Insekten-Intelligenz im Stecknadelkopf

Das Gehirn der Insekten ist kaum so groß wie ein Stecknadelkopf und doch verfügen sie teilweise über beachtliche geistige Fähigkeiten, die sich mit denen großer Säugetiere messen können. Diese erstaunliche Tatsache wurde durch Beobachtungen und Experimente immer wieder bestätigt. Das bekannteste Beispiel sind die Honigbienen: Sie lernen durch immer ausgedehntere Orientierungsflüge ihre jeweilige Umgebung kennen, wobei sie sich besondere Landschaftsmerkmale und ihre räumliche Lage im Verhältnis zu ihrem Bienenstock, aber auch Düfte (der Blüten) einprägen und alles zu einer dreidimensionalen Karte zusammensetzen. Honigbienen können auch zählen, geometrische Formen auseinanderhalten, Objekte nach ihren Eigenschaften kategorisieren und symmetrische von assymmetrischen Formen unterscheiden.

Honigbiene auf Lavendelblüte. Quelle: Wikipedia

Berühmt sind auch ihre kommunikativen Fähigkeiten. Mit Hilfe des Rundtanzes und des Schwänzeltanzes können sie untereinander die genaue Lage, Qualität und Ergiebigkeit von Nahrungsquellen mitteilen. Der einfachere Rundtanz kommt zum Einsatz, wenn sich die Nahrung in der näheren Umgebung (Umkreis 50-100m)unmittelbarer Nähe des Bienenstocks befindet. Dabei läuft die Kundschafterbiene auf der senkrecht stehenden Bienenwabe im Kreis umher, stupst andere Bienen an und verteilt Duftproben des Nektars. Die Dauer des Tanzes ist ein Maß für die Nektarmenge.

Bei weiter entfernten Nahrungsquellen vollführt sie den komplizierteren Schwänzeltanz. Dabei beschreibet sie mit ihrer Bewegung immer wieder eine „8″. Der Winkel zwischen der Querachse dieser „8″ und der räumlichen Senkrechten entspricht dem Winkel zwischen der Richtung zur Nahrungsquelle und der Richtung wo die Sonne steht. Die Geschwindigkeit mit der die Kundschafterbiene sich bewegt und die Heftigkeit mit der sie dabei schwänzelt, also ihr Hinterteil abwechselnd nach links und rechts bewegt, informiert die anderen Bienen über die zurückzulegende Strecke. Je langsamer die Bewegung, umso größer ist die Entfernung zur Nahrungsquelle. Bis zu einer Entfernung von 10km funktioniert der Schwänzeltanz! Wie bei dem Rundtanz verteilt die Kundschafterbiene Nektarproben unter den anderen Bienen.

Rundtanz und Schwänzeltanz. Quelle: http://www.cals.ncsu.edu/entomology/

Wird ein Bienenvolk so groß, daß der Platz im Stock nicht mehr ausreicht, so wandert ungefähr die Hälfte aus. Ein Bienenschwarm sucht einen Nistplatz und setzt Spurbienen als Kundschafter ein. Diese informieren den Schwarm mit einem Schwänzeltanz über ihre jeweiligen „Vorschläge“ für einen neuen geeigneten Nistplatz. Es kann dabei zu längerwierigen „Diskussionen“ kommen, in deren Verlauf die Spurbienen ihre „Vorschläge“ gegenseitig inspizieren und lassen sich auch „überzeugen“, wenn die Qualität stimmt. Auf diese Weise bildet sich schließlich eine Mehrheit für einen „Vorschlag“.

