Global Workspace Theory nach Dehaene und Naccache

Der folgende Text ist eine Zusammenfassung des Aufsatzes „Towards a cognitive neuroscience of consciousness: basic evidence and a workspace framework“ von Dehaene und Naccache, erschienen in: Cognition 79, 2001, S. 1-37.

Ich habe ihn im Rahmen meines Bachelorstudiums geschrieben, jedoch nie verwendet. Ich hoffe, er nützt auf diese Weise jemandem.

In ihrem Aufsatz Towards a cognitive neuroscience of consciousness: basic evidence and a workspace framework entwerfen Stanislas Dehaene und Lionel Naccache einen theoretischen Rahmen für die weitere empirische Erforschung des menschlichen Bewusstseins.

Hierfür arbeiten sie zunächst die Zielstellung der kognitiven neurowissenschaftlichen Bewusstseinsforschung heraus und stellen drei grundlegende empirische Erkenntnisse der bisherigen Erforschung des Bewusstseins vor. Aus diesen – allgemein anerkannten – Befunden entwickeln sie ihre Theorie des Global Workspace, die sie im Folgenden auf noch bestehende Schwierigkeiten und Hindernisse der neurokognitiven Forschung anwenden, um Lösungen und Auswege aus diesen aufzuzeigen.


Die Autoren definieren als Zielstellung der empirischen Bewusstseinsforschung die eineindeutige Zuordnung von neuronalen Hirnzuständen und als bewusst bezeichneten mentalen Zustände. Dabei kommt subjektiven Erfahrungsberichten, die als primäre Messwerte fungieren, eine Schlüsselrolle zu, auch wenn diese nicht zwangsläufig die Realität abbilden:

„The idea that introspective reports must be considered as serious data in search of a model does not imply that introspection is a privileged mode of access to the inner workings of the mind. Introspection can be wrong, as is clearly demonstrated, for instance, in split-brain subjects whose left-hemispheric verbal `interpreter‘ invents a plausible but clearly false explanation for the behavior caused by their right hemisphere.“
(Dehaene, Naccache, S. 3).

Die Autoren sind der Meinung die Werkzeuge der kognitiven Psychologie und Neurowissenschaft genügen um Bewusstsein zu analysieren, solange dies auf einem entsprechend hohen Level der neuronalen Organisation erfolgt.

Drei empirische Beobachtungen werden als besonders bedeutsam für die kognitive Neurowissenschaft des Bewusstseins angesehen und vorgestellt. So haben zahlreiche Studien gezeigt, dass ein ansehnlicher Teil der Informationsverarbeitung, wie Wahrnehmungs-, motorische, semantische, emotionale und kontextabhängige Prozesse, ohne Bewusstsein erfolgen kann. Notwendig für bewusste Prozesse ist offenbar Aufmerksamkeit, die den Autoren zufolge der bewussten Wahrnehmung als Filter voraus geht.

Operationen, die zwingend Bewusstsein erfordern, sind zum einen die dauernde und explizite Aufrechterhaltung von Informationen ohne den auslösenden Stimulus, zum anderen die neuartige Kombination von Prozessen und schließlich intentionales Verhalten, wie beispielsweise introspektive Sprechakte.

Ihren theoretischen Rahmen gründen Dehaene und Naccache im Folgenden auf drei allgemein geteilte theoretische Voraussetzungen: die Modularität des Geistes, die Nicht-Modularität des bewussten Geistes und die dynamische Mobilisierung und Verstärkung der Gedanken durch Aufmerksamkeit.

Dass unbewusste Informationsverarbeitung durch vielfache spezialisierte Prozessoren oder Module geschieht, wird sowohl in der kognitiven Psychologie als auch in den Neurowissenschaften angenommen. Dabei besteht scheinbar keine systematische Verbindung zwischen der objektiven Komplexität einer Berechnung und der Möglichkeit unbewusst ausgeführt zu werden:

„For instance, face processing, word reading, and postural control all require complex computations, yet there is considerable evidence that they can proceed without attention based on specialized neural subsystems.“ (Dehaene, Naccache, S. 13).

Außerdem teilen viele kognitive Theorien die Annahme, dass kontrollierte Informationsprozesse eine weitere funktionale Architektur erfordern, die über Modularität hinaus geht und es ermöglicht flexible Verbindungen zwischen bestehenden Prozessoren oder Modulen herzustellen. Die Autoren stellen daraus folgend die Hypothese auf, dass die Architektur des Gehirns neben speziellen Modulen über ein verteiltes neuronales System mit weitreichender Verbundenheit, den Workspace, verfügt, das potentiell verschieden spezialisierte Gehirnareale in einer koordinierten aber flexiblen Weise verbinden kann.

Es bliebe dann empirisch zu klären, welche Module ihren Inhalt global zugänglich machen. Die Autoren schlagen vor, dass mindestens die folgenden fünf Hauptkategorien der neuronalen Systeme dazu gehören müssten, nämlich Wahrnehmung, Motorik, das Langzeitgedächtnis, Entscheidungsinstanzen und Aufmerksamkeit.

Ausgehend von der geteilten Annahme bezüglich der Rolle der Aufmerksamkeit bei bewussten Prozessen, stellen Dehaene und Naccache ihre dritte Hypothese für einen theoretischen Rahmen des Bewusstseins auf: Die Top-Down Verstärkung der Aufmerksamkeit ist der Mechanismus, durch den modulare Prozesse zeitweise mobilisiert und dem Global Workspace – und damit dem Bewusstsein – zugänglich gemacht werden.

Die neuronale Aktivität muss über eine ausreichende Dauer aufrechterhalten und verstärkt werden, damit die Informationen bewusst und direkt zugänglich gemacht werden können. Daraus folgt das Nichtvorhandensein einer scharfen anatomischen Abgrenzung des Bewusstseins:

„In time, the contours of the workspace fluctuate as different brain circuits are temporarily mobilized, then demobilized. It would therefore be incorrect to identify the workspace, and therefore consciousness, with a fixed set of brain areas. Rather, many brain areas contain workspace neurons with the appropriate long-distance and widespread connectivity, and at any given time only a fraction of these neurons constitute the mobilized workspace.“
(Dehaene, Naccache, S. 14).

Die Mobilisierung ist ein kollektives dynamisches Phänomen, das keiner Leitung bedarf, sondern aus der spontanen Generierung stochastischer Aktivitätsmuster in Workspace-Neuronen resultiert und deren Auswahl adäquat zum derzeitigen Kontext erfolgt.

Laut der Global Workspace Theorie wird die bewusste Verfügbarkeit von Informationen also durch zwei strukturelle Bedingungen bestimmt:

  1. Die Informationen müssen aktiv repräsentiert sein, zum Beispiel durch das Feuern von Neuronen bestimmter Module.
  2. Es existieren bidirektionale Verbindungen zwischen den feuernden Modulen und den Workspace-Neuronen.

Repräsentationen, die mindestens eines der beiden Kriterien nicht erfüllen, sind voraussichtlich permanent für das Bewusstsein unzugänglich. Zeitweise unzugängliche Informationen rufen zwar eine Veränderung der neuronalen Aktivitäten hervor, unterschreiten jedoch die Mobilisierungsdauer, die eine Repräsentation im Global Workspace erfordert.

Dehaene und Naccache meinen, die von ihnen aufgezeigten Experimente bieten Anhaltspunkte für eine Typen-Identität, innerhalb derer die Hauptkategorien der Bewusstseinsinhalte kausal mit den Kategorien physikalischer Hirnzustände verbunden sind.

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