Ist unser Gehirn eine Form von Computer?

Bei Diskussionen über die Arbeitsweise des Gehirns liegt es nahe, dass man Analogien zum Computer verwendet, weil diese die künstlichen Gebilde sind, die wohl abseits biologischer Gehirne am nächsten an einer Form von Denken herankommen.

Aus meiner Sicht ist es auch gar nicht anders vorstellbar als in dem Gehirn eine Form von Computer zu sehen, wenn auch eben mit einer gänzlich anderen Arbeitsweise.

Das hängt aber natürlich davon ab, wie eng man dies definiert. Die in der Wikipedia verwendete Definition des Computers lautet beispielsweise:

Ein Computer, auch Rechner oder Elektronische Datenverarbeitungsanlage, ist ein Gerät, das mittels programmierbarer Rechenvorschriften Daten verarbeitet.

Für mich liegt der wesentliche Faktor dabei darauf, dass das Gehirn natürlich Daten nach bestimmten Regeln verarbeiten muss. Wie sonst soll ein Gehirn sonst funktionieren? Alles andere muss schon Konzepte wie „Seele“ bedienen. Die Regeln mögen komplex sein und für uns gegenwärtig nicht nachvollziehbar und erst recht nicht nachbaubar, das ändert aber nichts, daran, dass Daten verarbeitet werden müssen.

In vielen Bereichen erschließt sich das auch ohne weiteres: Die meisten Menschen werden zustimmen, dass auf die Sehnerven treffendes Licht oder auf das Ohr treffende Schallwellen unproblematisch Daten sind, die nach Rechenvorschriften bearbeitet werden müssen, damit sie verwertbar sind. Das erfolgt bei uns vollkommen außerhalb des bewußten, es erscheint uns eine Selbstverständlichkeit, dass man sehen und hören kann, wir wissen aber aus den Versuchen, die Konzepte technisch nachzubauen, dass dies keineswegs trivial ist.

Die meisten Leute werden auch zustimmen, dass die Auswertung dieser Daten nach bestimmten Mustern erfolgt: Beispielsweise erkennen wir in bestimmten Mustern eher Gesichter, die Mustererkennung ist hypersensibel, vermutlich weil es unschädlicher ist, in einem Marmeladentoast Jesus zu sehen als in der Steinzeit ein verborgenes Gesicht nicht zu erkennen. Wir erkennen auch Bewegungen sehr schnell und fokussieren auf diese etc.

Es dürfte also recht unstreitig sein, dass bestimmte Teile unseres Gehirns schlicht Daten nach einem Programm verarbeiten und uns die Ergebnisse dieses Arbeitsprozesses zur weiteren Verwendung in aufgearbeiteter Form zur Verfügung stellen.

Wie dabei eine Vielzahl optischer Täuschungen und Tricks zeigen ist das Ergebnis dabei keineswegs ein Eins zu Eins Abbild der Realität, es erscheint uns aber so, weil wir es so sehen.

Genauso scheinen mir viele andere Prozesse einer Datenverarbeitung aufgearbeitet zu werden.

Hier mal ein Beispiel:

Ein Datensatz der verarbeitet werden muss

Wir entnehmen diesem Bild erst einmal verschiedenes

• Es ist ein Mensch (auch wenn es eigentlich ein Bild an einem Computerbildschirm ist und zwar in der speziellen Form einer Frau (unsere Geschlechtererkennung funktioniert üblicherweise hervorragend)
• Wir erkennen Signale für Fruchtbarkeit aus all den eintreffenden Lichtwellen, etwa die Brüste, der flasche Bauch, die großen Augen und vollen Lippen, das schöne Haar, die weibliche Stundenglasfigur, die reine Haut, die Symmetrie der Gesichtszüge.
• Der Blick und die Mimik: der direkte Blick in die Augen deuten auf eine gewisse Fokussierung auf eine Person, das leichte Lächeln wird ebenfalls als Muster erfasst und verarbeitet werden.