Die Bienensprache ist in ihren Grundzügen angeboren, jedoch spielen auch Lernvorgänge eine wichtige Rolle. Das zeigen Versuche der BEEgroup (http://www.bienenforschung.biozentrum.uni-wuerzburg.de/die_beegroup/) an der Universität Würzburg. Den Wissenschaftlern gelang es europäische und asiatische Bienen zu einem Bienenvolk zu vereinigen, ein unerwarteter Erfolg, da sich einander fremde Bienen normalerweise gegenseitig töten, wenn man sie ohne Ausweichmöglichkeit zusammenbringt. Nach einigen Stunden klappte die Verständigung, obwohl beide Bienenarten ihren Schwänzeltanz nach einem unterschiedlichen angeborenen  Dialekt tanzen. Die asiatischen Bienen lernten es tatsächlich, die europäischen Bienen zu verstehen.

Auch andere Insekten sind zu beachtlichen geistigen Leistungen in der Lage. Die wie die Bienen in Staaten lebenden Ameisen und Termiten legen  architektonisch beeindruckende Nester an und züchten Pilze. Viele Ameisen halten sich sogar Blattläuse als Nutztiere, um sie zu melken und gelegentlich auch zu verspeisen.

Ameise beim Melken von Blattläusen. Quelle: Wikipedia

Bestimmte südamerikanischen Ameisen (Pachycondyla villosa und Pachycondyla inversa) pflegen sogar individuelle Bekanntschaften(http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/279717.html). Nachgewiesen wurde diese Fähigkeit (bisher) bei den Königinnen, von denen es hier gleich mehrere pro Volk gibt und nicht nur eine wie normalerweise üblich . Zwischen diesen Königinnen wird eine klare Hierarchie „ausgehandelt“, die dann lebenslang bestehen bleibt. Das setzt natürlich ein persönliches Erkennen voraus. Andere staatenbildende Insekten erkennen, soweit bisher bekannt, hingegen lediglich, ob ihr Gegenüber zum gleichen Volk gehört oder nicht. Bei einer anderen Ameisenart (Temnothorax albipennis) wurden richtiggehende Lehrer – Schüler Beziehungen nachgewiesen (http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/260827.html). Erfahrene Kundschafterameisen lehren unerfahrenen Schülerinnen die Orientierung in der Umgebung des Ameisennestes. Dabei passen sie ihre Laufgeschwindigkeit  an die begrenzten Möglichkeiten ihrer jeweiligen Schülerin an, die ihrerseits sich aber ebenfalls bemüht sich an das Lauftempo der Lehrerin anzupassen. Später werden die Schülerinnen dann selbst zu Lehrerinnen. Erlerntes wird so über Generationen weitergegeben.

Wie diese Beispiele zeigen ist die Intelligenz keinesfalls an eine gewisse Gehirn(mindest)größe gebunden.

Innerhalb des Tierreiches sind die Unterschiede in der Gehirngröße gewaltig. So wiegt das Gehirn eines Wales bis zu 9kg und besteht aus über 200 Milliarden Nervenzellen (Neuronen). Beim Menschen sind es 1,25 bis 1,45 kg und rund 85 Milliarden. Das Gehirn der Honigbiene jedoch, wiegt nur 1mg und enthält nicht einmal 1 Million Neuronen. Oftmals geht aber ein großer Teil der Gehirnmasse auf das Konto besonders spezialisierter und ausdifferenzierter Sinnesorgane und hat nichts mit höheren geistigen Fähigkeiten zu tun. Das gilt z.B. für die aber trotzdem hochintelligenten Wale und Delphine mit ihrer ausgefeilten Ultraschallortung. Das größere Gehirn ermöglicht einfach eine höhere Empfindlichkeit, Auflösung und Genauigkeit in der Wahrnehmung.

Ähnliches gilt auch für besonders komplexe Bewegungsabläufe, die auch entsprechend mehr Gehirn benötigen, um die entsprechend zahlreicheren ausführenden Muskeln zu steuern. Mehr Gehirnmasse bedeutet hier nicht eine höhere Komplexität, sondern lediglich eine Multiplikation gleich oder ähnlich gebauter neuraler Schaltkreise. 

