Die funktionelle Gliederung des Gehirns

Die Suche nach der Funktion einzelner Areale ist verständlich. Dies ergab etliche Lokalisationstheorien. Aber diese konnten und können die Funktion des Gehirns nicht erklären. Die Funktion liegt im Netzwerk, so eine Folgerung aus dem Dilemma. Trotzdem wird weiterhin lokal gesucht. Dabei ist schon längst bekannt, bei funktioneller Aktivität werden nicht Areale, sondern Konnektomfasern quer durch aktiv. Eine Erregung verläuft über synaptisch verbundene Neuronen zum Erfolgsorgan. Diese synaptischen Fasern werden mit all mit ihrer Divergenz und Konvergenz aktiv, nicht spezialisierte Areale im Verbund.

These: Diese jeweils speziell geprägten Fasern quer durch realisieren die Hirnfunktionen. Diese sind die funktionellen Teile.

Damit befinden sich die Astrozyten nicht in funktionellen Teilen, sondern wirken zwischen diesen. Ein Astrozyt ernährt Neuronen, welche zu verschiedenen funktionellen Teilen gehören. Damit registriert der Astrozyt denen Bedarf. Verbraucht ein Neuron viel, so haben die anderen versorgten Neurone weniger, dies ausführlich. Neuronen warten auf Signale der Astrozyten. Ohne diese Befehle sind die Neuronen hilflos und verkümmern. Theoretisch kann Anzahl der Konnektomfasern die Anzahl der Neuronen übersteigen.

Beim jetzigen Wissen ist der Paradigmenwechsel zur Konnektomgliederung (auch Kommunikationsketten genannt) längst überfällig. Die intensive Prägung der Lokalisationstheorien erschwert das Umdenken.


Die bisherige Gliederung in funktionelle Areale

Die Funktionen des Gehirns in lokal abgrenzbaren Arealen zu suchen, ist verständlich. Im Gegensatz zu den Maschinen war/ist der funktionelle Bauplan nicht bekannt. Aus der erkannten Struktur wird deren Funktion(en) gefolgert. Dies ergibt etliche Lokalisationstheorien. Und diese prägten das Denken über 2000 Jahre (Literatur: Lokalisationstheorien von der Antike bis zur Gegenwart von Edwin Clarke/Kenneth Dewhurst). Die Suche bei Google "Gehirn funktionelle Gliederung" zeigt strukturelle Teile. Warum wird dieser Fehler nicht bemerkt?

Trotz immenser Anstrengung gelingt es nicht, das Gehirn funktionell zu verstehen. Schon die Erforschung der unspezifischen Hirnsysteme von A.M. Wejn zeigt die Sackgasse der Lokalisation. Bei der lokalen Gliederung bestehen die funktionellen Teile aus Nervengewebe, also aus vermengten Neuronen und Astrozyten. Die Neuronen tun und die Astrozyten helfen dabei, sind Hilfszellen.

Die lokalen Theorien haben ein großes Manko. Ein Areal bzw. eine Zellgruppe haben viel zu wenig synaptische Eingänge, um global entscheiden zu können. Beim Wikipedia-Artikel Spiegelneuron ist dies gut formuliert: Ein Neuron könne zwar vielfältig vernetzt sein, aber es sei kein intelligenter Agent (Homunkulus). Hochkomplexe Dinge, wie die Absichten anderer, könnten nur in mindestens ebenso komplexen neuronalen Netzwerken repräsentiert werden.
Das Konnektom zeigt eine andere Gliederung

Die Verbindungen zwischen den Neuronen interessieren. Grafisch ergibt dies eine Unmenge an Fasern. Arealgrenzen fehlen. Die Erregungen werden über Synapsen von Neuron zu Neuron weitergegeben (verkettete Fließgleichgewichte, Bahnen über verbundene Neurone).
Bei dieser Gliederung, der so genannten Konnektomgliederung, ist es durchaus verständlich, dass sich die unzähligen Fasern an manchen Stellen funktionell konzentrieren. Irgendwo müssen die verbundenen Neuronen strukturell hin. Aber diese Kerne und Areale sind Struktur. In lokalen Strukturen werden höchstens Fragmente eines funktionellen Teils sichtbar und dort laufen auch Fasern für andere Funktionen durch. Hier ähnliche Überlegungen. Diese Fasern realisieren im Verbund und mittels Konvergenz, Divergenz und Hemmung die Funktionen. D.h. dies sind die funktionellen Teile und nicht die lokalen Areale.. Das Manko der fehlenden Eingangsinformationen hat die Konnektomgliederung nicht. Die Menge an Arealen ist überschaubar; die Menge an Konnektomfasern nicht. In Wikipedia ist dies so beschrieben. Nur so werden Gegenstände/Gesichter usw. extrem schnell erkannt. Aber diese vorgeprägten Bahnen erscheinen unflexibel. These: Die Flexibilität wird durch die vielen Astrozyten erreicht, siehe

