Wahrnehmungstheorie
Die Wahrnehmungstheorie will die Kluft zwischen subjektiv-psychologischem Erleben bei einer Wahrnehmung und objektiv-physiologischer Schilderung der Wahrnehmungsvorgänge im Organismus überbrücken, siehe dazu auch das theoretische Konzept des psychophysischen Niveaus. Wahrnehmungstheorien der Philosophiegeschichte und des sogenannten cartesischen Theaters seien erwähnt. Die Wahrnehmungstheorie sollte aber einen konkreten Beitrag leisten können u. a. zu Streitfragen, ob Wahrnehmung sicher von Empfindung abzugrenzen ist. Sie sollte etwa auch die ungelösten Auffassungen des Empirismus einer Klärung zuführen.
Sinn, Sinneswahrnehmung, Sinnesorgan, Sensorik, Sensorium
Ein Sinnesorgan nimmt Reize bestimmter Modalitäten (hier: visuell) als Sinneswahrnehmung (hier: visuelle Wahrnehmung) auf und leitet diese an das zuständige sensorische Gehirnareal oder an einen anderen Komplex des Zentralnervensystems weiter, das den Sinneseindruck produziert. Dieser primäre Sinneseindruck wurde schon lange vor der Entdeckung der neuroanatomischen Grundlagen der Wahrnehmung als „Empfindung“ bezeichnet und damit von Wahrnehmung i. w. S. abgegrenzt. Wahrnehmung kommt damit erst durch einen zweiten Schritt der Abgleichung aller Sinnesempfindungen mit bereits vorhandenen Daten zustande, sozusagen durch eine Art von innerer ›Passkontrolle‹ (gnostische Hirnfunktionen in den sogenannten sekundären Assoziationszentren). Man spricht auch von sensorischer Integration. Erst mit dieser Leistung der Hirnzentren ist ein Sinn (beispielsweise Sehen) umgesetzt, der uns ›sinnvolle‹ Gegenstände erkennen lässt (z. B. Sehen und Erkennen von Schrift), vgl. auch die sprachliche Ableitung von Bewusstsein (lateinisch conscientia ‚Mitwissen‘ und altgriechisch συνείδησις syneidesis, deutsch ‚Miterscheinung, Mitbild, Mitwissen‘, συναίσθησις Mitwahrnehmung und φρόνησις von φρόνειν bei Sinnen sein, denken). Wahrnehmung stellt somit ein ›Für-wahr-Nehmen‹ dar. Die Summe aller Sinneswahrnehmungen entspricht der Wahrnehmung (Sensorik) als Ganzes. Auch die englische Sprache unterscheidet zwischen Empfindung und Wahrnehmung (engl. sensation und perception). Der englische Begriff awareness = Bewusstsein hängt sprachlich mit „Wahrnehmung“, „Gewahrwerden“, „wahren“ zusammen (aengl. warian).
In den theoretischen Überlegungen von Charles S. Peirce spricht man in diesem Zusammenhang auch von Qualia. Unter dem Quale oder dem phänomenalen Bewusstsein versteht man den subjektiven Erlebnisgehalt eines mentalen Zustandes.
Die Gesamtheit der Gehirnareale, die für die Sensorik zuständig sind, nennt man Sensorische Projektionszentren. Sie spielen eine wesentliche Rolle für das Bewusstsein, das sog. Sensorium. Im weiteren Sinne ist unter Sensorium auch die Gesamtheit der Sinnesorgane einschließlich der für Reizleitung und Verarbeitung zuständigen Nervenzellen zu verstehen.