Ich bezweifele, dass wir diese Datenverarbeitung tatsächlich ausschalten können. Die so erarbeiteten Daten dürften dann weiter gefiltert werden und es hängt vom Kontext ab, welche Datenverarbeitung einsetzt

• Ein heterosexueller Mann, dem sich eine Frau in dieser Weise gegenüber an dem Stand liegt wird wohl den Blick und die ganze Ausrichtung als sexuelles Interesse deuten und es könnten Subroutinen wie „Erregung“ „Angst vor sozialer Blamage“ „und „Was kann ich machen, damit sie mich will?“ angeworfen werden
• Ihr Liebhaber wird hingegen die Subroutine „Angst vor sozialer Blamage“ nicht mehr bemühen müssen, da in diese Richtung keine Signale mehr gesendet werden, er wird sich vielleicht ganz auf Erregung konzentrieren oder das Erregungssignal wird bereits weitaus schwächer wahrgenommen, weil die Subroutine es als bekannt erkennt und es daher eine geringere Aufmerksamkeit eingeräumt bekommt
• Eine andere Frau, die mit ihr und einem potentiellen für beide interessanten Mann am Strand liegt wird die Signale ebenso empfangen und bei ihr gehen die Subroutinen „Konkurrenzbewertung“ und „Erlangung sozialer Dominanz oder Beschwichtungs- und Unterwerfungsgesten?“ oder „was kann ich machen um besser dazustehen und ihn für mich zu gewinnen“ oder „welche Anzeichen bestehen bei ihm dafür wie er uns bewertet?“ an.
• eine liberale Mutter mag „Stolz“ empfinden und entsprechende Subroutinen dazu abarbeiten, eine konservative Mutter mag Routinen anwerfen, die auf „Welche Bewertungen nehmen andere Leute aufgrund der knappen Bekleidung vor und was sagt das über mich und meine Familie aus?“
• etc

All diese Bewertungen sind erst einmal die Folge von Daten, die wir aufnehmen, verarbeiten, bei denen wir das Produkt der Bearbeitung wieder anderen Routinen zur Verfügung stellen.

Vielleicht hat die Bewertung als Konkurrentin bei der anderen Frau zB zur Folge, dass sie aufgrund der größeren Schönheit eingeschüchtert ist und ihr das Feld überlässt, vielleicht hat es zur Folge, dass sie selbst die Brust etwas rausdrückt und mehr lächelt als es sein Witz eigentlich hergibt, vielleicht schlägt sie ihm vor schwimmen zu gehen um so ein Gespräch zu verhindern. Auch all dies kann man als Rechenoperation aufgrund einer Chancenanalyse aus den Daten über die Situation darstellen, unabhängig davon, ob man einen „freien Willen“ annimmt oder ob man dabei wiederum andere Faktoren einfließen lässt.

Es müssen jedenfalls Daten verarbeitet und deren Produkte, erkannte Bewertungen und Muster wieder in neue Kalkulationen eingestellt werden, es muss also nach bestimmten Regeln eine Datenverarbeitung erfolgen.

Dabei scheint mir die „Computeranalogie“ auch unproblematisch mit einem Modell vereinbar zu sein, welches biologisch abgespeichterte evolutionär entstandene Regeln oder aber sozial erkannte und dann im Gehirn gespeicherte Regeln berücksichtigt. Denn wenn wir die obige Definition von Computer nehmen, dann ist es relativ egal, ob es sich um nicht zu bearbeitende Firmware handelt oder um computerlesbare Regeln, die einer bestimmten Programmiersprache folgend auf der Festplatte abgelegt worden sind. Es ist auch unproblematisch denkbar, dass bestimmte Regeln fest sind und durch soziale Daten verfeinert oder angepasst werden können.

Das mag man sich als Spielekonsole vorstellen, bei der bestimmte Daten gespeichert und gewisse Mods installiert werden können oder als Programm, in das bestimmte eigene Regeln eingegeben werden  können, die einen (ggfs umfassenden) Teil des Programmes modifizieren und anpassen können.

Bei meinem letzten Artikel dazu  hatte DJAdmoros noch folgendes zu dem Thema kommentiert:

Ich lasse die Frage nach der Brauchbarkeit der Computermetapher des Gehirns mal beiseite, weil die schon sehr gut kommentiert worden ist. Ich frage mich, was eigentlich das Explanandum der Argumentation ist: welche Problemstellung soll beantwortet werden?

