Kategorie: Das Gehirn

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Auf William von Ockham, einen englischen Spät­scholastiker, wird ein philosophisches Prinzip zurückgeführt,

Haupttempel + Intihuatana, Machu Picchu, Peru
Haupttempel + Intihuatana, Machu Picchu, Peru


nach dem die jeweils einfachste Erklärung eines Phänomens gegenüber den komp­li­zierteren vorzuziehen ist. Wenn ein Sachverhalt oder ein Argument wahr und zugleich aus­reichend für eine Erklärung ist, dann sind andere Erklärungen abzu­lehnen.

Im Falle der Evolution des menschlichen Gehirn heißt das: Die darge­stellte biologische Erklärung der Entstehung des menschlichen Gehirns beruht auf wahren Sachverhalten und bietet eine ausreichende Erklä­rung. Alle komplizierteren Erklärungen, die auf dem Werk­zeug­­gebrauch, der Sprache oder anderen kulturellen Leistun­gen beru­hen, sind abzu­lehnen.

Beim Vergleich der Entwicklung des menschlichen Körpers ein­schließ­lich des Gehirns einerseits und der menschlichen Kultur andererseits ist die große zeitliche Lücke zwischen dem Auftreten des Homo sapiens vor ca. 250 000 Jahren und den ersten kulturellen Artefakten mit Symbolen vor ca. 60 000 Jahren in Südafrika zu berücksichtigen.

Diese große zeitliche Lücke ist ein weiterer Beleg für das zeitliche Aus­ein­anderfallen von vorangehender biologischer und späterer geistiger und kultureller Ent­wicklung.

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These 12

Ergebnis

Tempelplatz, Machu Picchu, Peru
Tempelplatz, Machu Picchu, Peru


Das menschliche Gehirn entstand auf rein biologischer Grundlage ohne die Einwirkung geistiger/kultureller Kräfte auf den biologischen evolu­tiven Prozess und zeitlich noch vor der Entstehung einer menschlichen Kultur.

Erläuterung:

Das Gehirn ist für den Organismus ein sehr teures, weil energie­inten­sives und bevorzugt mit Energie versorgtes Organ. Das Wachs­tum bis zur Größe des menschlichen Gehirns und das Wachs­tums­ende aufgrund der menschlichen Reproduktionsbiologie sind biologisch er­klär­bar.

Damit sind kompliziertere geistige oder kulturelle Ursachen nach dem philo­sophi­schen Prinzip von Ockhams Rasiermesser ausge­schlossen.

277

Das Ende des Gehirnwachstums beim Auftreten des Homo sapiens

Palastviertel, Machu Picchu, Peru
Palastviertel, Machu Picchu, Peru


vor ca. 250 000 Jahren hat also nichts damit zu tun, dass das Gehirn im Unterschied zu den früheren Hominidengehirnen perfekt gewesen wäre (Mayr), auch die Idee eines nahtlosen Übergangs von der genetischen Anpassung zur kulturellen Tradition (Habermas) halte ich für eine unzulässige Vereinfachung,

die dem Epochenwechsel beim Ende des Größen­wachstums des menschlichen Gehirns nicht genügend Rech­nung trägt. Hier sind weitere Zwischenschritte gedanklich nötig und noch zu beschreiben, die die Entwicklung plausibel machen.

Die Verlängerung des Gehirnwachstums in das erste Jahr nach der Geburt verteuert das menschliche Gehirn weiter und führt zu dem Problem, wer die Kosten dafür aufbringen kann.

Die Mutter allein kann die erhöhten Kosten wohl nicht aufbringen, so dass weitere Helfer erforderlich sind. Wenn wir von einer Paarbindung und von einer Familienstruktur ausgehen, kommen als weitere Helfer der Vater, dazu andere Familienmitglieder wie z. B. ältere Geschwister infrage.

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276

Die Evolution hat aber dennoch eine Lösung gefunden, diese erste natürliche Grenze des Gehirnwachstums zu überwinden.