Das heißt aber umgekehrt auch, daß relativ komplexe Denkvorgänge auch schon mit relativ wenigen Neuronen bewältigt werden können. Sogar so etwas wie Bewußtsein, könnte dabei selbst in den winzigen Insektengehirnen  zustande kommen, zeigen aktuelle Computersimulationen neuraler Schaltkreise mit einigen Tausend Nervenzellen.

 Jens Christian Heuer

Quellen: Queen Mary University of London, http://www.qmul.ac.uk/media/news/items/se/20931.html), Bild der Wissenschaft online (siehe Text), Wikipedia

Verdrängung und Gehirnforschung

Der innerpsychische Vorgang der Verdrängung ist die entscheidende Voraussetzung des Unbewussten und damit auch der Psychoanalyse, die der Wiener Nervenarzt Sigmund Freud (* 6. Mai 1856 in Freiberg (Mähren); † 23. September 1939 in London)begründete. Neue Forschungen beweisen nun eindeutig, dass die Verdrängung tatsächlich existiert.

Seit es die Psychoanalyse gibt, werden von ihren Gegnern ihre zentralen Konzepte in Frage gestellt. Das gilt auch für die Verdrängung, deren Existenz trotz aller Belege aus den freien Assoziationen analysierter Personen, immer wieder abgestritten wird. Da es ohne Verdrängung auch kein Unbewusstes im psychoanalytischen Sinne gibt, steht und fällt der Wahrheitsgehalt der Psychoanalyse mit dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer innerpsychischen Verdrängung.

Der amerikanische Psychologe Michael C. Anderson und seine Mitarbeiter an der University of Oregon konnten den Vorgang der Verdrängung mit einer ausgeklügelten Versuchsanordnung nun erstmals experimentell direkt nachweisen und darüber hinaus auch noch die Hirnstrukturen identifizieren, welche daran beteiligt sind.

Die Versuchspersonen lernten in einer Trainingsphase zunächst  Wortpaare auswendig, die in keinerlei Zusammenhang zueinander standen, wie zum Beispiel „Roach“ (Kakerlake)  und „Ordeal“ (Prüfung). Anschliessend wurde in einer weiteren Versuchsrunde (Think – No Think Phase)  jeweils immer nur eines der beiden erlernten Worte einige Sekunden lang dargeboten. Bei dem ersten Drittel der Wortpaare wurden die Versuchspersonen aufgefordert, intensiv an das andere dazugehörige Wort zu denken (Respond). Bei dem zweiten Drittel sollten die Versuchspersonen gerade nicht an das dazugehörige Wort denken (Suppression). Das letzte Drittel diente als Kontrolle. Es wurde gar kein Wort gezeigt und auch keine Aufgabe gestellt (Baseline). Während der Think – No Think Phase wurden ausserdem auch noch die Hirnaktivitäten der Versuchspersonen gescannt.

In der abschliessenden Testphase wurden die Versuchspersonen gebeten, sich wieder an die vollständigen Wortpaare zu erinnern (Same Probe).

Der Versuchablauf am Beispiel der 3 Wortpaare Ordeal- Roach (Prüfung-Kakerlake), Steam-Train (Dampf-Eisenbahn), Jaw-Gum (Kiefer-Kaugummi) mit den Kategorien Insect (Insekt), Vehicle (Fahrzeug), Candy (Süssigkeit) Quelle: „Neural Systems Underlying the Suppression of Unwanted Memories“ in Science (Bd. 303, Ausgabe vom 09. 01. 2004).

Dabei zeigte sich, dass die Worte, an die sich die Versuchspersonen nicht erinnern sollten, tatsächlich schlechter oder gar nicht mehr erinnerbar waren, auch dann wenn für die richtige Antwort Geld geboten wurde. Durch mehrfache Durchführung der Think-No Think Phase konnte der Effekt verstärkt werden.

 

Das Endergebnis mehrerer Versuchsdurchläufe zeigt das Verdrängung tatsächlich funktioniert. Quelle: „Neural Systems Underlying the Suppression of Unwanted Memories“ in Science (Bd. 303, Ausgabe vom 09. 01. 2004).

