Cognitive Fähigkeiten

Grundlagen und Ergebnisse der Wissenschaften auf den aktuellen Gebieten der Hirnforschung und der Erforschung cognitiver Fähigkeiten

Claus Hoheisel

• Verlag: Books on Demand
• Jahr: 2016
• ISBN drucken: 9783739225821
• eBook-ISBN: 9783739287478
• Auflage: 2
• Thema: Biowissenschaften
• Thema: Biologie

Grundlagen und Ergebnisse der Wissenschaften auf den Gebieten der Hirnforschung und der cognitiven Fähigkeiten des Menschen.

1 Einleitendes

Die (Intelligenz-)Tests setzen ein gerüttelt Maß an typischen Schulkenntnissen voraus. Wer nicht weiß, was eine Primzahl ist, und wer ein Palimpsest nicht von einem Palindrom unterscheiden kann, hat keine Chance.¹ Um nicht durchzufallen, sollte der Proband die Namen sämtlicher Planeten kennen und firm im Aufzählen von Hauptstädten sein.

Hans Magnus Enzensberger (Im Irrgarten der Intelligenz.)

Dem widerspricht schon eine einzelne herausgegriffene Aussage zweier Wissenschaftler auf dem Gebiet der Cognition. Sie lautet:

Even processes and structures that are common to all tests in a family of reasoning tasks may contribute little or not at all to individual differences in reasoning ability. … Using a test in which all items follow the same format to define reasoning (or even worse “intelligence”) reflects a fundamental misunderstanding of psychological measurement.

David F. Lohmann and Joni M. Lakin (2011)²

Die vorliegende Arbeit versucht, zunächst den heutigen Stand der Gehirnforschung so klar wie möglich darzulegen. Daran anschließend wird - in den Grenzen dieses Buchs - der aktuelle Stand der cognitiven Wissenschaften beschrieben.

Zuletzt soll Enzensbergers Kompendium angesehen und kurz bewertet werden.

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¹ Palimpsest: 1) Nach Tilgung des ursprünglichen Textes von neuem beschriebene Handschrift des Altertums u. Mittelalters. 2) Rest des alten Ausgangsgesteins im umgewandelten Gestein. Duden Fremdwörterbuch Mannheim 1960. Palindrom: Sinnvolle Buchstaben-, Wörter- od. Versfolge, welche noch den denselben Sinn ergibt, wenn man sie rückwärts liest. Deutsches Wörterbuch Bergisch Gladbach 1996

² David F. Lohman and Joni M. Lakin in: The Cambridge Handbook of Intelligence. New York 2011, p. 429

2 Das Nervensystem des Menschen

2.1 Aufbau des menschlichen Gehirns

Der gesamte Organismus des Menschen wird durch das Nervensystem gesteuert. Es regelt die Tätigkeiten der Eingeweide und der Skelettmuskulatur und schafft zusätzlich die Verbindung zwischen Umwelt und Körper. Weiterhin führt es komplexe höherwertige Funktionen aus. Dazu gehören z.B. die Speicherung von Erfahrungen in Gedächtnissen, Ausführung von Denkprozessen oder Auslösung von Emotionen, welche zusammen der optimalen Anpassung des Gesamtorganismusses an die Außenwelt dienen.

Selbst an der kleinsten Bewegung, welche wir ausführen, sind viele Bereiche des Nervensystems beteiligt. Diese Steuerung kann bewußt oder unbewußt oder kombiniert erfolgen.

Man unterscheidet das zentrale Nervensystem (ZNS) vom peripheren Nervensystem (PNS). Letzteres wird dann in ein somatisches und ein autonomes Nervensystem gegliedert. In dem Diagramm der nachfolgenden Abbildung 2.1-1 sind schematisch die Zusammenhänge zwischen diesen Systemen wiedergegeben.

Abbildung 2.1-1 Informationsfluß zwischen ZNS und PNS. Afferenter Informationsstrom zum ZNS stammt aus den Eingeweiden über Viszerosensorik durch Reizaufnahme anhand viszeraler Rezeptoren sowie aus dem übrigen Körper und aus der Umgebung über Somatosensorik mit Reizaufnahme durch Extero- und Propriorezeptoren. Nach Verarbeitung sensorischer Informationen im ZNS werden efferente Steuerbefehle zu den Eingeweiden (Viszeromotorik) und zur Skelettmuskulatur (Somatosensorik) entsandt. Benninghoff-Drenckhahn Anatomie Bd. 2 München 2004, S. 233

Somatisches NS und autonomes sind vom Autor bereits früher ausführlich besprochen worden.³ Hier sollen aber bestimmte Aspekte des autonomen Nervensystem (ANS) hervorgehoben werden.