Bekannte Details zu den Astrozyten

Die meisten Zellen im Gehirn sind Astrozyten. Diese erledigen nicht nur Hilfsaufgaben, sondern beeinflussen die Neuronen. Die Erregungen durchlaufen blitzschnell das Gehirn. Dies passiert über synaptisch verbundene Neuronen. Im Hintergrund und langsamer wirken dabei die Astrozyten. Unklar sind folgende Eigenschaften:

  1. Die Neuronen werden nicht direkt, sondern über die Astrozyten versorgt.
  2. Obwohl die Nährstoffreserven im Gehirn gering sind (dies erklärt wegen Platzmangel), gibt es Unmengen an Astrozyten
  3. Ein Astrozyt ernährt mehrere Neurone und ein Neuron wird durch mehrere Astrozyten ernährt.
  4. Die Astrozyten ernähren nicht nur benachbarte Neuronen, sondern haben Versorgungswege zu entfernten Neuronen. Ich kenne keine andere Erklärung/These für diesen Fakt.
  5. Astrozyten verändern ihre Versorgungswege bei Gedächtnisänderungen.
  6. Die Flexibilität des Gehirns wird vor Ort in der Interaktion zwischen Neuronen und Gliazellen realisiert. Es gibt keine Zentrale im Gehirn, welche alles steuert.
  7. Laut Flexikon bewerten und modulieren die Astrozyten die neuronale Aktivität.
  8. Wegen der indirekten Ernährung über den Umweg Astrozyten wird als Funktion die Blut-Hirn-Schranke gefolgert. Aber diese ist schwach. Viel kann durch und stört die Neuronen.
  9. Neuronen ohne Kontakte zu den Astrozyten verhalten sich hilflos.

Die Gliathese

Da wirkt ein allgemeines Gesetz der Arbeits-/Funktionsteilung. Die Aktivität eines Teils hat Auswirkung auf die anderen funktionellen Teile. In der Marktwirtschaft wird dies durch die Rechnungen/Buchhaltung sichtbar (Adam Smith bezeichnet dies als unsichtbare Hand). Jede Aktivität in einer Arbeits-/Funktionsteilung verändert die Bilanz. Die anderen funktionellen Teile haben einen Vor- oder Nachteil davon. Damit können diese die jeweilige Aktion bewerten. Im Gehirn registrieren die Astrozyten über viele kleine Kanäle den Verbrauch der versorgten Neurone und können damit deren Tun beeinflussen.
Dies ist die eigentliche Funktion der Astrozyten!

  1. Die Astrozyten ernähren nicht nur, sondern registrieren den Nährstoffbedarf der versorgten Neuronen.
  2. Nicht ein oder benachbartes Neuron wird versorgt (was effektiv und Platz sparend wäre), sondern funktionell abhängige Neuronen.
  3. Mit dem Gedächtnis ändern sich auch funktionelle Abhängigkeiten. Astroytenstrahlen werden angepasst.
  4. Nur bei geringen Reserven kann die Optimierung über die Energiebilanz wirken. Deshalb die geringen Reserven und diese sind nicht gleichmäßig verteilt. These: Wo Flexibilität erforderlich ist, gibt es besonders geringe Reserven.
  5. Neuronen reagieren sensibel auf "Befehle" der Astrozyten. Die Astrozyten geben vor und Neuronen folgen. Quelle: Medizinlexikon
  6. Bei diesen Gedanken bilden die Astrozyten keine Schranke, sondern verteilen gezielt Nährstoffe.
  7. Ein allgemein gültiges thermodynamisches Gesetz wird genutzt: Jede Aktion verändert die Energiebilanz. Mittels der Bilanz lässt sich eine Aktion bewerten. Ein Fehler bewirkt einen energetischen Mehraufwand.
  8. Die Astrozyten sind nur ein passiver Verteiler, ähnlich wie ein Wasserrohr. Es ist keine versteckte Intelligenz verborgen bzw. notwendig. Die Astrozyten haben keine Information über das Globale.
  9. Deshalb gibt es die vielen Astrozyten. Diese zeigen und bewerten die funktionellen Abhängigkeiten.
  10. Ohne die Versorgung durch die Astrozyten sterben Neuronen, siehe Artikel
  11. Hilfsaufgaben kann jede Zelle selbst realisieren. Dazu braucht es keine Extrahilfszellen. Aber die eigene Funktion bewerten, kann ein Neuron nicht. Ein Neuron würde die eigene Leistung gut bewerten. siehe
  12. schon vor dem Jahr 1985 waren die durchlaufenden Erregungen über verbundene Neuronen bekannt. Hirnforscher Armin Ermisch bezeichnete dies als Kommunikationsketten. Sieht man den Wald vor lauter Bäume nicht?
  13. Im Jahr 1978 erwähnt Prof. Paul Raths: Das Gehirn ist funktionell nicht nach dem Baukastenprinzip konstruiert (Seite 95 aus zwischen Traum und Tag)

