Neuronaler Determinismus


Bild: Ben Brahim Mohammed (Creative Commons)
Logische Verknüpfung von Determinismus und Naturgesetz in der Wissenschaft

Von Johannes Heinle | Richard-Dawkins-Foundation

Mit der logischen Verknüpfung von Determinismus und Naturgesetz hat die Idee des Determinismus Einzug in die Wissenschaft gehalten. Der Neurodeterminismus (auch: neuronaler Determinismus) besagt, dass alle mentalen Zustände M (insbesondere Willensentscheidungen!) durch neuronale Zustände N vollständig festgelegt sind.

1. Wissenschaftlicher Determinismus

Die Vorstellung von vollständig vorherbestimmten Prozessen hat in der abendländischen Kultur schon viele Ausprägungen erfahren und die unterschiedlichsten Weltbilder erfasst. Ob die Allmacht Gottes, historische Notwendigkeit (strenger Historizismus) oder Naturgesetze als verantwortlich für das determinierte Weltgeschehen angesehen werden, alle Formen des Determinismus sind durch eine zentrale Idee verbunden, die für sämtliche Ausprägungen charakteristisch ist: Jedes Ereignis ist vorherbestimmt!

Die Auffassung des allgemeinen Determinismus kann in folgender Weise formuliert werden: Jeder Zustand eines Systems ist zu jedem Zeitpunkt durch vorherige Systemzustände vollständig festgelegt. Der gegenwärtige Zustand Z1, der den nächsten Zustand Z2 festlegt, ist also selbst durch den vergangenen Zustand Z0 festgelegt (siehe hier: Problem der Letztbegründung). Diese Auffassung duldet keine Ausnahmen.

Sollte sich ein Ereignis finden, das nicht festgelegt ist, muss die Auffassung von einer deterministischen Entwicklung durch die des sog. Indeterminismus ersetzt werden, da nur der Indeterminismus Entwicklungen kennzeichnet, in denen nicht alle Ereignisse festgelegt sind. Daraus folgt: Der Indeterminismus kann mit einer „nur“ nahezu vollständig festgelegten oder ziemlich stark bestimmten Entwicklung verbunden sein, der Determinismus kann dies nicht.

Mit der logischen Verknüpfung von Determinismus und Naturgesetz hat die Idee des Determinismus Einzug in die Wissenschaft gehalten (wissenschaftlicher Determinismus). Die Auffassung, dass der Determinismus die notwendige Folge der Gültigkeit mathematisch formulierbarer Naturgesetze ist, hatte sich zum ersten Mal im Anschluss an die von Isaac Newton gefundenen physikalischen Gesetze herausgebildet. Dieser physikalische Determinismus, der wir auch als den ersten naturgesetzlichen Determinismus bezeichnen können, liegt in der mathematischen Struktur von Differentialgleichungen begründet, in der diese Gesetze formuliert werden. Differentialgleichungen symbolisieren eine Art deterministisches Ideal; mit mathematischer Strenge wird darin vollkommene Festlegung wissenschaftlich formuliert. Newtons Entdeckungen kamen einer Revolution der Naturbetrachtung gleich. Der außergewöhnliche Erfolg der Theorien und ihre technischen Konsequenzen bestärken die Aussicht, dass die gesamte physikalisch erfahrbare Wirklichkeit mit diesen Naturgesetzen vollständig beschrieben werden kann. Und wäre dies der Fall, das schien nur folgerichtig, ist diese Wirklichkeit vorherbestimmt.

