Mittwoch, 20. Juli 2016

Warum unser Wille freier ist als gedacht

Warum unser Wille freier ist als gedacht




Komplett ferngesteuert – oder doch nicht? Deutsche Psychologen haben eine neue Hypothese zum freien Willen formuliert. Darin stellen sie klar: Die menschliche Willensfreiheit und das bislang wichtigste Gegen-Experiment dazu müssen sich nicht widersprechen – wenn man die Ergebnisse anders interpretiert. 

Demnach seien die typischen Hirnsignale, die schon lange vor einer bewussten Entscheidung messbar sind, nicht der Auslöser von Entscheidung und Handlung. Sie erleichterten die Wahl lediglich.

Wie frei sind wir in unseren Entscheidungen? Werden wir von unserem Gehirn womöglich nur ferngesteuert? Diese Frage beschäftigt Hirnforscher, Psychologen und Philosophen schon seit den 1980er Jahren. Damals zeigte das berühmte Experiment des Physiologen Benjamin Libet, dass unsere Handlungen schon lange vor der bewussten Entscheidung im Gehirn angelegt zu sein scheinen. Denn noch bevor wir uns bewusst sind, wie unsere Wahl ausfallen wird, aktiviert das Gehirn spezifische Schaltkreise für eine der beiden Möglichkeiten.

Dieses frühe sogenannte Bereitschaftspotenzial galt Libet und vielen anderen als eindeutiger Beleg: Das subjektive Gefühl der freien Willensentscheidung sei eine Illusion.


Seitdem haben Forscher jedoch auch immer wieder Hinweise dafür gefunden, dass die menschliche Willensfreiheit doch nicht so eingeschränkt ist wie Libets Ergebnisse vermuten lassen. So können wir eine vorab gefällte Entscheidung etwa bis zu einem gewissen Punkt noch bewusst umstoßen.

Negatives Hirnsignal als Auslöser?


Auch die Psychologen um Stefan Schmidt vom Universitätsklinikum Freiburg sind sich sicher, dass unser Wille freier ist als gedacht. Sie haben nun eine alternative Erklärung für Libets Beobachtungen formuliert und zu diesem Zweck vorhandene Studien zu dem Thema ausgewertet sowie eigene Untersuchungen durchgeführt.


Die Wissenschaftler konzentrierten sich dabei vor allem auf die Funktion des frühen Bereitschaftpotenzials. Den Forschern zufolge ergibt es sich aus der Addition sehr langsamer Hintergrundschwankungen in der Gehirnaktivität und steigt 400 bis 500 Millisekunden vor Beginn der Handlung typischerweise in den negativen Bereich. Doch löst dieses charakteristische Hirnpotential wirklich unsere Entscheidung aus?

Schmidt und seine Kollegen konnten bei einer Durchführung des Libet-Experiments nachweisen, dass das nicht unbedingt so sein muss.

Anders als bei Libet üblich werteten sie jeden experimentellen Durchgang einzeln aus, anstatt bis zu 40 Durchgänge zu mitteln. Dabei zeigte sich: Das Hirnsignal war in einem Drittel der Durchgänge positiv oder neutral statt wie erwartet negativ.

Bereitschaftspotenzial erleichtert Entscheidungen


"Das widerspricht der gängigen Annahme, dass der Anstieg eine direkte Vorbereitung der Handlung ist", sagt Schmidt. Laut der Hypothese der Forscher ist das Bereitschaftspotenzial demnach nicht die Ursache von Entscheidung und Handlung, sondern ein Begleitphänomen – das jedoch durchaus einen Einfluss auf unser Tun hat.

"Wir wissen aus den Experimenten, dass ein negatives Bereitschaftspotenzial Entscheidungen erleichtert, sie aber nicht auslöst. Es ist einer von vielen Einflussfaktoren", so Schmidt. Das Ansteigen des Potenzials in den negativen Bereich werde offensichtlich als innerer Impuls oder Bedürfnis verspürt, sich für die Handlung zu entscheiden. Viele Entscheidungen fallen deshalb dann, wenn die langsamen Schwankungen im negativen Bereich sind.

Impuls muss nicht gefolgt werden


Die Wissenschaftler führten das Experiment auch mehrfach mit meditationserfahrenen Versuchspersonen durch. Diese sind aufgrund der Stabilisierung ihrer Aufmerksamkeit besser als nicht Meditierende in der Lage, innere Vorgänge zu beobachten und zu berichten.

Einem Meditationsmeister gelang es, den inneren Impuls zum Handeln – sprich: die negative Schwankung – zuverlässig zu identifizieren.

Folgte er dem Impuls, verstärkte sich das Bereitschaftspotential wie erwartet. Widerstand er dem Impuls, wurde es schwächer. Verzögerte er die Handlung nach dem Impuls, verschob sich auch das Bereitschaftspotential entsprechend.
 "Wir werden nicht nur nicht vom Bereitschaftspotenzial bestimmt, wir können es sogar bewusst verändern", schließen die Forscher.

