Nervensystem

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<p>Der Deutsche Neurophysiologe Johannes Müller stellte bereits im Jahre 1835 fest, daß jeder Impuls auf das Auge (also auch ein mechanischer Druck oder Schlag) eine Empfindung von Licht auslöst.¹ Dies ließ die Vermutung zu, daß nicht die physikalische Ursache des Reizes die Empfindung hervorruft, sondern das Nervensystem. Von Foerster griff diese Erkenntnisse auf und spezifizierte sie wie folgt: "In den Erregungszuständen einer Nervenzelle ist nicht die physikalische Natur der Erregungsursache codiert. Codiert wird lediglich die Intensität dieser Erregungsursache, also ein "wieviel", aber nicht ein "was".² Das Nervensystem kann demgemäß keine qualitativen Informationen über eine Einheit in der Außenwelt übertragen, sondern es kann lediglich einen von außen kommenden Reiz quantitativ spezifizieren. Ob es sich nun um eine Schmerzzelle, eine Warm- oder Kaltzelle, oder eine Haarzelle auf der basilaren Membran des Ohres handelt, übertragen wird nur die Intensität der Störung, die die Aktivität der Nervenzelle verursachte. Die Sprache des Nervensystems lautet mithin: "klick, klick, klick".³

Mit dieser eigentlich recht lapidaren Erkenntnis⁴ kippt aber die komplette Metaphorik der Informationsübertragung in Bezug auf lebende Systeme. Denn der springende Punkt ist hierbei, daß der bedeutungserzeugende- vom bedeutungsverarbeitenden Mechanismus getrennt sein muß, um Informationsübertragung zu gewährleisten. Die Sinne eines lebenden Systems können aber keine Bedeutungen (qualitative Informationen) aufnehmen, denn sie spezifizieren nach oben genannter Definition lediglich unterschiedliche Reizintensitäten. Was von außen auf das System einwirkt sind somit aus der Sichtweise des Systems keine Informationen, sondern allenfalls Daten. Die Bedeutungszuweisung muß also zwangsläufig innersystemisch erfolgen, oder sie erfolgt garnicht. Das heißt: lebende Systeme können ihre Umwelt nicht abbilden, sondern sie müssen ein Bild ihrer Umwelt intern erschließen, konstruieren, oder mit Heinz von Foerster pointiert ausgedrückt: errechnen.⁵

Die spezifische Funktionsweise des Nervensystems liegt in der Kopplung von sensorischen und motorischen Flächen mittels eines Neuronennetzes, dessen Konfiguration sehr vielfältig sein kann. Unterschiede in den Nervensystemen der verschiedenen Spezies bestehen lediglich in den besonderen Konfigurationen der interneuronalen Netzwerke. So verbinden beim Menschen mehrere Hundertmilliarden Interneuronen etwa eine Million Motoneuronen, die einige Tausend Muskeln aktivieren. Mehrere Zehnmillionen sensorische Zellen sind als Rezeptorflächen über viele Stellen des Körpers verteilt. Zwischen motorische und sensorische Neuronen ist das Gehirn zwischengeschaltet und verbindet diese in einer sich ständig wandelnden Dynamik in einem Verhältnis von 1: 100000: 10.⁶ Diese Zahlen verdeutlichen die gewaltige Dominanz, die das Gehirn allein quantitativ, gegenüber den Rezeptoren als Kontaktpunkte zur Umwelt, besitzt.

Wie kann man sich nun die Übertragungsleistungen im Nervensystem vorstellen? Der chilenische Biologe Humberto Maturana verweist auf zwei Interaktionsmöglichkeiten der Neuronen (Nervenzellen). Zum einen werden chemische Stoffe im Innern des neuronalen Fortsatzes (Axon) transportiert und an den Endungen freigesetzt, bzw. aufgenommen. Diese lösen jedoch bei den mit ihnen verbundenen Neuronen, Effektoren, oder Sensoren lediglich Veränderungen bezüglich der Differenzierung des Wachstums aus. Zum anderen, und dies erscheint wichtiger, breiten sich entlang des Axons elektrische Ladungen aus. Es ist also durchaus angemessen, die Funktionsweise des Nervensystems auf der Grundlage elektrischer Veränderungen zu betrachten.⁷

Zwischen den Neuronen und anderen Zellen sitzen Verbindungselemente, sogenannte Synapsen. Ein Nervenimpuls, der an eine synaptische Endung gelangt, führt zur Freisetzung besonderer Moleküle (Neurotransmitter), die elektrische Veränderungen in der nächsten Zelle auslösen. Jedes Neuron ist mittels Synapsen in tausendfacher Weise mit anderen Neuronen verbunden.