Exemplarischer Exkurs zum Sehvermögen: Sinnesphysiologie und Sinnespsychologie
Abb. 1. – Hirnrindenkarte – mediale Aufsicht auf die rechte Großhirnhemisphäre (Areale nach Korbinian Brodmann nummeriert)
Abb. 2 – Hirnrindenkarte – laterale Aufsicht auf die linke Großhirnhemisphäre (Areale nach Korbinian Brodmann nummeriert)
Allgemeine begriffliche Vorbemerkungen
Die Unterscheidung zwischen Empfindung und Wahrnehmung wurde in der Vergangenheit zum Teil kontrovers behandelt. Hubert Rohracher und Wilhelm Wundt haben beide diese Begriffe voneinander unterschieden. Wundt stand allerdings im Gegensatz zur Gestaltpsychologie. Die Marburger Schule hat zum Begriff der Empfindung einen eigenen Standpunkt entwickelt. Eine eigene Lehre der Empfindung hat auch J.G. Herder aufgestellt. Anstatt einer Kritik der Vernunft forderte er zuerst eine Physiologie der menschlichen Erkenntniskräfte.
Heute werden die Sinne als Vermittler von Empfindungen angesehen. Empfindung ist das „primäre unmittelbare psychische Korrelat einer Sinneserregung durch Reize“.
Sehvermögen
- Primäres Hirnrindenfeld
- Am Beispiel des Sehens sei der heutige Kenntnisstand etwas konkreter dargelegt: Das optische Bild wird in der primär visuellen Rinde des Gehirns (Occipitale Brodmann-Area 17, Sulcus calcarinus) nach Art eines Projektionsvorgangs von der Netzhaut auf die Hirnrindenfelder erzeugt, siehe Abb. 1 und 2. Man spricht hier auch von Sehzentrum. Dies stellt ein primäres Hirnrindenfeld dar. Die Nervenbahnen zwischen Auge und Hirnrinde werden als Sehbahn bezeichnet. Nach der Umschaltung der einzelnen Fasern der Sehbahn im Hirnstamm wird die Sehbahn als Sehstrahlung bezeichnet, siehe Corpus geniculatum laterale. Sie stellt eine Projektionsbahn dar. Vor dieser Umschaltung spricht man von Nervus opticus und Tractus opticus. Sensorische Zentren sind jeweils durch eine dort endende Neuronenkette bestimmt. Das in der Area 17 erzeugte „primäre Bild“ wird auch als visuelle Empfindung bezeichnet. Einseitige Läsion der Area 17 bewirkt halbseitigen Gesichtsfeldausfall auf der Gegenseite der Läsion (kontralaterale Hemianopsie). Eine doppelseitige Zerstörung der gesamten primär visuellen Rinde bedingt vollständige Blindheit (Rindenblindheit).
- Sekundäres Hirnrindenfeld
- Jedem primär sensorischen Areal (primäre Rinde) schließt sich ein sekundäres an, das darum auch Assoziationsgebiet genannt wird. Im Falle des Sehens befindet sich das sekundäre visuelle Assoziationsgebiet in den Feldern 18 und 19 des Occipitallappens, d. h. unmittelbar vor der Area 17. In diesen Assoziationsgebieten bzw. sekundären Sinneszentren werden die in den einzelnen primär sensorischen Rindenfeldern eingehenden Informationen miteinander integriert, mit früher gespeicherten Informationen (Erinnerungen) verglichen und so dem Verständnis zugeführt.
Man spricht bei Schädigungen der für das Sehvermögen zuständigen sekundären Hirnrindenfelder von optischer Agnosie (Seelenblindheit). Das Gesehene kann dann nicht mehr erkannt werden. Im Spezialfall kann durch eine solche Schädigung des sekundären optischen Assoziationsgebietes etwa keine Schrift mehr gelesen werden (Alexie), auch wenn das reine Schriftbild noch gesehen wird. Entsprechend gibt es auch akustische, taktile, somatotopische (z. B. Autotopagnosie, Neglect, Rechts-Links-Desorientierung) und olfaktorische Agnosien. Sie werden verursacht durch Schädigung der jeweils sekundären Assoziationsgebiete für ein primäres spezifisches Sinneszentrum. Für jedes Sinnesgebiet bzw. für jeden Sinnesmodus gibt es im Gehirn ein – sowohl sinnesphysiologisch als auch anatomisch-topographisch unterscheidbares – jeweils spezifisches Sinneszentrum, das im hinteren Gehirnabschnitt gelegen ist und dort sozusagen eine eigene Vertretung (Repräsentanz) innehat. Der Begriff der sinnlichen Repräsentanz ist für die Qualität unseres Bewusstseins (Aufmerksamkeit bzw. Klarheit der Beobachtung) wichtig. Bewusstsein stellt immer etwas vor.
