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H I R N F O R S C H U N G

Knetmasse der KulturDas Gehirn ist erstaunlich formbar. Musik und Folter, Tsunamisund Postleitzahlen hinterlassen ihre Spuren in den grauen Zellen.Das Wechselspiel von Welt und Hirn können Geistes- undNaturwissenschaftler nur gemeinsam erklärenVON Ulrich Schnabel | 10. Februar 2005 - 13:00 Uhr

Sind wir nur die Marionetten unserer Neuronen? In den Feuilletons tobt die

Auseinandersetzung darüber, ob unser Wohl und Wehe einzig von Nervenzellen und ihren

Verbindungen (Synapsen) bestimmt wird. Bunte Bilder aus dem Kernspintomografen

suggerieren, man müsse nur scharf genug ins menschliche Hirn hineinblicken, um zu

wissen, was sein jeweiliger Besitzer denkt, wen er liebt und wonach ihn heimlich gelüstet.

Die skurrilsten Auswüchse dieses Glaubens liefern Mediziner, die post mortem die Gehirne

von Albert Einstein oder Ulrike Meinhof sezieren und aus der grauen Masse herauslesen

wollen, warum der eine zum Genie, die andere zur Terroristin wurde.

Nicht nur die Argumente, auch der Verlauf der Diskussion erinnert dabei an die erbitterte

nature/ nurture-Debatte, die jahrelang um den Einfluss des Erbguts auf das menschliche

Leben geführt wurde. Damals wurde darum gestritten, ob der Mensch nur »die Marionette

seiner Gene« sei. Heute geht es um die Frage, ob dem Menschen angesichts der Ergebnisse

der Hirnforschung noch ein freier Wille zugeschrieben werden dürfe.

Dabei zeigen gerade die Ergebnisse der Neurowissenschaften, dass die Neuronen einen

Menschen genauso wenig determinieren, wie es seine Gene tun. Die Gensequenz eines

Menschen mag unveränderlich sein, doch die Aktivität der Gene wird fortlaufend durch

von außen kommende Signale gesteuert. Auch das Denkorgan ist von diesem Wechselspiel

abhängig: Umwelt und Erfahrung entscheiden darüber, welche Nervenzellen wachsen

oder verkümmern, welche Nervenverbindungen angeregt werden und wie die Architektur

unseres Gehirns beschaffen ist, die am Ende so einzigartig ist wie unser Fingerabdruck.

Wer nur Viervierteltakt hört, verlernt das Klopfen komplexer Rhythmen

Die (selbst)kritischeren Hirnforscher haben längst gemerkt, dass sie mit allzu starrem Blick

auf Strukturen und Moleküle leicht Wesentliches übersehen. Von einem notwendigen

»Perspektivenwechsel« spricht der führende deutsche Hirnforscher, Wolf Singer , der im

neu gegründeten Frankfurt Institute for Advanced Studies den Geheimnissen des Gehirns

mit interdisziplinärer Systemforschung näher kommen will. Denselben Weg, wenn auch

aus einer anderen Richtung kommend, schlagen der Altersforscher Paul B. Baltes und

der Neuropsychologe Frank Rösler ein. Sie sind überzeugt, dass sich Biologie und Kultur

nicht nur beeinflussen, sondern sogar gegenseitig erst erschaffen. Ergo muss, wer das

Denkorgan verstehen will, auch dessen soziales Umfeld betrachten. »Das Gehirn selbst

ist eine Konstruktion von biologischer Prädisposition und kultureller Wirklichkeit«, lautet

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ihre Prämisse, die sie in den sperrigen Begriff des »biokulturellen Ko-Konstruktivismus«

gekleidet haben.

Das Konzept ist selbst das Ergebnis einer Ko-Konstruktion. Beim freundschaftlichen

Streit auf einer Tagung entstand die Idee. »Ich will das Verhalten eines Menschen

verstehen«, sagte Baltes, langjähriger Direktor des Berliner Max-Planck-Instituts für

Bildungsforschung. Der Biopsychologe Rösler von der Universität Marburg hielt dagegen:

»Ich will das Gehirn verstehen.« Je länger sie redeten, umso mehr wurde ihnen klar, dass

das eine nicht ohne das andere zu haben wäre. Nun arbeiten sie gemeinsam an einem Buch,

in dem sie die These vom Ko-Konstruktivismus mit zahlreichen Forschungsergebnissen

untermauern.

Am besten lässt sich Baltes’ und Röslers Überzeugung, »dass sich die Kultur im Gehirn

real und konkret wiederfindet«, bisher anhand der Musik belegen. So zeigt etwa eine

soeben veröffentlichte Studie der Cornell University , wie sehr das Rhythmusgefühl

kulturell geprägt ist. Osteuropäer können komplexe Rhythmen besser aufnehmen

und reproduzieren als Nordamerikaner, die oft mit allem überfordert sind, was über

einen Viervierteltakt hinausgeht. Als der Psychologe Erin E. Hannon jedoch das

Rhythmusgefühl sieben Monate alter Kinder verglich, zeigten sich keine Unterschiede

zwischen Amerikanern und Europäern. Daraus schließt Hannon, dass die Entwicklung

der rhythmischen Wahrnehmung von der Hörkultur abhängt. Platt ausgedrückt: Wer nur

Marschmusik hört, versteht auch nur Marschmusik – und kann daher nur Marschmusik

produzieren.