Unter dem ANS werden im wesentlichen Anteile des Nervensystems verstanden, welche die Eingeweide (viscera), Drüsen, Blut- und Lymphgefäße sowie glatte Muskulatur innervieren. Das ANS ist im Gegensatz zum zerebrospinalen Nervensystem dadurch besonders gekennzeichnet, daß wichtige Regulationszentren in Form von Ganglien und Nervengeflechten außerhalb des ZNS liegen, z.T. sogar in den Erfolgsorganen selbst. Diese periphere Lage der Regulationszentren führt bei bestimmten Organen zu einer regulatorischen Eigenständigkeit, sodaß die Bezeichnung autonomes Nervensystem angemessen erscheint. Die Befunde der heutigen Forschung weisen allerdings deutlich darauf hin, daß die Funktionen in den peripheren Schaltstellen eng mit dem ZNS verknüpft sind und dadurch die Autonomie nur relativ verstanden werden sollte.

Neurone, deren Perikarya (Zellkörper) sich im ZNS befinden und deren Axone (Fortsätze) zu den peripheren autonomen Ganglien ziehen, werden als präganglionär bezeichnet. Postganglionäre Neurone haben ihre Perikarya in diesen Ganglien und sind über ihre Axone mit den Erfolgsorganen verbunden.

Die präganglionären Neurone befinden sich in bestimmten Kernen des ZNS. Durch die Lage der Perikarya und die Austrittsstellen ihrer Axone lassen sich thorakolumbales und kraniales bzw. sakrales System unterscheiden. Der im Rückenmark befindliche thorakolumbale Anteil wird als sympathisches Nervensystem, der im Hirnstamm lokalisierte kraniale Anteil mit den im sakralen Rückenmark liegenden viszeralen Kernen als parasympathisches Nervensystem bezeichnet.

Das sympathische Nervensystem (kurz, aber ungenau: Sympathicus) zeigt eine deutliche segmentale Gliederung (Trun-cus sympathicus), wie sich am Grenzstrang und seinen Verbindungen mit den Spinalnerven leicht nachweisen läßt.

Die nächste Abbildung 2.1-2 zeigt dazu ein Schema der Leitungsbahnen.

Abbildung 2.1-2 Schema der Leitungsbahnen des sympathischen Nervensystems. Zu sehen ist ein thorakales Segment mit Vorder- und Hinterwurzel, Spinalnerv, Rr. Communicantes albus und griseus, Grenzstrang- und Prävertebralganglion (R. = Ramus; Rr. = Rami). Efferente Bahn: rot. Präganglionäre Leitungsbahn: kontinuierlich, postganglionäre: gestrichelt. Viszeroafferenz: blau. Die Pfeile zeigen die Leitungsrichtung. Benninghoff-Drenckhahn Anatomie Bd. 2 München 2004, S. 598 ff

Die Axone der in der Zona intermedia des Rückenmarks befindlichen präganglionären Neurone ziehen über die Vorderwurzeln zu den Spinalnerven, anschließend über die Rr. communicantes albi zum Truncus sympathicus. Letzterer besteht aus einer kraniokaudal verlaufenden Kette von paravertebralen Ganglien.

In den Ganglien des Grenzstranges wird ein Teil der aus dem Rückenmark kommenden präganglionären Fasern auf postganglionäre Neurone umgeschaltet. Zahlreiche dieser postganglionären Ganglienzellen senden ihre Axone zurück zu Spinal- und Hirnnerven und verlaufen peripherwärts zu ihren Erfolgsorganen. Letztere sind vor allem Blutgefäße und Hautdrüsen.

Die Perikarya der präganglionären Neurone liegen in der Zona intermedia der Rückenmarkssegmente C8 – L3 und lassen beim Menschen besonders im Ncl. intermediolateralis eine recht gut abgrenzbare Kernsäule erkennen. Zu unterscheiden sind die folgenden Kerne:

Ncl. intermediolateralis, Pars principalis

Der Kern setzt sich aus multipolaren Nervenzellen unterschiedlicher Größe zusammen, wobei deren Dendritenbäume hauptsächlich rostrokaudal ausgerichtet sind.

Ncl. intermediolateralis, Pars funicularis

Er besteht aus einer Anzahl vereinzelter Nervenzellen, welche sich in dem Teil des Seitenstrangs finden, der dem Seitenhorn anliegt.

Ncl. intercalatus

Dieser Kern setzt sich aus mediolateral orientierten multipolaren Nervenzellen zusammen, deren Dendrite ins Seitenhorn, Hinterhorn und in das Gebiet des Zentralkanals reichen.