In der anatomischen und physiologischen Fachsprache ist der Begriff der Projektionszentren geläufig. Hiermit ist die Verlegung eines Sinnesreizes an eine bestimmte Stelle gemeint. Dieser Ort (griechisch topos) kann auf einer Hirnrindenkarte – wie oben in Abb. 1–2 gezeigt – anatomisch-topographisch genau festgelegt (bzw. lokalisiert) werden. Durch Fortleitung von Sinnesreizen an eine andere Stelle im zentralen Nervensystem wird jeweils eine neue Wahrnehmungsqualität ermöglicht. Sieht man nur mit einem Auge, so entfällt die Fähigkeit zum räumlichen Sehen. Einseitige Schädigung der primären visuellen Rinde führt wie schon gesagt zur Hemianopsie, Schädigung der sekundären und tertiären Projektionszentren zu sog. gnostischen Ausfällen (Agnosien). Durch die anatomisch-topographische Lokalisierung der primären Projektionszentren in den hinteren (parietalen, temporalen und occipitalen) Gehirnabschnitten, d. h. hinter dem Sulcus centralis wiederholt sich der Bauplan des Rückenmarks auch auf der Ebene des Gehirns, siehe den Begriff des Reflexbogens. Unser Bewusstsein gestattet daher in erster Linie ein kontrolliertes und überlegtes Handeln, d. h. eine Berücksichtigung unterschiedlichster Wahrnehmungen und Erinnerungen.
- Die tertiäre Hirnrinde
- ist zuständig für die Integration verschiedener Sinnesmodalitäten (Areae 39 und 40 – Gyrus angularis und Gyrus supramarginalis als Übergangsregion zwischen den sekundären visuellen, auditiven, taktilen und kinästhetischen Assoziationsgebieten).
Apraxien können durch mögliche Störungen der sensorischen Projektionszentren hervorgerufen sein. Eine solche Störung hat notwendige Auswirkung auch auf die motorischen Zentren, die ja auf entsprechende Informationen (bzw. sensorische Afferenzen) angewiesen sind. Motorische Zentren wie das Sprachzentrum können aber auch selbst durch eine Schädigung betroffen sein. Es ist daher zwischen einer sensorischen und motorischen Apraxie zu unterscheiden, siehe z. B. Aphasie und die Abgrenzung von motorischen und sensorischen Aphasieformen, siehe den unten erläuterten Begriff der Wahrnehmungskette.
Aufgrund der komplexen Verknüpfung verschiedener Sinnesfunktionen im Gehirn ist Wahrnehmung als bewusster Vorgang im Gegensatz zu den einfacher strukturierten neurophysiologischen Abläufen auf der Ebene des Rückenmarks und des Hirnstamms möglich, siehe Funktionskreis. Der Begriff der Wahrnehmungskette ist daher dem Reflexbogen gegenüberzustellen, einem Organisationsprinzip, das eine automatische und unbewusste Verarbeitung von Reizen auf der Ebene des Rückenmarks ermöglicht. Der Reflexbogen stellt sozusagen den ‚kleinen Dienstweg‘ auf einer niedrigeren Organisationsstufe dar. K. Jaspers sprach im Zusammenhang der höheren cerebralen Organisation von „psychischem Reflexbogen“, Viktor von Weizsäcker von Gestaltkreis. In der Technik wird von diesem biologischen Organisationsprinzip Gebrauch gemacht durch das Modell des Regelkreises, vgl. Synergetik.