Dasselbe passierte auch dann, als in einer weiteren Versuchsreihe (Independent Probe) auf die betroffenen Worte hinweisende Kategorie und zusätzlich sogar noch der Anfangsbuchstabe dargeboten wurde.

Damit war bewiesen, dass die Worte aktiv verdrängt und nicht etwa nur durch alternative Wortassoziationen überlagert oder einfach verlernt worden waren.

Die übereinstimmenden Versuchsergebnisse bei den Erinnerungstests mit trainierten Wortpaaren  und bei den Gegenproben mit passenden  Kategorien und dem ersten Buchstaben des zu erinnernden Wortes zeigen, das die vergessenen Worte tatsächlich aktiv verdrängt (3) und nicht etwa durch alternative Assoziationen überlagert (1) oder ihre Verknüpfung einfach verlernt wurde (2). Quelle: „Suppressing unwanted memories by executive control“ in Nature (Bd. 410, Ausgabe vom 15.01.2001). 

Mit Hilfe eines bildgebenden Verfahrens, das die Stoffwechselaktivitäten in den verschiedenen Hirnregionen sichtbar macht, konnten die Wissenschaftler für die Verdrängung charakteristische Veränderungen im Gehirn ausmachen. Während die Aktivitäten in bestimmten Regionen des Präfrontalen Cortex (PFC, vordere Hirnrinde) zunahmen, gingen sie im Hippocampus (HC) deutlich zurück.

 

Mit Hilfe eines fMRI-Scans (fMRI=funktionelle Magnetresonanztomographie) konnte auch die Areale lokalisiert werden, die an der Verdrängung beteiligt sind: Bestimmte Regionen im präfrontalen Cortex mit Kontrollfunktionen zeigen eine gesteigerte Aktivität, während der  für das bewusste (deklarative) Gedächtnis zuständige Hippocampus eine verringerte Aktivität aufweist. Das bewusste Erinnern wird sozusagen von oben blockiert. Quelle: „Neural Systems Underlying the Suppression of Unwanted Memories“ in Science (Bd. 303, Ausgabe vom 9. 01. 2004).

Der hinter der Stirn befindliche Präfrontale Cortex (PFC) ist das oberste Zentrum der Handlungskontrolle und sorgt dafür, dass die  Handlungsweisen der jeweiligen Situation angemessen sind. Die bei der Verdrängung aktivierten Bereiche sind auch bei dem (plötzlichen ) Abbruch von Körperbewegungen tätig.  Anderson nennt dafür ein sehr anschauliches Beispiel: Eine Person bemerkt, wie eine Pflanze von einer Fensterbank zu fallen droht und setzt dazu an, diese noch aufzufangen, merkt dann aber im letzten Moment, dass es sich bei der Pflanze um einen Kaktus mit vielen Stacheln handelt und bricht dann gedankenschnell die Rettungsaktion ab.

Der Hippocampus, eine paarweise angelegte, in der Form an ein Seepferdchen erinnernde  Struktur (daher der Name) organisiert das bewusstseinsfähige (deklarative) Gedächtnis, indem er die Gedächtnisinhalte den entsprechenden Hirnrindenarealen (Assoziationsfeldern) zuweist. Der Hippocampus ist die entscheidende Hirnregion für die Bildung des Langzeitgedächtnisses, für die räumliche Orientierung und das räumliche Gedächtnis, sowie für den Abruf  gespreicherter Erinnerungen. 

Bei der Verdrängung blockieren offenbar die aktivierten Regionen des Präfrontalen Cortex „von oben“ den Hippocampus und erschweren so den Abruf von ansonsten bewusstseinsfähigen Gedächtnisinhalten. Verdrängung ist also ein aktiver Prozess und damit etwas ganz anderes als einfaches Vergessen. Genauso hatte das auch schon Sigmund Freud gesehen. 