Meinem Eindruck nach steckt das Explanandum in Formulierungen wie den folgenden:

»Eine Regel, die biologisch abgespeichert ist, kann auch über evolutionäre Vorgänge entstehen«

und

»Damit kann Biologie unser Handeln in gleicher Weise bestimmen, wie erlernte Regeln«

Anscheinend geht es um die These, biologisch verankerte Verhaltensgründe auch für denjenigen Bereich menschlichen Verhaltens plausibel zu machen, der üblicherweise als ein Produkt kultureller Steuerungs- und Selbststeuerungsprozesse gilt.

Die Computermetapher ist dem Ziel insofern dienlich, als sie es gestattet, die Arbeitsweise des Gehirns auf einen einzigen modus operandi, nämlich einen computeranalogen, zu begrenzen.

Der Haken an der Sache ist jedoch, dass nach Auskunft der Neurophysiologen (meine Referenz ist hier wieder Gerhard Roth, z. B. »Fühlen, Denken, Handeln«) das Gehirn in verschiedene funktionelle Bereiche differenziert ist, die ein unterschiedliches »evolutionäres Alter« aufweisen und die auf unterschiedliche Art und Weise arbeiten. Grob gesagt sind dies das vegetative Nervensystem (Kleinhirn), das limbisch-emotionale Gehirn und die Großhirnrinde, zu der insbesondere der assoziative Cortex gehört.

Hiervon ist das Kleinhirn »festverdrahtet«, das emotional-limbische System teilweise durch frühkindliche Erfahrungen prägbar und der assoziative Cortex, um bei der Computermetapher zu bleiben, »frei programmierbar«. Dem entsprechen Stufen der Persönlichkeitsentwicklung:

»Im strengen Sinne genetisch determiniert scheint die Persönlichkeit zu 40 bis 50 Prozent zu sein; ca. 30 bis 40 Prozent gehen auf das Konto von Prägungs- und Erlebnisprozessen im Alter zwischen 0 und 5 Jahren. Nur zu etwa 20 bis 30 Prozent scheint die Persönlichkeitsstruktur durch spätere Erlebnisse beeinflusst zu werden.« (Roth, a.a.O. S. 411)

Ich glaube, dass da nicht bedacht wird, dass die Systeme nicht vollkommen unabhängig sind, dass also quasi bestimmte Fragen allein durch „alte Gehirnbereiche“ und andere Fragen durch „neue Gehirnbereiche“ bestimmt werden. Eher halte ich das oben geschilderte Modell für realistisch, bei dem bestimmte Systeme Daten interpretieren und dann dem „Entscheidungsorgan“ vorlegen, allerdings nicht einfach zur freien Entscheidung, sondern mitunter mit einer Alarmsirene, die sich nicht einfach abschalten lässt, mit einem Hinweis „Dringend, sofortige Bearbeitung“ oder als Lagebericht, der die Entscheidung deutlich beeinflusst.

Es gibt hier das Bild von dem Elefanten und dem Reiter und in vielen Situationen ist es der Elefant schwer umzulenken:

Dort geht es unter anderem darum, ob unser logisches Denken oder unser unterbewußtes, emotionales, instinktives Denken unser Handeln beherrscht. Dazu wird die Metapher des Elefanten und seines Reiters bedient:

Der Elefant ist das unterbewußte, emotionale, instinktive Denken, der Reiter das logische Denken. Nun besteht die Möglichkeit, dass der Reiter nur auf dem großen und schweren Elefanten sitzt und all seine Bemühungen, den Elefanten in einer andere Richtung zu bewegen, egal sind, wenn der Elefant nicht in diese Richtung will oder aber der Elefant kann den Vorgaben seines Reiters willig folgen.

In dem Buch kommt Haidt zu dem Schluß, dass der Reiter einen geringen Einfluss hat, der Elefant gibt den Weg vor. Der Reiter muss sich bestimmte Schwankungen des Elefanten zu Nutze machen und ihn dann, wenn er gerade in eine bestimmte Richtung schwankt, in diese lenken. Häufig bleibe dem Reiter aber sogar nichts anderes übrig als hinterher eine Begründung dafür zu suchen, warum er ebenfalls genau in diese Richtung wollte (sprich: unser Gehirn rationalisiert nachträglich bestimmte emotionale Entscheidungen als vernünftig).

