Eine neue theoretische Arbeit legt nahe, dass die rudimentäre Empfindungsfähigkeit – das grundlegende Gefühl, ein bewusst wahrnehmender Beobachter zu sein – möglicherweise im Hirnstamm und nicht in der Großhirnrinde entsteht. Die Autoren argumentieren, dass Erkenntnisse zu Schmerzreaktionen, Narkose und neurologischen Verletzungen die Auffassung infrage stellen, bewusstes Erleben werde hauptsächlich von den äußeren Schichten des Gehirns erzeugt.
Die in The Neuroscientist veröffentlichte Arbeit stammt von Marshall Devor von der Hebräischen Universität Jerusalem und seinem Kollegen Mark Baron. Sie führt Erkenntnisse aus der klinischen Neurologie, der Evolutionsbiologie und früheren Tierversuchen zusammen; über eine neue Laborstudie wird darin nicht berichtet.
Die Autoren unterscheiden zwischen Zugangsbewusstsein, also dem Wahrnehmen bestimmter Anblicke, Geräusche und Erinnerungen, und phänomenalem Bewusstsein: dem zugrunde liegenden Gefühl, anwesend zu sein. Sie argumentieren, dass die Großhirnrinde spezifische Sinnesinformationen verarbeiten könnte, während ein Hirnstammkreislauf dieses grundlegendere Gefühl unterstützt und mitbestimmt, welchen Signalen Aufmerksamkeit geschenkt wird.
Eines ihrer zentralen Argumente betrifft den Schmerz. Die elektrische Stimulation von Bereichen der Großhirnrinde, die mit Sehen, Hören und Tasten verbunden sind, kann bei wachen Patienten Lichtblitze, Geräusche oder ein Kribbeln hervorrufen, verursacht aber nur selten Schmerzen. In einer von den Autoren zitierten Studie löste die Stimulation an nur 8 von 313 getesteten Stellen in der Insula Schmerzen aus, einer Region, die mitunter als kortikales Schmerzzentrum betrachtet wird. Im Gegensatz dazu kann die Stimulation subkortikaler Schmerzbahnen, auch solcher im Hirnstamm, Schmerzen auslösen.
Die Arbeit behandelt außerdem Fälle, in denen ausgedehnte Schäden an der Großhirnrinde bestimmte Fähigkeiten beeinträchtigten, ohne das rudimentäre Bewusstsein oder die Fähigkeit, Schmerz zu empfinden, auszuschalten. Verletzungen des oberen Hirnstamms können dagegen zum Koma führen. Diese Beobachtungen belegen nicht, wo subjektives Erleben entsteht, doch die Autoren sehen sie als vereinbar mit einer Funktion des Hirnstamms, die über das bloße Wachhalten der Großhirnrinde hinausgeht.
Devor und Baron greifen auch Nagetierexperimente wieder auf, die Devor 2001 leitete. In einer Kartierungsstudie mit 828 Mikroinjektionen bei 182 Ratten schalteten nur Injektionen in einem kleinen Bereich des oberen Hirnstamms Schmerzreaktionen, Muskeltonus und weitere mit Bewusstsein verbundene Anzeichen rasch aus. Spätere Experimente ergaben, dass sehr kleine Injektionen innerhalb von Sekunden eine Narkose bewirken konnten.
Die Auswirkungen einer dauerhaften Schädigung des Bereichs waren anders. Nachdem Forschende eine begrenzte Zellregion zerstört hatten, wachten die Ratten nach der Operation auf und behielten ihre Schlaf-Wach-Zyklen bei, reagierten jedoch weniger empfindlich auf Narkosemittel. Größere Schäden in der umgebenden Region versetzten sechs Ratten in ein irreversibles Koma; sechs Tiere mit Schäden in der Nähe, aber außerhalb des Zielgebiets, erholten sich. Die Autoren vermuten daher, dass der betreffende Schaltkreis in einem etwa 3 mal 4 Millimeter großen Bereich des mesopontinen Tegmentums liegt, der sich mit dem parabrachialen Komplex überschneidet, welcher Schmerzsignale empfängt.
Ihr Evolutionsmodell legt nahe, dass der Hirnstamm bei frühen Wirbeltieren die Fähigkeit zur Empfindungsfähigkeit entwickelt haben könnte, indem er Gewebeschädigungssignale in Schmerzerleben umwandelte. Die Autoren räumen ein, dass sich nicht mit Sicherheit feststellen lässt, ob Fische oder Reptilien Schmerz bewusst empfinden. Ihrer Annahme zufolge entwickelte sich die Säugetier-Großhirnrinde später weiter, um komplexe Anblicke und Geräusche zu analysieren; ihre Einschätzungen werden an ein bereits bestehendes System im Hirnstamm weitergeleitet, das ihre Bedeutung für das Überleben abwägt und die Aufmerksamkeit lenkt.
Die Theorie weist erhebliche Einschränkungen auf. Hirnstammschäden und Narkose sind auch mit herkömmlichen Erklärungen vereinbar, denen zufolge der Hirnstamm die Großhirnrinde wach hält; keiner dieser Befunde zeigt für sich genommen, dass subjektives Erleben im Hirnstamm entsteht. Die besonders charakteristischen Belege des Arguments betreffen den Schmerz, doch Forschende sind sich uneinig darüber, ob Teile der Großhirnrinde, darunter die hintere Insula, selbst Schmerzen erzeugen können.
Viele der Erkenntnisse erfordern außerdem, das Verhalten von Tieren oder Reaktionen von Patienten zu deuten, die nicht über ihr Erleben berichten können. An den Koma-Befunden aus den Toxinexperimenten waren nur 12 Ratten beteiligt, und die Arbeit enthält nur wenige Einzelheiten zu diesen Ergebnissen. Die Autoren haben die spezifischen Hirnstammsignale, die kortikale Aktivität möglicherweise bewusst machen, noch nicht identifiziert, und ihr Vorschlag erklärt nicht, wie biologische Prozesse subjektives Erleben aus der Ich-Perspektive hervorbringen. Sie fordern Experimente, mit denen die vorgeschlagenen Mechanismen direkt überprüft werden.
Quellen: PsyPost.