Mediale Neurone (Ncl. autonomicus centralis)

Sie bilden Zellnester, und zwar dorsal und lateral vom Zentralkanal. Die dendritische Ausbreitung verläuft hauptsächlich in mediolateraler Richtung.

Bezüglich der zytoarchitektonischen Unterteilung ergibt sich eine Art Somatotopik. Der Ncl. intermediolateralis innerviert beispielsweise über paravertebrale Ganglien die Körperwand, die Extremitäten und teilweise auch Eingeweide, während die medialen Neurone über prävertebrale Ganglien und Beckenganglien eigentlich nur Eingeweide innervieren. Die Axone präganglionärer Neurone sind beim Menschen meistens myelinisiert. Daher erscheinen die von ihnen gebildeten, zum Grenzstrang ziehenden Rr. communicantes, weiß.

Der Grenzstrang (Truncus sympathicus) bildet beidseits der Wirbelsäule eine Kette von 21-25 Ganglien (postganglionäre Neurone). Diese Kette reicht von der Schädelbasis bis zum Steißbein. Der sympathische Grenzstrang wird topographisch in Hals-, Brust-, Bauch- und Beckenteil gegliedert.

Die kraniokaudale Ausdehnung des Grenzstrangs ist wesentlich größer als jene der Zellsäule präganglionärer Neurone im Rückenmark. So kann der Grenzstrang die aus den Rückenmarkssegmenten C8–L3 über die Rr. communicantes empfangenen sympathischen Leitungsbahnen auf kranial und kaudal gelegene Körperpartien verteilen. Dadurch wird ermöglicht, daß jeder Körperabschnitt von präganglionären Neuronen mehrerer Rückenmarkssegmente versorgt werden kann. Während Rr. communicantes albi nur in Segmenten C8 –L2/3 vorkommen, senden Rr. communicantes grisei postganglionäre Fasern zu den Spinalnerven aller Segmente und sogar zu den unteren Hirnnerven.

Prävertebrale Ganglien, die in den Nervengeflechten zu finden sind, welche die Aorta abdominalis und ihre Hauptäste in deren Abgängen umgeben, haben große Ähnlichkeit mit den Grenzstrangganglien, und zwar auch bezüglich ihrer Funktion, nämlich Umschaltung vom prä- auf das postganglionäre Neuron.

Das parasympathische Nervensystem (kurz auch Parasympathikus genannt) wird bezüglich der Lage der präganglionären Neurone in einen kranialen und sakralen Anteil aufgeteilt. Hinsichtlich des kranialen Anteils liegen die Perikarya der präganglionären Neurone im Ncl. accessorius des Okulomotoriuskerns, in den Ncll. salivatorii superior et inferior, im Ncl. dorsalis n. vagi sowie in der externen Formation (ventrale Säule) des Ncl. ambiguus. Die zugehörigen Axone, welche meistens myelinisiert sind, verlassen den Hirnstamm mit den Hirnnerven III, VII, IX u. X und werden in den parasympathischen Kopfganglien oder den Ganglien von Hals-, Brust- und Baucheingeweiden auf postganglionäre Neurone umgeschaltet. Die präganglionären Neurone des sakralen Anteils befinden sich in der Zona intermedia des 2.-4. sakralen Rückenmarksegments, möglicherweise auch in S5 und im 1. Kokzygealsegment. Die entsprechenden Axone verlassen das Rükkenmark über die Vorderwurzeln und erreichen mit den Nn. splanchnici (Radix parasympathica) die Nervengeflechte des kleinen Beckens, wo eine Vermischung mit sympathischen Nervenfasern stattfindet. Der größte Teil wird wahrscheinlich an postganglionären Neuronen der Beckenganglien (Pl. Hypogastricus inferior) umgeschaltet, ein kleinerer Teil jedoch in intramuralen Ganglien der Organe, die innerviert werden sollen. Harnblase und Dickdarm werden mit motorischen, die Genitalien mit gefäßerweiternden Fasern versorgt.

Blasenfüllung und B...

Inhaltsverzeichnis

• Danksagung
• Technische Details der Arbeit
• Inhaltsverzeichnis
• 1 Einleitendes
• 2 Das Nervensystem des Menschen
• 3 Bewußtes und Unbewußtes
• 4 Cognitive Fähigkeiten
• 5 Denken und Schlußfolgern
• 6 Probleme lösen u. kreativ Denken
• 7 Anhang
• 8 Verzeichnis der Bücher und Artikel
• 9 Abbildungsverzeichnis
• 10 Index
• Impressum