Ein anderes Interview mit einem Neurobiologen geht in eine ähnliche Richtung:

Dass es keinen freien Willen im klassischen Sinn gibt, heißt ja noch lange nicht, dass unser Gehirn so vorhersagbar ist wie ein Räderwerk. Auch die betreffenden Neurobiologen lassen etwas Freiheit und Raum für Kreativität. Nein, ich denke, das Einzige, wogegen sie zu Recht Sturm laufen, ist die dualistische Idee, derzufolge es einen von der Materie losgelösten Geist gibt, der Entscheidungen treffen kann. (…)

Die Physik weiß seit hundert Jahren, dass die Welt nicht streng deterministisch ist. In jedem System gibt es ein Hintergrundrauschen, teils durch Quanteneffekte bedingt, immer aber auch durch die thermische Bewegung. Das macht es prinzipiell unmöglich, den Lauf der Welt exakt vorauszuberechnen. Wir glauben nun, in unseren Versuchen Hinweise gefunden zu haben, dass das Gehirn dieses Hintergrundrauschen nutzt und je nach Bedarf verstärken kann. Wie das funktioniert, wissen wir bisher nicht, aber ich stelle es mir im Prinzip als eine Art Zufallsgenerator mit regelbarem Verstärker vor.(…)

Zum Zufallsgenerator kommt eine Selektionsebene hinzu. Entscheidung wäre dann ein zweistufiger Prozess: Erst werden Verhaltensoptionen generiert, dann wird mit Hilfe des Willens eine Auswahl getroffen.(…)

Studien zeigen, dass auch viele menschliche Entscheidungen hinterher vom Bewusstsein rationalisiert werden. Da wir nicht wissen, wie das Bewusstsein funktioniert, können wir auch nicht wirklich sagen, welchen Einfluss es hat. Klar ist nur, dass manches schon wegen der Laufzeiten bestimmter Nervensignale längst entschieden ist, bevor das Bewusstsein eingreifen kann. Aber hier wird nun noch mal der Unterschied von meinem Begriff und dem landläufigen Verständnis deutlich: Freier Wille nach meiner Definition ist unabhängig vom Bewusstsein!(…)

Mit der Willensfreiheit haben wir einen Begriff, der ausdrückt, dass wir Verhaltens- oder Entscheidungsoptionen haben. Andere Kollegen bezweifeln, dass das Rauschen eine zentrale Rolle spielt. Es Freiheit zu nennen, sei doch reichlich übertrieben. Ich hoffe allerdings, dass wir mit unseren Forschungen zeigen können, dass es eine zentral ins Gehirn eingebaute Funktion ist. Wenn ich neuronale Mechanismen für die Variabilitätskontrolle finde, dann wäre das ein Hinweis darauf, dass es eben kein Nebeneffekt ist, sondern ein von der Evolution selektiertes, bedeutsames Merkmal. Meine Hypothese ist sogar, dass es die Hauptaufgabe des Gehirns ist, die Balance zwischen Freiheit und Determinismus zu finden.(…)Wahrscheinlichkeiten sind äußerst selten genau null oder eins. Wie groß Ihre Chance war, hängt natürlich davon ab, ob Sie zum Beispiel schokoladensüchtig sind oder jemand mit der Pistole Sie gezwungen hat. Aber ganz auszuschalten ist die Variabilität nie.

Ich hatte es auch einem unter der Abgrenzung „Führen durch Auftrag und Führen durch Befehl“ diskutiert:

Das Führen über Befehl hat den Vorteil, dass man bestimmte Handlungen schnell erreicht und nicht davon abhängt, dass der Soldat die falschen Überlegungen anstellt. Das Führen durch Auftrag hat hingegen den Vorteil, dass der Soldat flexibler agieren kann und auf unvorhergesehene Umstände besser reagieren kann. Beide Prinzipien lassen sich auf die Steuerung durch Reflexe, Instinkte und Wünsche übertragen. Ein Reflex ist geeignet, wenn eine Reaktion möglichst schnell erfolgen soll. Nährt sich ein Objekt sehr plötzlich und schnell oder taucht ein anderer Mensch sehr plötzlich und schnell vor einem auf, dann ist es sicherer zunächst zurückzuzucken als die Lage zu analysieren. Wenn man nahezu alles frisst, was sich bewegt und die richtige Größe hat und vorbeifliegt, dann lohnt sich ein diesbezüglicher Schnappreflex. Das menschliche Leben erfordert allerdings wesentlich komplexere Entscheidungen. Dies dürfte auch daran liegen, dass die Gegenspieler intelligenter sind und daher ein verdrahtetes Verhalten zu schnell durchschauen und ausnutzen könnten. Wer immer gleich reagiert ist berechenbar, wer sich neue Wege ausdenken kann nicht. In dieser Hinsicht ist einfreier Wille sinnvoll. Allerdings ist es aus der imaginären Sicht der egoistischen Geneweiterhin wichtig, dass die Ziele “Weitergabe der Gene” erhalten bleibt.

Um so komplexer die Reaktionen des anderen und um so komplizierter die Situation um so günstiger ist die “Führung über Auftrag”. Wünsche sind daher nichts weiter als eine Auftragserteilung und die Intensität der Wünsche kann steuern, welche Priorität ein Wunsch hat. Dabei sind Maßstab für die Intensität des Wunsches – die Notwendigkeit der Wunscherfüllung – die Einfachheit der Wunscherfüllung Wer seit 2 Tagen nichts gegessen hat, der wird hungriger sein als jemand, der vor einer Stunde gegessen hat. Weil die steinzeitliche Erfahrung besagt, dass die Notwendigkeit für eine Wunscherfüllung steigt. Wer gut gegessen hat, aber etwas besonders nahrhaftes sieht, was er sich einfach nehmen kann, der mag noch einmal Hunger bekommen, weil eine solch gute Gelegenheit nicht ungenutzt bleiben sollte (vielleicht der Grund, warum Nachtische meist sehr Kalorienreich sind: Sie verführen uns so eher zum Essen trotz eigentlicher Sättigung (“etwas süßes geht immer”)). Die Vorgabe “Hunger” ermöglicht uns beliebige Wege einzuschlagen, sei es Jagd, die Suche nach Früchten etc oder das Einkaufen in einem Supermarkt. Es ermöglicht uns in der heutigen Welt unsere Planung so auszurichten, dass wir einer bestimmten Tätigkeit nachgehen, die kein Essen produziert, aber über das dafür erzielte universelle Tauschmittel Geld Lebensmittel zu erwerben. Dies wäre über einen Schnappreflex natürlich nicht möglich.

Eine andere Theorie zum Thema freien Willen stellt darauf ab, dass wir zwar meinen frei handeln zu können, aber gleichzeitig nicht auf eine Weise handeln, die wir als unlogisch ansehen.

Wenn wir auf eine bestimmte Weise handeln, dann muss uns dies zumindest logisch erscheinen oder wir müssen einen Grund, und sei es ein irrationales Gefühl, dafür erkennen können. Tatsächlich irrationales Verhalten in dem Sinne, dass wir etwas ohne Sinn machen können, kommt insofern nicht vor. Auch das würde gut dazu passen, dass wir eine Berechnungsoperation durchführen, in der wir zu einem Ergebnis auf der Grundlage bestimmter Daten gelangen, welches wir als beste Handlungsmöglichkeit bewerten.

DJAdmoros führt dann weiter aus:

Unabhängig davon, ob sich die grundsätzliche Funktionsweise neuronaler Netzwerke auf eine Computeranalogie bringen lässt oder nicht, liegt der entscheidende Unterschied in den unterschiedlichen Freiheitsgraden (in der Computermetapher: dem Grad der »Überschreibbarkeit«) der zerebralen Funktionsbereiche. Auch höhere geistige Prozesse haben ein biologisches Substrat, eine korrelierte neurophysiologische Aktivität. Aber sie unterscheiden sich von anderen neurophysiologischen Aktivität durch den Grad ihrer Offenheit für extrinsische Information, also für solche Information, die nicht von einem individuellen Gehirn, sondern von mehreren sprachlich miteinander gekoppelten, koordinierten Gehirnen erzeugt wurde.

