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Zwei Forscher der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben eine neue Theorie des Bewusstseins aufgestellt. Schon lange beschäftigen sie sich mit der Frage, was die Natur des Bewusstseins ist, wie und wo das Gehirn Bewusstsein generiert und ob auch Tiere ein Bewusstsein haben. Das neue Konzept beschreibt Bewusstsein als einen Zustand, der an komplexe kognitive Operationen gebunden ist – und nicht als einen passiven Grundzustand, der bei Wachheit automatisch vorherrscht.

Prof. Dr. Armin Zlomuzica, Arbeitsbereich Behavioral and Clinical Neuroscience der RUB, und Prof. Dr. Ekrem Dere, früher an der Université Paris-Sorbonne, nun an der RUB, beschreiben ihre Theorie in der Zeitschrift Behavioural Brain Research. Die gedruckte Fassung wird am 15. Februar 2022 erscheinen, online ist der Artikel seit Ende November 2021 verfügbar.

„Die Annahmen unserer Plattformtheorie des Bewusstseins lassen sich mithilfe experimenteller Studien überprüfen“, beschreiben die Autoren einen Vorteil ihres Konzepts gegenüber alternativen Modellen. „So lässt sich der Bewusstseinsprozess bei Mensch und Tier oder gar im Rahmen Künstlicher Intelligenz erforschen.“

Die Plattformtheorie im Detail

Die komplexen kognitiven Operationen, die laut der Plattformtheorie mit Bewusstsein einhergehen, werden auf mentale Repräsentationen angewendet, die aufrechterhalten und bearbeitet werden. Das können Wahrnehmungen, Emotionen, Empfindungen, Erinnerungen, Imaginationen und Assoziationen sein. Bewusste kognitive Operationen sind beispielsweise in Situationen notwendig, in denen Erlerntes oder Gewohntes zur Bewältigung nicht mehr ausreicht. Autofahren oder duschen können Menschen, ohne dafür Bewusstsein zu benötigen. Aber wenn etwas Unerwartetes passiert, braucht es bewusste kognitive Handlungen, um die Situation zu lösen. Diese sind auch nötig, um künftige Ereignisse oder Probleme vorherzusagen und passende Bewältigungsstrategien zu entwickeln. Dieses bewusste Problemlöseverhalten ist die Grundlage für adaptives und flexibles Verhalten, das es Mensch und Tier ermöglicht, sich an neue Umweltverhältnisse anzupassen.

In der neuen Theorie finden bewusste kognitive Handlungen auf Basis einer sogenannten Online-Plattform statt, eine Art zentrale Exekutive, die alle untergeordneten anderen Plattformen kontrolliert. Bei den untergeordneten Plattformen kann es sich etwa um Speichermedien für Wissen oder Tätigkeiten handeln.

Elektrische Verbindungsstellen zwischen Nervenzellen entscheidend

Bewusste kognitive Operationen werden durch das Zusammenspiel verschiedener neuronaler Netze ermöglicht. Armin Zlomuzica und Ekrem Dere halten dabei insbesondere elektrische Synapsen, auch Gap Junctions genannt, für entscheidend. Diese Strukturen ermöglichen eine blitzschnelle Übertragung von Signalen zwischen Nervenzellen. Sie funktionieren schneller als chemische Synapsen, an denen die Kommunikation zwischen den Zellen über den Austausch von bestimmten Botenstoffen erfolgt.

Ein mögliches Experiment

Die Autoren schlagen beispielsweise das folgende Experiment vor, um die Plattformtheorie zu überprüfen: Der Mensch, das Versuchstier oder die Künstliche Intelligenz wird mit einem neuartigen Problem konfrontiert, das nur durch die Kombination von zwei oder mehr Regeln gelöst werden kann, die in einem anderen Kontext erlernt wurden. Diese kreative Kombination von gespeicherten Informationen und das Anwenden auf ein neues Problem kann nur unter Beteiligung von bewussten kognitiven Operationen erfolgen.

Ob die Gap Junctions tatsächlich eine entscheidende Rolle bei den Prozessen spielen, würde sich mit der Gabe von pharmakologischen Substanzen überprüfen lassen, die Gap Junctions blockieren. Die Leistung in dem Experiment sollte durch die Gap-Junction-Blocker beeinträchtigt sein. Das routinemäßige Ausführen der einzelnen Regeln, in den Kontexten, in denen sie erlernt wurden, sollte jedoch nach wie vor möglich sein.

„Inwieweit auch eine Künstliche Intelligenz, die eigenständig ein neues und komplexes Problem lösen kann, für das sie keinen vorgegebenen Lösungsalgorithmus besitzt, als bewusstseinsfähig angesehen werden kann, muss überprüft werden“, sagen die Autoren. „Dafür müssen gewisse Bedingungen erfüllt werden. Die erste Bedingung wäre zum Beispiel erfüllt, wenn sie erfolgreich eine Strategie zur Bekämpfung einer Pandemie vorschlägt, indem sie autonom Informationen aus dem Internet sichtet, gewichtet, auswählt und kreativ kombiniert.“