Folgerungen

  1. Wenn die Neuronen ihre synaptischen Verbindungen verändern, dann verlaufen die Erregungen in eine andere Richtung. Engramme werden verändert. Dies bewirkt ein anderes Verhalten in Sprache und Tun und wir folgen dieser Appetenz (auch Handlungsdruck genannt).
    Sprichwort: Wes Brot ich ess, des Lied ich sing. Das Freudsche Modell lässt gut einordnen. Der optimierte Appetenzdruck entspricht dem ES. -> unbemerkt zur Lüge und Krieg.
  2. Bei der Konnektomgliederung befinden sich die Astrozyten zwischen den Fasern, wirken zwischen funktionellen Teilen. Erst mit der Konnektomgliederung wird die obige Gliathese verständlich.
  3. Die obige These kann viele bekannten Eigenschaften der Astrozyten erklären. Die bisherigen Thesen zur Funktion der Astrozyten können dies nicht (Airbagthese, Atmungsthese, Pampers These, Reparaturthese, Hilfszellen, Teil der Blut-Hirn-Schranke).
  4. Die Konnektomfasern verlaufen von den Rezeptoren zu den Erfolgsorganen. Aber dies kann einen Konflikt ergeben. Beispiel: Angreifen oder Flucht. Je differenzierter die Konnektomfasern, desto höher die Wahrscheinlichkeit vom Handlungsalternativen. Die Konnektomfasern bestimmen nicht mehr, sondern können nur noch fordern. Der Status quo in Fließgleichgewichten wird gestört -> Stauungen und Auszehrungen sind die Folge
  5. Erst bei Benutzung einer Funktion können Fehler korrigiert werden. Der Energieverbrauch zeigt Fehler.
    6. Arbeitet ein Neuron mangelhaft, müssen die anderen versorgten Neuronen mehr tun und verbrauchen zumindest zeitweilig mehr Nährstoffe aus dem gemeinsamen Reservoir im Astrozyt. So hat auch der Verursacher der Störung weniger.
    So fördert die Ernährung über die Astrozyten ein Optimum an Leistung.
  6. Stauungen und Auszehrungen erschweren die korrekte Informationsweitergabe, Schlaf und Traum lösen die Abweichungen vom Status quo auf, deshalb sind diese Schlafphasen essentiell notwendig.
  7. Appetenz
    Die Ummengen an Konnektomfasern ergeben sich aus der Differenzierung der Reizsituationen. Dann sind aber alternative Handlungen möglich, z.B. Angreifen oder Flucht. Die einzelnen Konnektomfasern können nicht mehr bestimmen, sondern nur noch fordern. Einige der Fasern werden gehemmt. Dies wird mit der Appetenz fühlbar.
  8. Erinnern wird bei niedrigem ARAS (geringe Konzentration) erleichtert. "Gestaute" Neuronen dürfen feuern. Die Konnektomfaser wird aktiviert.
  9. Der Begriff Straktur Funktion wird durch spezielle Konnektomfasern realisiert.
  10. Die Funktionsteilung erfordert Koordinierung Wer kann dies tun?
  11. Gedächtnis/Engramme Das Bahnmodell kann zum Verständnis helfen
  12. Die einfachen Thesen zur Funktion der Astrozyten
  13. Das Dilemma der funktionellen Lokalisation
  14. Die Reformation braucht nach 500 Jahren eine Reform
  15. Das Konnektom des Fadenwurms, aus der erkannten Struktur zur funktionellen Gliederung
  16. Wille und Gefühl
  17. Schlaf und Traum
  18. Evolution wird auch im Organismus bewertet.
  19. Sprachliche und nichtsprachliche Konnektomfasern laufen nebeneinander, verschmelzen ...
  20. Reizreduktion: Dieses Problem hat die Konnektomgliederung nicht. Wenn eine Reizsituation nicht passt, läuft diese auf den Konnektomfasern ins Leere. D.h. nur bei vorhandenen Konnektomfasern und deren Verschaltung können wir entsprechende Details der Umwelt bemerken. siehe.
  21. Die Zeit: Neues Denken tut not.
  22. Funktionsteilung allgemein
  23. Die Funktion der Oligodendrozyten

5. Impressum

Ich kann versichern, dass die obigen Gedanken mein Eigentum sind. Die andere Funktion ergab sich aus erlebten Widersprüchen im Arealdenken (hier Ratio, dort Gefühl). Jedes Engramm, jede Fähigkeit erzeugt Gefühle. Psychische Aktivität wird quer durch und nicht in lokalen Arealen generiert. Dieses Umdenken begann im Jahr 1976 in Bad Langensalza (Thüringen). Den Begriff "Straktur" hat Prof. Armin Ermisch, Hirnforscher in Leipzig, im Jahr 1983 vorgeschlagen. Lokal abgrenzbare Strukturen sind eben nicht sogleich funktionelle Teile. Deshalb der neue Begriff Straktur. Im Jahr 1976 war von der Netzwerkgliederung (Konnektom) noch nichts zu lesen. Die logischen Folgerungen aus der neuen Gliederung sind immens, z.B. Brief von Dr. Lothar Sprung Die These zur eigentlichen Funktion der Astrozyten ist nur ein kleiner Teil davon. Bekanntes Wissen wird wie bei einem Puzzle neu einsortiert.


2007
Diplom-Mathematiker
Stefan Pschera
Bahnhofstr. 6
D-08258 Markneukirchen OT Erlbach
Kopierrechte beim Verfasser
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