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Neurobiologie - kognitive Neurobiologie
Untersuchung des Baus, der Funktion und der Entwicklung von Nervenzellen (Neuronen) und ihrer Bausteine, von Nervenzellenverbänden und von Nervensystemen.
Kognition
Die Frage, was Kognition ist, ist schon schwieriger zu beantworten, obwohl dieser Begriff inzwischen in Mode gekommen ist. Weder in der Psychologie, der Informatik, den Computerwissenschaften und der Linguistik - Bereiche die als traditionelle Kognitionswissenschaften (Cognitive Science) betrachtet werden - noch in den Neurowissenschaften gibt es eine verbindliche oder auch nur allgemein akzeptiert der Definition von "Kognition" bzw. "kognitiv". Die ursprüngliche, aus der Vermögenspsychologie des 18. und 19. Jahrhundert stammende Festlegung des Begriffs "Kognition" bezeichnet Phänomene des Erkenntnisvermögens, worunter Vorgänge wie Wahrnehmen, Denken, Verstehen und Urteilen fallen. Gemeinsam ist diesen Vorgängen die "Orientierung des Organismus in seiner Umgebung als der hauptsächlichen Grundlage für angepasste Verhalten". Ein solches Verständnis von Kognition erscheint mir sehr brauchbar, des hebt die Funktion von Kognition im Rahmen der Lebens- und Überlebenssicherung hervor.
Gegenwärtig wird der Begriff jedoch häufig im Sinne von "kategorieller Wahrnehmung", " Denken, bewusster Wahrnehmung, Repräsentation und Intentionalität gebraucht. Innerhalb der "Computational Theory of Mind" Jerry Fodors wird er mit algorithmischer Symbolverarbeitung gleichgesetzt und damit bewusst auf Leistungen des Menschen (bzw. auf vom Menschen hergestellte Information verarbeitende Systeme wie Computer) eingeschränkt.
Alle kognitivistischen Konzepte grenzen sich von dem lange Zeit dominierenden behavioristischen Ansatz ab. Seit den sechziger Jahren reifte in vielen Psychologen und Verhaltensforschern die Einsicht, dass ein rein behavioristischer Ansatz unzureichend ist, und komplexes tierisches und menschliches Verhalten zu erklären. Man sah, das hierfür Annahmen über das als "kognitiv" bezeichnete interne Zustände notwendig sind. Man entdeckte, dass die Beziehung zwischen Reiz und Reaktion bei Mensch und Tier durch "intervenierende Variablen" veränderbar sind. Diese beziehen sich auf innere Zustände wie Vorwissen, Aufmerksamkeit, Erwartungshaltungen, Weltmodellen und Handlungsstrategien.
Diejenige Psychologie, welches sich mit derartigen internen Zuständen beschäftigte, konnte nunmehr als Kognitionspsychologie bezeichnet werden. Es stellt sich die Frage, wie man angesichts dieser komplizierten Begriffsgeschichte den Begriff "Kognition" nutzbar machen kann. Ihn als zu schillernd abzulehnen, wie einige Kritiker meinen, ist voreilig; vielmehr sollten wir versuchen, ihn genauer zu fassen. Zwei Positionen erscheinen dabei von vornherein unbrauchbar
Die erste Position besteht in der Auffassung, Kognition komme nur dem Menschen zu, etwa im Sinne von bewusster geistiger Tätigkeit, Erkenntnis, Wissen oder Einsicht. Eine Variante dieses anthropozentrischen Standpunktes ist die in der "Computational Theory of Mind" übliche Definition von Kognition als "regelgeleiteter Symbolverarbeitung" im Rahmen logischer Satzstrukturen.
Daraus würde folgen, dass neben dem Menschen auch Computer als kognitive Systeme anzusehen sind, da sie Information "propositional", das heißt logisch-satzhaft, verarbeiten. Für Tiere würde dies jedoch nicht gelten und für den neurobiologisch ausgerichteten Kognitionswissenschaftler ist daher das am Computerparadigma orientierte Modell der Informationsverarbeitung von begrenztem Nutzen und kann keineswegs als Vorbild für kognitive Leistungen gelten. Zudem wird bei diesem Ansatz die Tatsache unterschlagen, dass Computer Systeme sind, die ausschließlich syntaktische Operationen durchführen, deren Bedeutung aber erst durch den menschlichen Benutzer konstituiert werden.