Die Wahrnehmungskette
Die Wahrnehmungskette als Modell der Wahrnehmung (1956 bei John Raymond Smythies: „causal chain of perception and action“) beruht auf der Gegenüberstellung von einem Wahrnehmungsapparat und einer Außenwelt. Die Kette besteht aus sechs Gliedern, die jeweils auf ihr Folgeglied Einfluss ausüben und an jeder Art von Wahrnehmung in genau dieser Reihenfolge beteiligt sind. Sie ist in sich geschlossen, d. h. das sechste Glied beeinflusst wiederum das erste Glied der Kette:
- Reiz
- Die Objekte in der Außenwelt erzeugen Signale, z. B. reflektieren sie elektromagnetische Wellen oder sie vibrieren und erzeugen so Schall. Ein solches Signal, das auf Eigenschaften des Objektes beruht und keines Beobachters bedarf, nannte Gustav Theodor Fechner „Distaler Reiz“. Distale Reize sind i. A. physikalisch messbare Größen; Ausnahmen werden von der Parapsychologie unter dem Begriff Außersinnliche Wahrnehmung erforscht.
- Transduktion, Transformation
- Ein distaler Reiz trifft auf die Sinneszellen (auch Sensoren bzw. Rezeptorzellen), wo er durch Interaktion mit diesen zum proximalen Reiz wird. Sensoren sind spezialisierte Zellen des Körpers, die durch bestimmte Stimuli erregt werden. Sie verwandeln verschiedene Arten von Energie (wie Licht, Schall, Druck) in Spannungsänderungen um, ein Vorgang, der Transduktion genannt wird. Wenn beispielsweise bestimmte elektromagnetische Wellen auf die Photosensoren des Auges treffen, lösen sie dort über eine chemische Verstärkungskaskade ein Rezeptorpotenzial aus. Rezeptorpotenziale werden anschließend entweder in der Zelle selbst (primäre Sinneszelle) oder wie bei der Retina des Auges, deren Sensoren sekundäre Sinneszellen darstellen, nach synaptischer Übertragung auf eine Nervenzelle in Aktionspotenzialfolgen umkodiert: Transformation. Sensoren sind meistens in spezielle biologische Strukturen eingebettet, die ihre Fähigkeiten als Sinnesorgan erweitern, z. B. als Beweglichkeit des Augapfels oder als Trichterwirkung der Ohrmuscheln.
- Verarbeitung
- Im Sinnesorgan selbst findet oft eine massive Vorverarbeitung der empfangenen Signale statt, besonders aber in allen folgenden Kerngebieten des Gehirns, unter anderem durch Filterung, Hemmung, Konvergenz, Divergenz, Integration, Summation und zahlreiche Top-down-Prozesse. Beispiel: Die Photorezeptoren des Auges sind nur für einen kleinen Ausschnitt des elektromagnetischen Spektrums empfindlich, bedingt durch den Absorptionsmechanismus der Photosensoren. Dadurch ergibt sich eine Filterfunktion für elektromagnetische Wellen auf den Wellenlängenbereich von ca. 400 – 800 nm; die Photosensoren beeinflussen sich über neuronale Netzwerke in der Retina des Auges gegenseitig (z. B. bei der lateralen Hemmung). Daraus ergibt sich eine Kontrastverstärkungsfunktion. 126 Millionen Rezeptorzellen konvergieren auf 1 Million Ganglienzellen, indem sie rezeptive Felder variabler Größe bilden. Bei abnehmender Helligkeit werden die rezeptiven Felder vergrößert. Daraus ergibt sich eine Tiefpassfilterfunktion in Abhängigkeit von der Helligkeit. Die erste zentrale Umschaltstation des Nervus opticus nach Ausleitung (Konduktion) aus der Retina, das Corpus geniculatum laterale, dient unter anderem als Informationsfilter. Das kann man indirekt daraus schließen, dass sie mehr Input vom Cortex als vom Auge (Integration) erhält usf.