Palastviertel, Machu Picchu, Peru
Palastviertel, Machu Picchu, Peru


Robert D. Martin schreibt weiter:

So scheint es, daß wegen der besonderen Größe des erwachsenen menschlichen Gehirns ein Teil des Wachstums, das normalerweise innerhalb des Mutterleibs stattfinden würde, in das postnatale Leben verlegt worden ist.

Es ist zutreffend gesagt worden, dass die menschliche Schwangerschaft eigentlich 21 Monate dauert – neun Monate in der Mutter und weitere zwölf Monate außerhalb. Dieses besondere Charakteristikum der Entwicklung des menschlichen Gehirns erklärt, warum unsere Neugeborenen so hilflos sind – trotz der Tatsache, daß sie unter vielen anderen Hinsichten dem Standard­muster entsprechen, das Nestflüchter erkennen lassen. (S. 105)

Welche Folgen der enge menschliche Geburtskanal für das Wachstum des Gehirns des Neugeborenen hat, erklärt Martin an gleicher Stelle so:

Näheres Hinsehen offenbart einen besonderen Grund für den relativ hilflosen Zustand der menschlichen Neugeborenen. Er hat mit dem Wachstum des Gehirns zu tun. Als generelle Regel gilt für Primaten, daß das Gehirn zur Zeit der Geburt die Hälfte seiner erwachsenen Größe erreicht hat.

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Dabei war eigentlich nie zweifelhaft, warum das menschliche Gehirn nicht weiter wachsen konnte.

"Zeremonienbrunnen", Machu Picchu, Peru
"Zeremonienbrunnen", Machu Picchu, Peru


Die Antwort liegt in der Biologie der menschlichen Fortpflanzung. Robert D. Martin erläutert das Problem in dem Aufsatz Die Evolution des menschlichen Körpers:

Die Dimension des Geburtskanals, der durch das Becken verläuft, stellt eine Grenze für den Kopfumfang eines Neugeborenen dar, und bei den Menschen sind die relevanten Dimensionen noch stärker reduziert, um den Umbau des Beckens für das zweibeinige Gehen ermöglichen zu können.

Die Größe des menschlichen Gehirns bei der Geburt hat bereits die Grenze erreicht, die ihm durch das Becken vorgegeben wird. Der menschliche Geburtsvorgang ist daher im Vergleich zu anderen Primaten einzigartig komplex geworden. Er schließt eine fortgesetzte Drehung mit ein, die das Neugeborene vollführen muss, um dann mit dem Kopf auf die Welt zu kommen, wenn er zum Rücken der Mutter zeigt.
(in: Fischer/ Wiegandt: Evo­lu­tion, S. 74-109, S. 105)

Hier hätte die Entwicklung zum Menschen eigentlich ihr Ende finden müssen. Der Geburtskanal der frühen Menschenfrau, die noch weit vom Homo sapiens und seiner Kultur entfernt war, blockierte das Gehirn­wachstum und so die schönen Ideen eines Descartes, Darwin, Kant oder Mayr.

274

Das Gehirn war eben perfekt, warum sollte es dann weiter wachsen?

Eingang zum "Mausoleum", Machu Picchu, Peru
Eingang zum "Mausoleum", Machu Picchu, Peru


Ist die Antwort auf die Frage des Endes des Gehirnwachstums wirklich so einfach? Auch Jürgen Habermas geht in der bereits zitierten Passage über das Problem des Endes des Größenwachstums des menschlichen Gehirns großzügig hinweg:

Nachdem das Größenwachstum des menschlichen Gehirns aufgehört hat, sind kulturelle Lernprozesse an die Stelle der genetischen Anpassung getreten. Was anderen Tierarten fehlt, ist die generationenübergreifende Wei­tergabe symbolisch gespeicherten Wissens, das im Lichte neuer Erfahrungen revidiert und erweitert wird.

Wenn die Gene die Anpassung des Menschen nicht schaffen, muss eben die Kultur übernehmen? Aber woher kommt die Kultur? Wer hat die kulturellen Lernprozesse erfunden?

