Integrierten Information (IIT) und die Theorie des Globalen Neuronalen Arbeitsraums (GNWT). Beide Theorien bieten unterschiedliche Erklärungen dafür, wie das Gehirn sensorische Informationen in das subjektive Erleben umwandelt.

Die IIT, entwickelt von dem italienischen Neurowissenschaftler Giulio Tononi, postuliert, dass Bewusstsein aus der Integration von Informationen innerhalb eines Systems entsteht. Diese Theorie legt den Schwerpunkt auf den hinteren Teil des Gehirns, den posterioren Kortex, wo Netzwerke das Gewebe der Erfahrung weben. Im Gegensatz dazu argumentiert die GNWT, vertreten durch den französischen Kognitionswissenschaftler Stanislas Dehaene, dass Bewusstsein entsteht, wenn Informationen über ein Netzwerk von Gehirnregionen global zugänglich werden, insbesondere im präfrontalen Kortex.

In einem einzigartigen Ansatz der „adversarial collaboration“ haben Forscher beider Lager gemeinsam ein Experiment durchgeführt, um die Theorien zu testen. Diese Methode zielt darauf ab, durch standardisierte Methoden und verblindete Analysen Vorurteile zu minimieren und langjährige Debatten mit Daten zu klären. Das Experiment umfasste 256 Teilnehmer und nutzte eine Kombination aus funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT), Elektroenzephalographie (EEG) und Magnetenzephalographie (MEG), um die Gehirnaktivität während bewusster und unbewusster visueller Erfahrungen zu beobachten.

Die Ergebnisse des Experiments waren ernüchternd. Beide Theorien konnten einige ihrer Vorhersagen bestätigen, scheiterten jedoch in anderen Bereichen. So konnte bewusster Inhalt sowohl im posterioren als auch im präfrontalen Kortex dekodiert werden, was mit beiden Theorien übereinstimmt. Doch bei detaillierteren Aspekten, wie der Orientierung eines Gesichts, zeigte der präfrontale Kortex Schwächen, was ein Problem für die GNWT darstellt.

Die IIT sagte voraus, dass bewusster Inhalt im hinteren Teil des Gehirns so lange aufrechterhalten wird, wie ein Stimulus sichtbar ist. Die Beweise hierfür waren gemischt. Einige neuronale Signaturen im posterioren Kortex verfolgten die Stimulusdauer, aber nur eine Minderheit der Elektroden zeigte diese anhaltende Aktivität. Noch problematischer war das Fehlen einer anhaltenden Synchronisation innerhalb der posterioren Regionen, ein zentraler Anspruch der IIT.

Die GNWT hingegen erwartete deutliche „Zündungen“ im präfrontalen Kortex zu Beginn und am Ende einer bewussten Erfahrung. Diese Zündungen blieben jedoch aus. Obwohl der präfrontale Kortex aufleuchtete, wenn ein Stimulus erschien, blieb er meist ruhig, wenn er verschwand.

Die größte Errungenschaft der Studie liegt möglicherweise nicht in den Ergebnissen selbst, sondern in der Art und Weise, wie sie durchgeführt wurde. Im Gegensatz zu typischen neurowissenschaftlichen Studien, die oft von kleinen Teams durchgeführt werden, um eine Hypothese zu stützen, war dieser Ansatz von offener Wissenschaft geprägt. Die Vorhersagen wurden im Voraus öffentlich registriert, die Experimente über verschiedene Labore und Technologien hinweg repliziert, und die Theorienvertreter zogen sich von der Datenanalyse zurück, um Vorurteile zu reduzieren.

Die Implikationen dieser Forschung gehen über das Philosophische hinaus. Sie könnten Ärzten helfen, Anzeichen von Bewusstsein bei Patienten zu erkennen, die scheinbar nicht ansprechbar sind, wie etwa bei Komapatienten. Eine Studie im New England Journal of Medicine schätzte 2023, dass bis zu 25 % solcher Patienten ein „verdecktes Bewusstsein“ haben könnten, das nur mit Gehirnscans nachweisbar ist.

Obwohl das Bewusstsein weiterhin ein Rätsel bleibt, hat es nun weniger Orte, sich zu verstecken. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

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