- Wahrnehmung
- Der nächste Schritt ist die Bewusstwerdung des Perzepts (Kognition): Schall wird zum Ton oder Geräusch, elektromagnetische Strahlung zu Licht
- Wiedererkennung
- Prozesse wie Erinnern, Kombinieren, Erkennen, Assoziieren, Zuordnen und Urteilen führen zum Verständnis des Wahrgenommenen und bilden die Grundlage für Reaktionen auf den distalen Reiz. Dabei müssen diese Prozesse keineswegs zu einem klar umrissenen gedanklichen Bild führen, auch Empfindungen wie Hunger, Schmerz oder Angst sind Ergebnis der Kognition. Worauf selten hingewiesen wird, ist die Tatsache, dass die Neurophysiologie bisher noch keine unumstrittene Antwort auf die zentrale Frage des Bewusstseins geben konnte: Bislang hat „niemand auch nur den Schimmer einer Idee, was die physikalischen Prinzipien sind, auf deren Basis das Gehirn psychische Phänomene hervorbringt“ (Mausfeld, 2005, S. 63). Dietrich Dörner widerspricht dieser These allerdings vehement in „Bauplan für eine Seele“ (2008, 25 ff).
- Handeln
- Letztendliches Ergebnis der Wahrnehmung ist die Reaktion auf die Umwelt. Die Reaktion mag zunächst nicht als Teil der Wahrnehmung einleuchten, muss aber zumindest teilweise hinzugerechnet werden. Der Grund ist, dass viele Reaktionen darauf abzielen, den nächsten Durchlauf der Wahrnehmungskette zu beeinflussen, indem neue Eigenschaften der Umwelt für die Wahrnehmung zugänglich gemacht werden (z. B. Augenbewegung, Abtasten einer Oberfläche). Die Wahrnehmung arbeitet im Allgemeinen veridikal, d. h. zwischen einem Reiz und seiner Repräsentation im Gehirn besteht ein kausaler, nachvollziehbarer Zusammenhang. Ist ein Glied der Wahrnehmungskette gestört, so kann es zu Widersprüchen zwischen dem Reiz und der durch ihn ausgelösten Wahrnehmung kommen und man spricht von einer gestörten Wahrnehmung. Entspricht das Ergebnis des Wahrnehmungsprozesses nicht der Realität, obwohl die Wahrnehmungskette störungsfrei arbeitet, so spricht man von einer Wahrnehmungstäuschung. Diese Täuschungen werden in der Psychologie ausgiebig erforscht, denn sie liefern direkte Hinweise auf die Funktionsweise des Wahrnehmungsapparates.
Der Zusammenhang der wichtigsten Begriffe soll an folgendem konkreten Beispiel verdeutlicht werden:
- Beispiel
- Ein Kaminfeuer übermittelt Strahlung, Schall und chemische Stoffe (allesamt Eigenschaften (physikalische Größen), für die wir Sinnesorgane besitzen), das Kaminfeuer ist also ein distaler Reiz. Da die ausgesandten Signale Sensoren zur Reaktion reizen, handelt es sich hierbei um die Reize Licht, Wärme, Geräusche und Gerüche. Die Gesamtheit dessen, was wir vom Kaminfeuer wahrnehmen, bildet den proximalen Reiz, der von unseren Sinnesnerven als Perzept wie „gelb bis rote Farben, flackernde Bewegung, mittlere Temperatur, Knistern, geruchswirksame Aromen x, y und z“ an die sensorischen Zentren weitergeleitet wird. Obwohl die Umrisse des Kamins auf der Netzhaut gekrümmt sind, wird er veridikal als rechteckig wahrgenommen. Zum Abschluss wird das Perzept durch die Kognition mit den Erinnerungen „Feuer“ und „Kamin“ verbunden, zum „Feuer im Kamin“ kombiniert, als „Kaminfeuer“ erkannt, mit „November 1968“ und „Lisa“ assoziiert und als „sehr angenehm“ beurteilt und bildet damit die Grundlage für unsere Reaktion.
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