 (Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 2016; doi: 10.1016/j.neubiorev.2016.06.023)

Unser Auge sieht sogar einzelne Photonen

Unser Auge sieht sogar einzelne Photonen



(Quelle: Wiki)


Das menschliche Auge ist lichtempfindlicher als gedacht: Es kann sogar noch ein einzelnes Photon wahrnehmen – und damit die kleinste physikalische Einheit des Lichts. Das belegt erstmals ein Experiment mit einer speziellen Quanten-Lichtquelle, wie Forscher im Fachmagazin "Nature Communications" berichten. Wie unser Sehsystem es allerdings schafft, das schwache Photonensignal aus dem Hintergrundrauschen herauszufiltern, ist bisher rätselhaft.

Wir Menschen gelten gemeinhin nicht gerade als die Superaugen – es gibt viele Tiere, die vor allem nachts weitaus besser sehen als wir. Aber wo genau liegt die Grenze unserer Lichtwahrnehmung? "Obwohl dies seit 70 Jahren untersucht wird, ist bis heute unklar, wo die absoluten Grenzen liegen", erklären Jonathan Tinsley von der Universität Wien und seine Kollegen. 

Wie gut ist unser Auge?


Zwar ergaben Studien, dass unsere sensitivsten Sehsinneszellen, die Stäbchen, schon auf ein ein einzelnes Photon reagieren, ob Menschen dieses Signal aber bewusst registrieren, blieb unklar. Einer der Gründe dafür: Es fehlte schlicht an der Technik, mit der sich einzelne Photonen auf das Auge eines Probanden schießen ließen. 

"Es ist nicht einfach, Licht zu erzeugen, das aus genau einem oder einer definierten Anzahl von Photonen besteht", eklärt Studienleiter Alipasha Vaziri von der Universität Wien. "In Licht aus klassischen Quellen ist die Photonenenzahl statistisch verteilt. Durch Dimmen kann man nur die mittlere Photonenzahl eines Lichtpulses verringern, die exakte Anzahl ist nicht bestimmbar."


Licht oder nicht?


Dieses Problem lösten die Forscher nun, indem sie eine Lichtquelle konstruierten, die bisher nur im Bereich der Quantenoptik und Quanteninformation zum Einsatz kam. Ein optischer Kristall bringt darin ein energiereiches Photon dazu, in zwei verschränkte Photonen niedrigerer Energie zu zerfallen. Im Versuch wurde jeweils eines der Photonen zum Auge der Versuchsperson geleitet, während das andere gleichzeitig auf einen Detektor traf.

Für den eigentlichen Test saßen die Probanden – junge Männer mit optimaler Sehfähigkeit – in einem lichtisolierten Raum und sollten nach einer Eingewöhnungsphase angeben, in welchem von zwei aufeinanderfolgenden Zeitintervallen sie glaubten, in der absoluten Dunkelheit ein Licht gesehen zu haben. Zudem sollten sie angeben, wie sicher sie sich jeweils waren. Insgesamt wiederholten die Forscher diesen Versuch mit verschiedenen Teilnehmern mehr als 30.000 Mal.

"Das ist kein Zufall mehr"


Das Ergebnis: Die Versuchsteilnehmer lagen in mehr als der Hälfte der Fälle richtig. Ihre Trefferquote war damit signifikant höher als bei reinem Zufall, wie die Forscher berichten. Werten die Forscher nur die Versuche, in denen sich die Probanden sehr sicher waren, stieg die Trefferquote sogar auf 60 Prozent. 

"Das spricht dafür, dass das menschliche Auge tatsächlich imstande ist, ein einzelnes Photon zu erkennen", sagt Varizi. "Das ist wirklich bemerkenswert und zeigt, bis zu welch erstaunlicher Effizienz die Evolution die Empfindlichkeit der Sinnesorgane vorantreiben kann - in diesem Fall bis zur Einheit der physikalischen Größe selbst."

Was den Physiker besonders fasziniert: "Hier trifft ein Photon, die kleinste Einheit des Lichts, auf ein biologisches System, bestehend aus Milliarden von Zellen. Das extrem schwache Signal durchläuft mehrere Schritte biologischer Singnalverarbeitung bis hin zur bewussten Wahrnehmung und geht trotz aller möglichen Quellen des Rauschens nicht verloren."

Rätselhafter "Priming"-Effekt


Wie sensibel die menschliche Netzhaut auf das Licht reagiert, hängt dabei offenbar nicht nur von individuellen Unterschieden ab. Wie ein weiteres Experiment ergab, stieg die Trefferquote der Probanden auch dann, wenn die Forscher zwei Einzelphotonen nacheinander mit maximal fünf Sekunden Abstand auf ihre Augen schickten. 

"Wir vermuten, dass die Detektion eines einzelnen Photons vorübergehend die Sensibilität des Sehsystems für solche Ereignisse in extrem lichtarmen Bedingungen erhöht", erklären die Wissenschaftler. Dieser sogenannte Priming-Effekt "eicht" das Auge sozusagen darauf, auf besonders schwache Signale zu reagieren. Welche neurophysiologischen Mechanismen diesem Effekt zugrunde liegen, ist allerdings noch unbekannt. 

Offen bleibt auch, wie das Sehsystem es schafft, das Signal nur eines Photons aus dem Hintergrundrauschen herauszufiltern. Alipasha Vaziri und sein Team wollen diesen Fragen in den kommenden Jahren auf den Grund gehen. (Nature Communications, 2016;