Gehirn, Realität und teleologische Maschinen

Alexander Kaske


Der Versuch, in der "decade of brain" - bezeichnenderweise nicht das Zeitalter der Vernunft - dessen Funktion und damit auch die Grundlagen des Bewußtseins naturwissenschaftlich zu entschlüsseln, wird letztlich auf eine Rekonstruktion und Redefinition des Menschen durch physikalische Begriffe hinauslaufen. Das Ergebnis kann nur human sein, wenn man - konstruktivistisch - den menschlichen Ursprung dieser Begriffe anerkennt und um deren vorbewußte Anfänge weiß.
Das Buch geht folgerichtigerweise von den modernen physikalischen Konzepten Symmetrie und Symmetriebruch aus, die es erlauben, Vergangenheitsabbildung in Systemen - mit enger Beziehung zum Chaos - als Voraussetzung für Lernen zu beschreiben.
Die "Laws of form" von George Spencer-Brown führen mit ihrer beobachterzentrierten Form einer logischen Repräsentation als Folge von Symmetriebrüchen, die den intentionalen und interaktiven Charakter einer Unterscheidung klar herausarbeitet, über zu den Anforderungen eines homoeostatischen Systems an dessen kognitive Repräsentationsform.
Nach Analyse von Aufbau und Funktion des Gehirns und dessen Wandel in der Evolution, wird dargelegt, wie dieses "Datenformat" grundsätzlich aussieht, und wie es mit der Homoeostase des Organismus verknüpft ist. Der Schlüssel liegt hierbei in der Kontrolle der Propagation externer Reize wie intern generierter Muster zu kooperativen Zuständen, die homoeostatisch wirksam sind. Dabei wirken komplementär die Hippocampusformation - eng assoziiert an ein Noradrenalin dominiertes Aufmerksamkeitssystem - und die dopaminabhängigen Basalganglien, welche zur Initiation intern generierter Handlungen unerläßlich sind, als dualistische Zügel zusammen. Hiervon ausgehend wird eine Reihe von Emanzipationsschritten aufgezeigt, die die Entwicklung begrifflichen Denkens in Einklang mit neuropsychologischen Befunden und Gesetzmäßigkeiten rekonstruieren.
Der Kreis wird dann geschlossen mit der Untersuchung, inwieweit die genauere Kenntnis der Basis unseres Denkens helfen kann, die physikalische Welt in der letztlich auch quantentheoretisch begründbaren Symmetrie von Beobachter und Welt zu verstehen.


Inhalt:

Zur Einführung

  1. Motivation und Zielrichtung
  2. Einleitung
Realität 1
  1. Die naturwissenschaftliche Methode
  2. Die Struktur wissenschaftlicher Theorien
    1. Kommunizierbarkeit-Reproduzierbarkeit-Prüfbarkeit
    2. Raum, Zeit und Kausalität
    3. Quantentheorie (Aufbau der Materie)
  3. "Weltentwürfe"
    1. George Spencer Brown – Laws of Form
    2. Franz R. Krüger: Physik und Evolution
    3. Roger Penrose: The Emperors new mind
  4. Was ist Wissen
ZNS 1
  1. Membranen
  2. Mehrzeller
  3. Rezeptorflächen
  4. Anatomie des ZNS
  5. Aufbau der anatomischen Strukturen, ihre Funktionen und wichtigsten Verbindungen zu anderen Strukturen
      1. Der Hirnstamm ist ein wichtiges Informationszentrum, dessen Zerstörung mit dem Leben unvereinbar ist
      2. Kleinhirn
      3. Das Zwischenhirn
      4. Thalamus
      5. Verbindung zwischen Thalamus und Basalganglien
      6. Charakter der Verschaltung
      7. Subthalamus
      8. Hypothalamus
    1. Telenzephalon
      1. Paleocortex
      2. Archicortex
      3. Funktion des Hippocampus
      4. Isocortex
      5. Der histologische Aufbau des Cortex
      6. Striatum
  6. "Unspezifische" modulierende Systeme
ZND I
  1. Die Klassik
  2. Die neue Ära
  3. Netzwerke
    1. Netzwerke ohne Rückkoppelung
    2. Assoziative Memorys
    3. Selbstorganisierende Karten
    4. Netzwerke mit kooperativer Dynamik – Oszillationen
  4. Experimentelle Befunde
    1. Untersuchungen im visuellen Cortex der Katze
    2. Spatiotemporale Korrelation im Cortex von Primaten
    3. Zusammenfassung und Bewertung
  5. Unnötigkeit des Binding Problems
  6. Neue Strömungen im Roboterdesign
ZND II
  1. Simulationen zur dualen Organisation des Cortex
  2. Simulation der Hippocampusformation
  3. Simulation der Interaktion der verschiedenen Kompartimente (Striosom-Matrix) des Striatums und ihre Bedeutung für die Schleife Cx – St – Pall – Snr – Th – Cx
  4. Zusammenfassung und Interpretation
ZNS II – Die teleologische Maschine
  1. Symmetrien und Symmetriebrüche im ZNS
    1. Die Reaktion der Zyklik des Hypothalamus auf Störungen
    2. Funktionelle Verbindungen des Hypothalamus
  2. Orientierungsreaktion
    1. Evolution der Orientierungsreaktion
    2. Die Struktur der Weitergabe des Symmetriebruchs im Isocortex
    3. Richtung des Symmetriebruchs im limbischen System
    4. Die Emergenz von Verhaltensstrategien durch Weitergabe des Symmetriebruchs
    5. Strukturierung von go – no go Reaktionen durch Hippocampus und Amygdala
    6. Go – no go Reaktionen mittels symmetrischer und antisymmetrischer "Masken"
    7. Habituierung
    8. Lernen und der Aufbau einer Repräsentation
  3. Der Weg zu expliziten Darstellungen
      1. Explizite Objektdarstellung
      2. Struktur der Zeit
      3. Emanzipation der Bewegung
      4. Emanzipation von der Orientierungsreaktion
      5. Emanzipation von Objekt
    1. Die Beziehungen der "unspezifischen" Systeme zur Weitergabe des Symmetriebruchs
    2. Klassifikation durch den Verhaltenszyklus Strategie – Orientierungsreaktion – Singularität
      1. Orientierungsreaktionen – raumartige Klassifikation
      2. Objektartige Klassifikation
    3. Netzwerkaspekte – Fluktuierende Moden
      1. Fluktuierende Moden und die Verteilung von Oszillationen
      2. Klassifikation in Netzwerken nach dynamischer Kooperativität
    4. Evolutionäre Trends
    5. Dichotomie des ZNS
    6. Chaos, Sklaveninvarianz und Selbstähnlichkeit im ZNS
      1. 1/f-Verteilung und das ZNS
      2. Kausalität und 1/f-Verteilung
      3. Selbstähnlichkeit im ZNS
  4. Neuropsychologie
    1. Gedächtnis
      1. Deklaratives "Langzeitgedächtnis" und HC-Läsion bei Vertebraten (Primaten)
      2. Prozedurales "Langzeitgedächtnis"
      3. "Kurzzeitgedächtnis"
    2. Hemisphärensymmetrien 1
      1. Voraussetzungen menschlicher Sprache
      2. Das akustische System und seine Beziehung zum SOS-Zyklus
        S1O–Vestibulocochleäre Orientierungsreaktion
        S1O2–Akustische Objekte
      3. Sprachentwicklung
    3. Hemisphärenasymmetrie II
      1. Struktur der Trajektorie
      2. Die Anwendung des Trajektorienkonzepts auf die übrigen Modalitäten und Hirnleistungen
        1. Visuelles System
        2. Visuelle Täuschung
        3. Taktiles System
      3. Akustisches System
    4. Anwendung des Trajektorienkonzepts auf höhere kognitive Leistungen – Zeit, Kausalität usw.
    5. Linke Hemisphäre – Emergenz des sozialen Individuums
    6. Neuropsychologische Befunde und der SOS-Zyklus
    7. "Geisteskrankheiten"
      Schizophrenie
      Endogene – manisch-depressive – Depression
    8. Bewußtsein
    9. Reflexion
    10. Mystik und Meditation
  5. Self-organized critically und 1/f – Verteilung
  6. >
Realität II
  1. Beobachter und Objektivität
  2. Nichtrelativistische QM
  3. Relativistische QM
  4. Die Struktur des Wissens im menschlichen Gehirn
  5. Wissen eines superkritischen Systems
  6. Wie ist das 1/f-Gefüge rekonstruierbar?
    1. Hierarchischer Systemaufbau
    2. Repräsentation und Dynamik
    3. Symmetriebruch und Resymmetrisierung
    4. Nichtlokalität–QM–ART
  7. Begriffe des Chaos und Kodex, Symmetrie und deren Brechung rufen die Assoziation an ein 1/f-Gefüge wach. Lassen sich Gravitation und 1/f-Gefüge konzeptuell vereinen?
    1. Zur Zeit
    2. Bewegung und Kontinuität
    3. Gravitation
    4. Medium und Körper
    5. Bindung an den Raum
    6. 4-Dimensionale Zahlen
  8. Nachtrag zu 1/f-Ordnung
    1. Kanaltrennung und Dimensionalität
    2. Warum sind Flächen so bedeutsam!
    3. Gleichförmige Bewegung im 1/f-Gefüge
    4. Beschleunigung und Kräfte im 1/f-Gefüge
    5. Biologie des Lichts
    6. Quantenchaos
    7. Symbole und Realität
    8. Die "cognitive" Offenheit geschlechtlicher Organismen gegenüber der Umwelt
    9. Kann man die Begrenzung der Lichtgeschwindigkeit z.B. für interstellare Reisen umgehen?
    10. Analogie Licht und Aktionspotential
  9. Epilog zu Realität II
Industrie der Selbstorganisation
  1. Der Traum künstliche Intelligenz
    1. "Neurochips"
    2. Optische Computer
    3. Nanatechnologie
  2. Steuerung und Erziehung von Robotern
    1. Wissensvermittlung
    2. Ökonomischer und gesellschaftlicher Nutzen
  3. Selbstorganisation in technischen Prozessen
Zusammenfassung
Literaturverzeichnis


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