273

These 11

Das verlängerte Gehirnwachstum

Runder Turm, Machu Picchu, Peru
Runder Turm, Machu Picchu, Peru


Beim Menschen wird das Gehirnwachstum durch die Weite des Ge­burts­kanals der Frau begrenzt, den das Kind bei der Geburt passieren muss. Der selektive Vorteil des großen Gehirns des Individuums stößt hier an eine natürliche Grenze.

Um diese natürliche Grenze zu überwinden, hat die Evolution beim Menschen zwei Lösungen gefunden: Die erste Lösung ist, das Gehirn­wachstum in die Zeit nach der Geburt hinein zu verlängern. Diese Lösung wird erkauft durch einen weiteren Kostenanstieg infolge der erforderlichen aufwendigen Pflege des hilf­losen Säuglings.

Erläuterung:

Warum hört das menschliche Gehirn in der Evolution plötzlich auf zu wachsen? Diese Frage ist genauso spannend wie die nach den Ursachen des Wachstums in den vorangegangenen Perioden, sie wird aber er­staun­licherweise viel weniger thematisiert.

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272

Ein weiterer Vorteil von großen sozialen Gruppen liegt darin, weniger oft von Raubtieren angegriffen zu werden.

Palastviertel, Machu Picchu, Peru
Palastviertel, Machu Picchu, Peru


Dazu schreibt Dunbar,

daß der Hauptgrund für die Entwicklung von großen Gruppen bei Primaten in dem Risiko liegt, als Beute zu enden. Dieses Opferrisiko hat sogar direkt zur Selektion von großen Gehirnen beigetragen, denn es konnte an vielen Stellen gezeigt werden, daß Raubtiere überproportional häufig – relativ zu der Häu­fig­keit in ihrem jeweiligen Habitat – Mitglieder von Arten angreifen, die über kleine Gehirne verfügen. (S. 250)

Dunbar hat das Neocortex-Volumen von Affen und Menschenaffen mit den Größen der jeweiligen Gruppen verglichen und dabei die oben besprochene Korrelation festgestellt. Angewendet auf den Menschen, kommt Dunbar auf eine Gruppengröße für Menschen von 150 Indivi­duen (Dunbar-Zahl).

Diese Zahl findet er in vielen menschlichen Organisationsformen wieder: in der durchschnittlichen Größe von Jäger- und Sammler-Clans, in der Größe von europäischen Dörfern vor der industriellen Revolution, in der Größe von persönlichen Netzwerken usw.

Offensichtlich ist das Verhältnis von Gehirn und sozialer Komplexität beim Menschen ähnlich wie bei den großen Affen angelegt.

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271

Bei Primaten korreliert die Gruppengröße mit der Gehirngröße, bei anderen Säugetieren und bei Vögeln ist das nicht der Fall.

Machu Picchu, Peru
Machu Picchu, Peru


Dort lässt sich aber feststellen, dass die monogam (in Paarbindung) lebenden Arten ein größeres Gehirn haben als die polygam lebenden Arten. Dunbar deutet diesen Befund so,

daß der ursprüngliche Anreiz zur Evolution größerer Gehirne in der Entwicklung einer Paarbindung zu finden ist, die gewöhnlich mit der Tatsache einhergeht, daß beide Elternteile den Nachwuchs versorgen (…)

Wir stellen uns vor, daß für den Fall, daß sich die Paarbindung etabliert, zu größeren Gehirnen geführt und die kognitive Fähigkeit hervorgebracht hat, mit komplexen Verhältnissen (Relationen) umzugehen, es den Prima­ten gelungen ist, diese kognitiven Fähigkeiten dadurch auszunutzen, daß sie sie so verallgemeinerten, daß sie allen Mitgliedern der sozialen Gruppen zur Verfügung standen. (S. 249f)

So konnten mit dem größeren Gehirn, das in der Paarbindung entwickelt wurde, auch komplexere Sozialsysteme mit Freunden, also mit nicht reproduktiven Partnern bewältigt werden.