Dass intensives Musizieren tatsächlich zu neurobiologischen Veränderungen führt, zeigen

mittlerweile mehrere Dutzend Forschungsarbeiten. Das Hörzentrum von Profimusikern

reagiert sensibler auf minimalste Tonhöhenschwankungen und Akkord-Unreinheiten –

ohne dass dies bewusst wahrgenommen wird. Bei Pianisten, die in schwierigen Stücken

(etwa in den Paganini-Etüden von Franz Liszt ) bis zu 1800 Noten pro Minute koordinieren

müssen, vergrößert sich jener Teil der Großhirnrinde, der den Tastsinn der Finger

repräsentiert. Auch bei Streichern ist dieser »somatosensorische Cortex« stärker ausgeprägt

– allerdings nur für die linke, die Greifhand. Die Rechte, die den Bogen führt, ist im Hirn

von Profimusikern und Amateuren gleich abgebildet.

Typischerweise sind diese Veränderungen umso ausgeprägter, je früher mit dem

Musizieren begonnen wird. Wer vor dem Alter von sieben Jahren zum Instrument greift,

vergrößert damit etwa das Corpus callosum, das die linke und rechte Hirnhälfte miteinander

verbindet – und steigert so möglicherweise auch die Fähigkeit zum ganzheitlichen Denken.

Aber auch im Erwachsenenalter ist das Gehirn noch formbar (plastisch). Durch intensives

Üben lässt sich oft in etwa die Hälfte des Effekts erzielen, der beim Kind möglich ist. Was

Hänschen nicht lernt, kann Hans noch zur Hälfte lernen.

Allerdings hat die enorme Plastizität des Gehirns auch ihre Schattenseiten. Bei etwa einem

Prozent aller Profimusiker wird die Karriere vorzeitig durch einen Musikerkrampf beendet.

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Die Ursache dieser »fokalen Handdystonie« findet sich im Kopf, wie der Konstanzer

Psychologe Thomas Elbert zeigte. Durch wiederholtes gleichzeitiges Stimulieren einzelner

Finger – etwa beim Klavierüben – können die entsprechenden somatosensorischen Areale

im Gehirn mit der Zeit zusammenwachsen. Die Folge: Wer etwa den Ringfinger bewegen

will, erteilt, ohne es zu wollen, dem kleinen Finger einen Impuls und umgekehrt – bis sich

die Nervenbahnen der Dauerbelastung im Krampf verweigern.

Mittlerweile hat sich Thomas Elbert einem scheinbar gänzlich anderen Gebiet zugewandt.

Nach den Musikern untersucht er nun Folteropfer und Tsunami-Überlebende. Denn auch

deren traumatische Störungen gehen mit Veränderungen im Gehirn einher (siehe Interview

folgende Seite).

Solche Exempel nähren für Baltes und Rösler die These vom »biokulturellen Ko-

Konstruktivismus«: Äußere Ereignisse ändern die Arbeitsweise des Gehirns, was auf

die Umwelt zurückwirkt. Ist – beispielsweise bei Kindersoldaten – das Gehirn durch

traumatische Erlebnisse erst einmal geprägt, können sie gar nicht mehr anders, als die Welt

durch die Brille des Traumas zu sehen. Man kann sich leicht vorstellen, welche Folgen dies

für die soziale Mitwelt hat. Wer selbst terrorisiert wurde, neigt leicht zu einer »Kultur«

des Terrors, in der unsere üblichen Regeln des menschlichen Zusammenlebens außer Kraft

gesetzt sind.

Der strenge wissenschaftliche Beweis der ko-konstruktivistischen Thesen ist allerdings

nicht ganz einfach. Zwar beruht die gesamte menschliche Evolution auf diesem

Wechselspiel von Umwelteinflüssen, Hirnleistung und kultureller Veränderung der

Umwelt. Doch um Wirkung und Rückwirkung im Einzelnen zu belegen, müsste man

Menschen schon ähnlichen Versuchsbedingungen unterziehen wie Laborratten.

Solange dies keine Ethikkommission bewilligt, sind Rückschlüsse aus Tierexperimenten

mit Vorsicht zu genießen. Dennoch zeigen diese, wie dramatisch der Einfluss der

Umwelt auf die neuroanatomische Entwicklung sein kann. Ein Leben in öder, reizloser

Umgebung führt zu Depravation. Fehlen Spielgeräte (oder Spielkameraden), entwickeln

Ratten deutlich weniger synaptische Verbindungen als Artgenossen in freier Wildbahn.

Dieser Effekt schlägt in der Jugend besonders stark durch; mittlerweile ist er jedoch

auch bei erwachsenen Tieren nachgewiesen. Und selbst der Unterschied zwischen

herausfordernden und anspruchslosen Tätigkeiten lässt sich an den Tieren zeigen.