Man muß sich nun vedeutlichen, daß jedes Nervensystem mit einem Organismus strukturell gekoppelt ist. Der Organismus bildet das physikalische und biochemische Milieu und stellt daher für das Nervensystem eine Quelle möglicher Einwirkungen dar. Erfährt nun beispielsweise eine Nervenzelle einen äußeren Druck, so führt dies nicht unmittelbar zu einer motorischen Aktivität. Die einzelne Zelle ist zwar anatomische, aber nicht funktionale Einheit des Nervensystems. So führen Aktivitätsveränderungen der Neuronen lediglich zu weiteren Aktivitätsveränderungen anderer Neuronen. Motoneuronen, die durch ihre Aktivität die Kontraktion eines Muskels auslösen können, werden also nicht im Sinne eines Reiz- Reaktions- Schemas angesteuert. Vielmehr empfiehlt Maturana, sich die Funktionsweise des Nervensystems analog eines kreiskausal- geschlossenen kybernetischen Regelkreismodells vorzustellen.⁸ Nach diesem Modell versucht das Nervensystem ein bestimmtes Gleichgewicht (Homöostase) zwischen sensorischer Aktivität und Muskeltonus aufrechtzuerhalten. Es stellt dazu eine reziproke Beziehung zwischen sensorischen und motorischen Flächen her. Das bedeutet, daß für das Funktionieren des Nervensystems nicht gewisse Bestandteile verantwortlich gemacht werden können, sondern das Nervensystem funktioniert als ein in sich geschlossenes Netzwerk von Interaktionen. Jede Veränderung der interaktiven Relationen der Bestandteile führt zu weiteren Veränderungen. Dabei kann das System seine Umwelt nicht intern abbilden, also repräsentieren. Daraus folgt, daß Zustandsveränderungen durch Interaktionen mit dem Medium des Sytems lediglich ausgelöst, nicht aber festgelegt werden können. Errechnet wird also keine Umwelt, sondern die eigenen möglichen öbergänge von Zustand zu Zustand in einem geschlossenen, strukturdeterminierten Prozes, der durch die Geschichte erfolgreicher Koppelungen ausgebildet wurde.

Das Nervensystem kann nicht mit gängigen Vorstellungen der Informationsübertragung verstanden werden. Es findet nämlich weder ein informierender Input in das System statt, noch gibt das Nervensystem Informationen heraus. Um die Funktionsweise des Nervensystems anschaulich zu machen, benutzt Maturana das Beispiel eines Piloten beim Instrumentenflug.⁹ Dabei hat der Pilot keinen direkten Zugang zur Außenwelt. Er versucht lediglich, die Werte auf seiner Instrumentenskala nach einem bestimmten Schema zu regulieren. Ein außenstehender Beobachter kann nun Aussagen über eine geschickte Landung bei absoluter Dunkelheit treffen. Der Pilot jedoch kann lediglich Aussagen über seine Geschicklichkeit beim Einhalten bestimmter Meßwerte tätigen. Seine Aufgabe bestand insofern auch nur darin, bestimmte Zustände der Instrumente konstant zu halten, und nicht darin, auf eine Umwelt einzuwirken.

Das Nervensystem definiert nicht "sinnvolles Verhalten", sondern lediglich Anschlußmöglichkeiten im Bereich der strukturellen Kopplung an sein Medium. Sinn und Bedeutung sind nach Maturana lediglich Beschreibungen eines Beobachters. Die Aussagen eines Beobachters haben jedoch mit der Funktionsweise des Systems nichts zu tun. Maturana spricht davon, daß die Aussagen eines Beobachters in einem Phänomenbereich stattfinden, der den Bereich der funktionierenden Einheit nicht überschneidet.¹⁰

Die Aufgabe des Nervensystems besteht also nicht darin, Verhalten zu erfinden oder Verhaltensweisen vorzugeben, die Funktion des Nervensystems liegt nach Maturana vielmehr darin, Verhaltensbereiche zu erweitern, da es sensorische mit motorischen Flächen koppelt. Dabei ist das Nervensystem in seinem Operieren als Bestandteil des Organismus, diesem untergeordnet.¹¹ Der Zustandsbereich des Nervensystems überschneidet sich niemals mit dem Phänomenbereich des Organismus, in dem Interaktionsbeziehungen stattfinden. Dieser Bereich selektiert lediglich die Strukturveränderungen des Nervensystems, er wählt sie aber nicht aus. Die Organisation des lebenden Systems selbst definiert die Vorgabe, von der aus Interaktionen stattfinden und determiniert damit die möglichen Relationen, die dem Nervensystem zugänglich sind.

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<b>Fußnoten</b>

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1. Lynn Segal: Das 18. Kamel oder die Welt als Erfindung, München 1988 S. 50
   
2. Heinz von Foerster: Das Konstruieren einer Wirklichkeit, in: Paul Watzlawick (Hg.): Die erfundene Wirklichkeit, 4. Aufl., München 1986, S. 43
   
3. Heinz von Foerster: Erkenntnistheorien und Selbstorganisation, in; Delfin: Deutsche Zeitschrift für Konstruktion, Analyse und Kritik, Nr. 4, Dez. 1984, S. 8
   
4. auch von Foerster beschäftigt das erstaunliche Phänomen der "Blindheit, die es den Forschern über ein Jahrhundert nicht möglich gemacht hat, jene Ungeheuerlichkeit des Phänomens der Perzeption, des Erkennens und Erlebens zu sehen. In: Erkenntnistheorien und Selbstorganisation, a.a.O., S. 9
   
5. Heinz von Foerster: Das Konstruieren einer Wirklichkeit, a.a.O., S. 44; Sicht und Einsicht, Braunschweig 1985, S. 68 und S. 83
   
6. Humberto Maturana, Der Baum der Erkenntnis, Bern/München/Wien 1987, S. 173
   
7. Humberto Maturana: Der Baum der Erkenntnis, a.a.O., S. 170
   
8. Humberto Maturana: Der Baum der Erkenntnis, a.a.O., S. 180; Erkennen. Die Organisation und Verkörperung von Wirklichkeit, Braunschweig 1985, S. 226, 249, 282
   
9. Maturana: Erkennen, a.a.O., S. 74
   
10. Maturana: Erkennen, a.a.O., S. 65 ff.
    
11. Maturana, Erkennen, a.a.O., S. 21</p>

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