270

Je größer das Gehirn, genauer: der Neocortex (stammesgeschichtlich jüngster Teil der Großhirnrinde), bei einer Primatenart ist,

Machu Picchu, Peru
Machu Picchu, Peru


umso größer ist die Gruppe, in der diese Primatenart leben kann. Das heißt: die Größe des Gehirns ist abhängig von der Anzahl der sozialen Kontakte, die die Individuen dieser Art bewältigen. Dunbar schreibt weiter:

Das ihr zugrundeliegende Argument lautet, daß die gesuchte Erklärung in der Tatsache steckt, daß Primaten über komplexere soziale Systeme als andereDarüber hinaus haben weitergehende Analysen ergeben, daß eine Reihe von Verhaltensmustern, die besonders mit der sozialen Komplexität von Primaten assoziiert sind, ebenfalls mit der relativen Größe des Neocortex korreliert sind.

Dazu gehören die Größe der Grooming Clique (Grooming: gegenseitige Körper- bzw. Fellpflege), der Einsatz von alternativen Paarungsstrategien bei Männchen, der Rückgriff auf Koalitionen und Allianzen, das Manöver des taktischen Betrugs und die Qualität des sozialen Spielens. (S. 247f)

269

These 10

Das soziale Gehirn

Festumzug, Cusco, Peru, 27. 8. 1989
Festumzug, Cusco, Peru, 27. 8. 1989


Mit der Gehirngröße von Affen nimmt auch die mögliche Größe der sozialen Gruppe zu, da die Individuen mit den größeren Gehirnen soziale Beziehungen zu einer größeren Anzahl von Gruppenmitgliedern herstellen und pflegen können (Robin Dunbar).

Der Vorteil der größeren sozialen Gruppe und der Vorteil der größeren Kontaktfähigkeit führen zu einer Selektion der Individuen und der Gruppen mit den größeren Gehirnen. Die Selektion fördert das Gehirnwachstum, das wird von den Hominidenfossilien bestätigt.

Erläuterung:

Das Gehirn ist ein teures Organ, weil es viel Energie verbraucht, die von den Lebewesen beschafft werden muss. Warum hat es sich in der Evolution trotzdem ausgezahlt hat, in große Gehirne zu investieren?

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268

Ein weiteres Phänomen, das Achim Peters beschreibt, ist das Body-Down­sizing,

Festumzug, Cusco, Peru, 27. 8. 1989
Festumzug, Cusco, Peru, 27. 8. 1989


das sich bereits bei niederen Wirbeltieren, etwa Fischen, nach­weisen lässt. Bei Nahrungsknappheit oder einer langwierigen Erkran­kung bildet sich Gewebe zurück. Peters:

In der Geschichte der Gattung Mensch, die vom Homo australopithecus, über den Homo erectus bis zu uns reicht, gab es indes lang anhaltende Krisen­perioden wie Eiszeiten und Dürreperioden (…)

Betrachten wir die Zeit vor 50 000 Jahren als ein Beispiel für eine solch lang andauernde Versor­gungskrise in der Stammesgeschichte des Menschen, so ist sie möglicherweise die Ursache dafür, das sich beim modernen Homo sapiens der Körper nachhaltig umbaute, filigraner wurde und so dem Gehirn einen größeren Energiezugang verschaffte. Dafür spricht, dass vor etwa 50 000 Jahren mit Beginn der letzten Eiszeit ein fortschreitendes Body-Downsizing einsetzte. (S. 49)

In der These 9 ging es um die Sonderstellung des Gehirns unter den Organen der Tiere und des Menschen. Der hohe Energieverbrauch macht es für ein Lebewesen zu einem riskanten Organ. Nur wenn große Vorteile auf der Habenseite zu verbuchen sind, lohnt sich der Aufwand.