Die zweite, entgegengesetzte und ebenso nicht akzeptable Position besteht in der Gleichsetzung von Kognition unter Erregungsverarbeitung in Nervensystemen. Bei einer solchen Gleichsetzung muss jeder Erregungszustand im Nervensystem als kognitiv bezeichnet werden, es gebe dann im gesamten Nervensystem keine Aktivität, die nicht kognitiv ist, einschließlich der molekularen Prozesse an Synapsen. Damit aber würde der Begriff kognitiv wertlos werden.
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1. Kognition kommt keineswegs nur dem Menschen zu; umgekehrt ist es nicht sinnvoll, alles, was im Gehirn geschieht, als kognitiv zu bezeichnen;
2. Kognition erwächst aus rein physiologischen Prozessen auf zellulärer und subzellulärer Ebene sowie aus präkognitiven Leistungen und ist deshalb von letzteren nicht scharf abgrenzbar;
3. Kognition bezieht sich auf komplexe, für den Organismus bedeutungsvolle, das heißt für Leben und Überleben relevante und deshalb meist erfahrungsabhängige Wahrnehmung und Erkenntnisleistungen. Diese arbeiten in der Regel mit Repräsentation im Sinne einer "Stellvertretung" sowie mit rein internen "Modellen" der Welt und der Handlungsplanung, gleichgültig ob diese bewusst oder unbewusst sind.
Wir müssen in diesem Zusammenhang davon ausgehen, dass auch bei uns Menschen das allermeiste, was unserer Interaktion mit der Umwelt steuert, unseren bewussten Erleben nicht zugänglich ist. Kognitive Neurobiologie ist demnach derjenige Teil der Neurobiologie, der sich in Zusammenarbeit mit anderen Disziplinen, vor allem der experimentellen und kognitiven Psychologie, mit den neurobiologischen Grundlagen kognitive, bedeutungshafter Leistungen beschäftigt.
Ich werde zeigen, in welcher Weise Kognition einerseits auf nicht-kognitiven neuronalen Prozessen aufbaut beziehungsweise aus ihnen entsteht und andererseits auch komplexe Leistungen umfasst, die als typisch menschliche Kognition angesehen werden. Es ist dabei zweckmäßig, zwischenfolgenden Zuständen zu unterscheiden:
1. rein physiologische Ereignisse, z. B. Prozesse an Zellmembranen und Synapsen, die als Grundelemente kognitive Prozesse verstanden werden können.
2. Neuronale Prozesse auf der Ebene einzelner Zellen innerhalb kleiner Zellverbände: Wellenlängen-, Orientierung- oder Tonhöhen spezifische Antworten von Nervenzellen, ebenso einfache Reizreaktionsbeziehungen wie im mono- synaptische Reflexe, Habituation und Sensitivierung auf Einzelzellbene.
3. Präkognitive Prozesse wie Konstanzleistungen (Farbkonstanz, Formkonstanz), einfache Wahrnehmungsprozesse wie Figur-Hintergrund-Unterscheidung oder das " automatisierte" Segmentieren komplexer Szenen nach "einfachen" bzw. "guten" Gestalten, das Erkennen von "einfachen" Ordnungen, Mustern und Objekten derartige präkognitive Prozesse laufen prinzipiell vorbewusst ab.
4. Kognitive, das heißt bedeutungshafte Prozesse: diese umfassen,
a) integrative, häufig multisensorische und auf Erfahrung beruhende Erkennungsprozesse;
b) Prozesse, die das Erkennen individueller Ereignisse und das Kategorisieren bzw. klassifizieren von Objekten, Personen und Geschehnissen beinhalten;
c) Prozesse, die bewusst oder unbewusst auf der Grundlage "interner Repräsentationen" (Modelle, Vorstellungen, Karten, Hypothesen) ablaufen;
d) Prozesse, die eine zentrale, erfahrungsgesteuerte Modulation von Wahrnehmungsprozessen beinhalten und deshalb zu variablen Verarbeitungsstrategien führen;
e) Prozesse, die Aufmerksamkeit, Erwartungshaltungen und aktives explorieren der Reizsituation voraussetzen oder beinhalten;
f) "mentale Aktivitäten" im traditionellen Sinne wie Denken, Vorstellen, Erinnern.