Nehmen wir an, Marsmenschen landen auf der Erde und möchten mehr über Menschen erfahren. Jemand übergibt ihnen eine Kopie der kompletten Werke von Shakespeare und sagt: "Wenn du verstehst, was da drin ist, wirst du alles Wichtige über uns verstehen."

Die Marsianer machen sich an die Arbeit - sie stellen riesige Ressourcen zur Verfügung, um jedes Detail dieses großartigen Buchs aufzuzeichnen, bis sie schließlich wissen, wo jedes "e", jedes "a", jedes "t" auf jeder Seite ist. Sie bleiben verwirrt und kehren zur Erde zurück. "Wir haben dieses Buch vollständig charakterisiert", sagen sie, "aber wir sind immer noch nicht sicher, ob wir Sie wirklich verstehen."

Das Problem ist, dass das Charakterisieren einer Sprache nicht dasselbe ist wie das Verstehen, und dies ist das Problem, mit dem auch Hirnforscher konfrontiert sind. Neuronen (Gehirnzellen) verwenden eine Art Sprache, einen "Code", um miteinander zu kommunizieren, und wir können diesen Code anzapfen, indem wir auf ihr "Geplapper" hören, während sie winzige Stromausbrüche (Nervenimpulse) abfeuern. Wir können diesen Chatter aufnehmen und alle seine Eigenschaften dokumentieren.

Wir können auch die Position jedes einzelnen Neurons und aller seiner Verbindungen und seiner chemischen Boten bestimmen. Wenn wir das getan haben, werden wir immer noch nicht verstehen, wie das Gehirn funktioniert. Um einen Code zu verstehen, müssen wir diesen Code in der realen Welt verankern.

Ort, Speicher und Verwaltung

Wir verankern leicht Shakespeares Code (wir finden heraus, dass "Julia" sich auf eine bestimmte junge Frau bezieht, "Romeo" auf einen bestimmten jungen Mann), aber können wir das für das Gehirn tun? Es scheint, wir können es. Indem Forscher das Geplapper von Neuronen aufzeichnen, während Tiere (und manchmal auch Menschen) die Aufgaben des täglichen Lebens ausführen, haben Forscher entdeckt, dass es Regionen gibt, in denen der neuronale Code in bemerkenswert einfacher Weise mit der realen Welt in Beziehung steht.

Das bekannteste davon ist der Code für "Ort", der in einem kleinen und tief vergrabenen Teil des Gehirns entdeckt wurde Hippocampus. Ein gegebenes Hippocampus-Neuron beginnt wütend zu plappern, wenn sein Besitzer (Ratte, Maus, Fledermaus, Mensch) an einen bestimmten Ort geht. Jedes Neuron neigt dazu, an einem bestimmten Ort (nahe der Tür, auf halber Strecke einer Wand) am meisten aufgeregt zu sein, und so kann eine große Ansammlung von Neuronen zwischen ihnen bereit sein, für irgendeinen Ort in der Umgebung zu sprechen. Es ist, als ob diese Neuronen den Raum kodieren, um etwas zu bilden, das einer mentalen Karte ähnlich ist.

Um herauszufinden, wo Sie sind, konsultieren Sie einfach Ihren Hippocampus und sehen, welches Neuron aktiv ist. (In der Praxis sind natürlich viele Neuronen an diesem Ort aktiv und nicht nur einer - sonst würde jedes Mal, wenn ein Neuron starb, ein kleines Stück Ihrer Karte verloren gehen.) Diese Neuronen im Hippocampus werden als "Ortsneurone" bezeichnet sind bemerkenswerte Entitäten, die nicht nur die Grundlage für unsere mentale Landkarte des Raumes um uns herum bilden, sondern auch für die Erinnerung an die Ereignisse, die in diesem Raum stattfinden - eine Art biografischer Aufzeichnungen. Ihre Bedeutung zeigt sich in der schrecklichen Desorientiertheit und Amnesie, die sich aus ihrer Degeneration bei der Alzheimer-Krankheit ergeben. Wenn das Gehirn seine Verbindung zu seinem Platz in der Welt und zu seiner Vergangenheit verliert, verliert sein Besitzer jedes Selbstgefühl.

Es gibt viele andere Neuronen im Gehirn, deren Code entschlüsselbar scheint. Neuronen, die aktivieren, wenn sie in eine bestimmte Richtung schauen, oder in der Nähe einer Wand oder wenn Sie Ihre Großmutter sehen ... Allmählich stellen wir das Netzwerk von Knoten im Gehirn zusammen, die den inneren Code mit der Außenwelt verbinden.

Das ist nicht alles, was Neuronen tun. Ein Großteil des Gehirns ist an der internen "Verwaltung" beteiligt. Zum Beispiel, ein großer Teil der Frontallappen (das Gehirn hinter der Stirn) ist involviert in Entscheidungen zu treffen - Prioritäten zu setzen, was zu tun ist, und so weiter. Viele Neuronen, die im Gehirn verstreut sind, haben Hausaufgaben, um den Code zu pflegen, ihn zu verbessern und zu verfeinern, die relevanten Teile als Erinnerung zu bewahren und den Rest zu verwerfen.

Einige der zahlreichsten Neuronen scheinen einfach die Aufgabe zu haben, ihre Nachbarn zu unterdrücken, so dass die neurale Konversation gleichsam nicht in das Äquivalent des unkontrollierbaren Schreiens degeneriert (was wir technisch als Epilepsie erkennen).

Still Raum für Psychologie

Es ist klar, dass wir, um das Gehirn zu verstehen, alle Aspekte seiner Funktionsweise untersuchen müssen, nicht nur solche, die sich auf die interne Verwaltung beziehen, sondern auch solche, die sich mit der Außenwelt verbinden.

Wir müssen herausfinden, wie sich die Gehirnaktivität auf das bezieht, was der Besitzer des Gehirns in Bezug auf die Welt außerhalb dieses Gehirns denkt, tut und tut - das heißt, wir müssen den Code in der realen Welt verankern.

Dafür brauchen wir Wissenschaftler, die Gedanken, Gefühle und Verhalten - Psychologen - studieren, so wie wir diejenigen brauchen, die Anatomie und Physiologie studieren. Die Untersuchung des Gehirns erfordert eine Untersuchung auf allen Ebenen - sonst haben wir eine vollständige Charakterisierung, aber kein Verständnis dieses bemerkenswerten Organs.

Entschlüsselung des Gehirns, ein spezieller Bericht in Zusammenarbeit mit dem Dana Centeruntersucht, wie Technologie und Mensch-zu-Mann-Analysen die Zukunft der Hirnforschung prägen werden.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Das Gespräch

Über den Autor

Kate Jeffery ist Direktorin des Instituts für Verhaltensneurowissenschaften am University College London. Grob gesprochen interessiert mich die feinkörnige Architektur der Wahrnehmung - also wie wird Information im Gehirn dargestellt?

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