Die Situation änderte sich mit der Entdeckung der Quantentheorie zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts. Diese Änderung hatte einen nicht minder revolutionären Charakter als die Entdeckungen Newtons einige hundert Jahre zuvor. Die Physiker begannen sogar den grundlegend anderen Charakter der neuen Theorie in der Sprache kenntlich zu machen, indem sie sämtliche physikalische Theorien wie die newtonsche Mechanik, Elektrodynamik, Thermodynamik, Optik, einschließlich der gerade erst gefundenen speziellen Relativitätstheorie gemeinsam unter dem Begriff „klassische Physik“ zusammenfassten, um sie dadurch von der Quantenphysik zu unterscheiden. Diese Unterscheidung – Quantenphysik und klassische Physik – hat sich bis heute erhalten. Als Konsequenz der Quantentheorie wurde der physikalische Determinismus durch den physikalischen Indeterminismus abgelöst (siehe u. a. Heisenbergsche UnschärferelationKopenhagener Deutung der Quanten-mechanik). Heutige Physiker gehen nicht mehr davon aus, dass die gesamte Entwicklung aller Ereignisse im Universum bereits feststeht.

2. Die neuronale Determinierung

Einige Entwicklungen können aber sehr wohl feststehen – und zwar jene, für die die indeterministische Quantenphysik keine Rolle spielt. Laut einer landläufigen Auffassung sind Quantenphänomene nur bei kleinen und kalten Systemen relevant, und da das Gehirn groß und warm ist, vertreten die meisten Wissenschaftler einen sog. neuronalen Determinismus. Der neuronale Determinismus ist der Auffassung, dass alle mentalen Vorgänge durch neuronale Vorgänge festgelegt bzw. determiniert sind. Genauer: Alle mentale Zuständen – ob bewusst, vor- und unbewusst – sind vollständig und in allen Einzelheiten durch neuronale Prozesse festgelegt. Diese für unser Selbstverständnis als Menschen folgenschwere These ist seit dem ausgehenden zwanzigsten Jahrhundert von etlichen Neurobiologen und Hirnforschern formuliert wurden, wenn auch nicht immer unter ausdrücklicher Verwendung des Namens „neuronaler Determinismus“.

Von seinen Vertretern wird der neuronale Determinismus als unausweichliche Folge naturwissenschaftlicher Erkenntnisse angesehen, als logische Konsequenz neurobiologischer Theorien über Struktur und Funktion der Gehirne und Nervensysteme. Formulierungen wie „mentale Vorgänge beruhen auf neuronalen Prozessen“ oder „mentale Vorgänge gehen aus neuronalen Vorgängen hervor“ oder auch „Gehirnfunktionen liegen mentalen Vorgängen zugrunde“, präzisieren die angenommenen Verknüpfungsverhältnisse freilich noch nicht. Gleichwohl versuchen die Autoren darin schon mehr oder weniger direkt, die vom neuronalen Determinismus angenommene zeitliche und ursächliche Aufeinanderfolge der angenommenen Gehirn-Gehirn-Verbindung auszudrücken: Zuerst findet ein Gehirnvorgang statt, der und nur der einen vollständig festgelegten mentalen Zustand hervorruft. Diese Auffassung soll durch empirische Untersuchungen bestärkt werden.

Mithilfe eines Gedankenexperiments kann das Modell des neuronalen Determinismus veranschaulicht werden: Nehmen wir an, eine Person sitzt allein in einem Raum und spricht nicht. Während einer Minute wird mit den modernsten Apparaturen die Gehirnaktivität der Person gemessen und registriert. Was die Person in dieser Minute fühlt, erinnert, denkt, erlebt – alles, was ihr in dieser Zeit einfällt und durch den Kopf geht, nennen wir die Inhaltes ihres Bewusstseins oder auch mentale Zustände. Es gibt zwei grundlegende Zugänge zu mentalen Zuständen, erstens die subjektiv-qualitative Erlebnisperspektive und zweitens die objektiv-quantifizierbare Perspektive der Wissenschaften. Dem einminütigen Strom des Bewusstseins steht damit ein einminütiger Strom registrierter Gehirnaktivitäten gegenüber. Jetzt zerschneiden wir gedanklich das einminütige bewusste Erleben in Zeitscheiben von jeweils einer Millisekunde Länge und erhalten dadurch sechzigtausend „mentale Zeitscheiben“: M1, M2, …, M60000. Innerhalb jeder Zeitscheibe sind nun die gesamten Inhalte des Bewusstseins dieser Person enthalten, die ihr in dieser Millisekunde „durch den Kopf gegangen“ sind.

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