Und Lernprozesse dieser Art haben die zusätzliche Eigenschaft, dass sie die Zeithorizonte evolutionärer Anpassung unterlaufen. Die Frage, ob diese Regeln auch durch biologische Evolution entstehen könnten, ist daher müßig und falsch gestellt. Kulturelle Regeln ermöglichen Verhaltensanpassung in Zeithorizonten, für die evolutionäre Prozesse zu langsam sind. Dieser wesentliche Unterschied wird durch eine Computermetapher des Gehirns verwischt, denn die »Software« auf dem Gehirn lässt sich nicht beliebig neu in den Speicher schreiben.

Evolutionär entstandene »Regeln« bleiben also nur in solchen Bereichen wirksam, die auch unter Bedingungen kultureller Variabilität konstant bleiben müssen – und das ist primär alles, was die Fortpflanzung betrifft, denn ohne biologische Fortpflanzung stirbt notwendigerweise auch die jeweilige Kultur aus. Darüber hinaus betrifft es auch die geschlechtsspezifische Arbeitsteilung – aber eben nur genau soweit, wie diese Arbeitsteilung nicht von höheren Bildungsgütern abhängt. Je mehr eine Gesellschaft sich zu einer »Wissensgesellschaft« entwickelt, in der Wissen und Bildung strategische Ressourcen für den Wettbewerbserfolg einer Gesellschaft darstellen, desto stärker wird sich die geschlechtsspezifische Arbeitsteilung und die kulturelle »Ordnung der Geschlechter« verwischen. Ohne dass man darum – wie das im Feminismus geschehen ist – die Erwartung ihrer vollständigen Aufhebung entwickeln müsste.

Das ist aus Sicht des Evolutionsbiologen sehr unsauber formuliert und das in doppelter Hinsicht:

1. Evolution kann nicht planen. Regeln können also nicht vor dem Hintergrund erstellt werden, dass sie demnächst vielleicht kulturell geändert werden könnten. Sie können allenfalls vor dem Hintergrund wandelbar gehalten werden, dass sie sich bereits mehrfach und immer wieder geändert haben.
   Auf erst neuerdings eintretende Änderungen – etwa die erst in der Neuzeit auftretende Entwicklung, dass Mann und Frau wesentlich unabhängiger sind und zudem Sex und Schwanger werden strikt getrennt werden kann – kann die Evolution nur dann reagieren, wenn sich daraus ein entsprechender Selektionsdruck ergibt und ein hinreichend langer Zeitraum vergangen ist. Die „Neuzeit“ dauert aber gerade einmal selbst bei optimistischer Rechnung 6 Generationen an. Evolutionär gesehen sind das Sekunden.
2. Nahezu alles ist von Fortpflanzung betroffen – wir sind Genvehikel, deren gesamter Aufbau nur den Zweck hat, Gene in die nächste Generation zu bekommen. Die Fortpflanzung ist in Graden in unsere Kultur eingebunden, die gerne übersehen wird – Statuserlangung, Signalling, Kooperation, alles dient der Fortpflanzung. Unsere Gesellschaft kann nicht einfach so unabhängig von unserer Biologie werden, weil Bewertungsroutinen, Attraktivitätsroutinen, Routinen für das Anzeigen von hohen Status und unsere Wünsche und Begehren in gewisser Weise biologisch selbst erhaltende Systeme sind, gegen die eine Selektion kaum möglich ist. Das mag nach einer sich selbst begründenden Regel klingen, aber das ist eben bei einem Selbstläuferprozess im Rahmen der sexuellen Selektion der Fall.

Wir werden daher allenfalls dazu kommen, dass wir die biologischen Regeln neu ausgestalten können oder neue Wege finden unsere Wünsche und Bedürfnisse zu befriedigen oder Werte zu signalisieren. Was früher Seidenstoffe waren mag heute das neuste Smartphone, sein, aber Signalling mit Luxusgütern an sich bleibt bestehen.

Die Routinen, nach denen unser „Biocomputer“ Bewertungen vornimmt, werden insofern mit neuen Daten gefüttert, die Routinen bleiben aber in vielen Fällen gleich.