Vergleicht man Ratten, die nur in einem Laufrad rennen, mit solchen, die in derselben Zeit

eine Geschicklichkeitsaufgabe absolvieren, zeigt sich: Bei den sturen »Laufradjoggern«

nehmen lediglich die Kapillargefäße zu, über die das Gehirn mit Sauerstoff versorgt

wird. Bei den »intelligenter« trainierenden Artgenossen dagegen zeigen sich spezifische

neuronale Veränderungen wie die Zunahme der Anzahl der Synapsen pro Volumeneinheit.

Auch der Warnhinweis »Taxifahren verändert Ihr Gehirn« wäre berechtigt

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Mittlerweile ist sogar das alte Dogma widerlegt, nach der Pubertät könnten keine neuen

Nervenzellen im Gehirn mehr entstehen. Heute ist erwiesen, dass im Hippocampus von

erwachsenen Mäusen neue Nervenzellen wachsen, wenn die Nager in eine anregende

Umwelt gebracht werden. Der Hippocampus, der in Form und Größe an ein Seepferdchen

erinnert, dient der Orientierung und damit verknüpften Gedächtnisfunktionen. Seine

degenerative Veränderung ist ein Kennzeichen der Alzheimer-Erkrankung. Die

Neurogenese in dieser Region dagegen führt, wie der Berliner Neurowissenschaftler Gerd

Kempermann demonstrierte, zu erhöhter Gehirnaktivität.

Ob sich solche Prozesse steuern und Demenzerkrankungen verhindern lassen, will

Paul Baltes in einem neuen Projekt der Max-Planck-Gesellschaft zur Altersforschung

untersuchen. Schließlich erzeuge »die ko-konstruktive Dynamik« jedes individuellen

Lebens eine »fast gigantisch anmutende Variabilität«. Ihm seien Siebzigjährige

untergekommen, die in Gedächtnistests wie Hundertjährige abschnitten – und umgekehrt.

»Mit zunehmendem Alter verliert das chronologische Alter an Definitionskraft«, folgert

Baltes.

Hinweise, dass nahezu jeder lang anhaltende Umwelteinfluss das Gehirn – und damit

das Denken – verändert, liefern auch Studien mit Postangestellten und Taxifahrern. Der

Kognitionspsychologe Thaddeus Polk von der University of Michigan hat Menschen

untersucht, die tagtäglich die Post nach Kanada sortierten. Weil kanadische Postleitzahlen

aus einer Kombination von Buchstaben und Zahlen bestehen (M5B 2C1 für Toronto ),

verwischte sich in den Gehirnen der Sortierer allmählich die Differenzierung zwischen

Zahlen und Buchstaben, die normalerweise in getrennten Hirnbereichen verarbeitet werden.

Auch der Warnhinweis »Vorsicht, Taxifahren verändert Ihr Gehirn« ließe sich

rechtfertigen. Das jahrelange Einprägen von Fahrtrouten, Einbahnstraßen und

Sehenswürdigkeiten lässt den hinteren Teil des Hippocampus schwellen, wie die Londoner

Neurologin Eleanor Maguire nachwies. Dieser Bereich ist zuständig für das räumliche

Gedächtnis. Kein Wunder, dass er umso größer ist, je mehr Berufserfahrung ein Taxifahrer

hat. Dafür verliert der vordere Teil des Hippocampus an Volumen, sodass sich die

Gesamtgröße des Gehirns nicht verändert.

Versteht man solche Erkenntnisse nicht nur als Kuriosität, belegen sie, wie jede Tätigkeit

zur biologischen Anpassung des Denkorgans führt. Das bleibt nicht ohne Folgen für die

jeweilige Weltsicht: Während der geistige Kosmos eines Taxifahrers mehr aus räumlichen

Verknüpfungen und Orientierungspunkten besteht, nimmt eine Musikerin die Welt eher als

Fülle von Klängen und Rhythmen wahr; für traumatisierte Kriegsopfer wird sie zur Quelle

ständig neuer Schrecken. Und dies gilt, wohlgemerkt, nicht im übertragenen, sondern im

neurophysiologisch nachprüfbaren Sinne.

Der eigentliche Witz dieses Mechanismus – und das ist es, worauf Rösler und Baltes

mit ihrem »biokulturellen Ko-Konstruktivismus« hinauswollen – ist jedoch, dass die

Wechselwirkung unendlich reziprok ist: Wer Musik besser wahrnimmt, weil er viel Musik

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gehört hat, macht auch bessere Musik. Wer Terror erfährt, neigt hirnphysiologisch zum

Terror.

Wie weit die gegenseitige Beeinflussung von Hirn und Umwelt gehen kann, ist noch offen.

Doch versteht man menschliches Verhalten und Denken auf diese Weise, bleibt kein Raum

mehr für einen Streit zwischen Natur- und Kulturwissenschaft. Vielmehr erweisen sich

beide Disziplinen als Verbündete in einem gewaltigen Forschungsprojekt, dessen Konturen

erst zu erahnen sind.

Eine Debatte zu diesem Thema findet online im e-Journal

COPYRIGHT: (c) DIE ZEIT 10.02.2005 Nr.7ADRESSE: http://www.zeit.de/2005/07/Kultur_2fGeist