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267

Die Vergrößerung des Gehirns hat in der Evolution aber nicht nur bei Affen und Hominiden stattgefunden,

Festumzug, Cusco, Peru, 27. 8. 1989
Festumzug, Cusco, Peru, 27. 8. 1989


sondern scheint ein allgemeines Prinzip der Evolution zu sein. Carel van Schaik und Karin Isler erläutern im Anschluss an das oben genannte Zitat die Probleme, die Tiere mit dem Wachstum und dem Unterhalt ihrer Gehirne haben und schreiben dann:

Darum gibt es gute Gründe anzunehmen, daß jede Tierart jeweils das größte Gehirn hat, das sie sich energetisch leisten kann. Trotz dieser Kosten hat sich die Hirngröße über evolutionäre Zeiträume schrittweise vergrößert, was die Paläontologen als das Gesetz von Marsh bezeichnen, das schon 1879 formuliert worden ist. (van Schaik, Isler 2010, S. 155)

Zur Energieregulierung des menschlichen Gehirns hat Achim Peters die Selfish-Brain-Theorie formuliert, die in unserem Zusammenhang von Bedeutung ist.

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Carel van Schaik und Karin Isler erläutern:

Festumzug, Cusco, Peru, 27. 8. 1989
Festumzug, Cusco, Peru, 27. 8. 1989

Die vielleicht wichtigste Beschränkung der Hirngröße ist die Tatsache, daß Hirngewebe sehr stoffwechselintensiv ist und daher viel Energie verbraucht. Das Herz, die Leber und die Nieren brauchen zwar ähnlich viel Energie pro Gramm Gewebe, aber ihre Größe ist viel stärker vom Körpergewicht vorgegeben als die Hirngröße, d. h. sie variiert viel weniger zwischen den Arten. Andere Organe dagegen, Knochen, Muskeln, Haut etc. verbrauchen pro Gramm einen Bruchteil der Energie des Gehirns (…)

Dies bedeutet, daß es schwieriger ist, durch natürliche Auslese einen bestimmten Zuwachs der Hirngröße zu erreichen als z. B. einen äquivalenten Zuwachs an Muskelmasse oder der allgemeinen Körpergröße.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß der Organismus das Gehirn nicht vorübergehend stillegen kann, um Energie zu sparen, weil das Gehirn im Ruhezustand genau gleich viel Energie benötigt.
(Carel van Schaik und Karin Isler 2010: Gehirne, Le­bens­läufe und die Evolution des Menschen, in: Fischer/ Wiegandt: Evolution, S. 142-169, S. 153f)

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265

III.     Das Gehirn

These 9

Das teure Gehirn

Festumzug, Cusco, Peru, 27. 8. 1989
Festumzug, Cusco, Peru, 27. 8. 1989


Das Gehirn ist für ein Lebewesen ein sehr teures Organ, weil es sehr viel Energie verbraucht. Dennoch ist über die Säugetiere, die Primaten, die Affen, die Großaffen und schließlich die Hominiden bis zum Men­schen eine stete Zunahme der relativen Gehirn­größe zu beobachten.

Erläuterung:

Am Anfang sollen zwei Zahlen zum Energieverbrauch die Kosten des Gehirns deutlich machen: 1. Das Gehirn verbraucht rund 20 % der gesamtem im Körper verbrauchten Energie. 2. Mehr als 50 % der Energie, die der menschliche Fötus aufnimmt, werden zum Aufbau seines Gehirns verwendet.

Jetzt sollen drei Autoren, die sich im Zusammenhang der menschlichen Evolution zu den Kosten des Gehirns geäußert haben, zu Wort kommen. Robin Dunbar, von dem ich die erste Prozentzahl übernommen habe, schreibt:

Hirngewebe ist ungewöhnlich kostspielig, sowohl was das Wachsen als auch was die Instandhaltung angeht. Es benötigt ungefähr zehnmal mehr Energie, als man von seinem Gewicht her erwarten würde, und es ist das teuerste Gewebe nach dem des Herzens und der Leber.

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