Ein Mass für die Stärke der Verdrängung haben Anderson und seine Kollegen womöglich auch schon gefunden. Es soll in der Stärke der Aktivierung eines bestimmten Teils des Präfrontalen Cortex bestehen, die bei dem Versuch gemessen wurde, die Erinnerung an bestimmte Worte bewusst zu unterdrücken.

Quellen: Michael C. Anderson und Kollegen: „Suppressing unwanted memories by executive control“ in Nature (Bd. 410, Ausgabe vom 15.01.2001) und  „Neural Systems Underlying the Suppression of Unwanted Memories“ in Science (Bd. 303, Ausgabe vom 09. 01. 2004), Wikipedia

Jens Christian Heuer

Verwandter Artikel: Freud, die Psychoanalyse und der Ödipuskomplex

Eltern prägen spätere Partnerwahl

Die Gesichter der Eltern beeinflussen ganz erheblich die spätere Partnerwahl ihrer Kinder. Der Partner einer Frau ähnelt oft ihrem Vater, die Partnerin eines Mannes oft dessen Mutter. Dieses Phänomen, auf das schon Siegmund Freud hinwies und das sich in seinen Psychoanalysen immer wieder in Form des Ödipuskomplexes zeigte, wurde von dem ungarischen Psychologen Tamás Bereczkei und Kollegen in einer wissenschaftlichen Untersuchung eindrucksvoll untermauert. 

Zu ihren Ergebnissen kamen sie durch den Vergleich der Fotografien von 52 jungen Paaren mit denen ihrer jeweiligen Eltern. Als Kontrolgruppe diente eine Gruppe von 318 Männern und Frauen in etwa demselben Alter wie die Eltern.

Jedes Gesicht wurde genau vermessen, wobei es um 14 verschiedene Proportionen ging, so zum Beispiel die Länge und Breite des Gesichts, der Augenabstand, die Länge der Nase oder die Breite des Kinns.

Die für die Untersuchung herangezogenen Gesichtsproportionen: a=Gesichtslänge, b=Gesichtsbreite, c=Nasenlänge, d=Nasenbreite, e=Augenabstand (zwischen den Pupillen gemessen), f=Augehöhe, g=Augenbreite, h=Abstand der inneren Augenwinkel, i=Abstand Nase-Kinn, j=Abstand Mund-Augenbrauen, k=Lippenfülle, l=Lippenbreite, m=Kinnlänge, n=Kinnbreite Quelle: http://www.bereczkei.hu/RSPB_2008.pdf

Die Untersuchung ergab eine deutliche Ähnlichkeit zwischen den Gesichtszügen des Vaters und des Partners der jungen Frauen. Diese Ähnlichkeit war besonders auffällig im mittleren Teil des Gesichts, bei Augenabstand sowie Länge und Breite der Nase. Die Gesichter von Mutter und Partnerin der jungen Männer ähnelten sich vor allem im unteren Teil des Gesichts, bei Mundpartie und Breite des Kinns. Ähnlichkeiten Mutter und Partner bzw. Vater und Partnerin wurden nicht festgestellt.

Die Ähnlichkeiten bei den Gesichtern wurden von unabhängigen Beobachtern anhand einer Skala von 1-10 überprüft und bestätigt.

Im Vergleich mit einer Kontrollgruppe (hellgraue Balken) wurden deutliche Übereinstimmungen auch durch unabhängige Beobachter festgestellt: Weibliche Partner ähnelten den Müttern der Männer, männliche Partner den Vätern der Frauen (höhere dunkelgraue Balken).  Weibliche Partner und Väter der Männer, sowie männliche Partner und Mütter der Frauen ähnelten sich nicht (hellgraue und dunkelgraue Balken in etwa gleiche Höhe). Quelle: http://www.bereczkei.hu/RSPB_2008.pdf

Die naheliegende Erklärung ist, dass sich Männer und Frauen als Kinder das Gesicht des andersgeschlechtlichen Elternteils  fest einprägen. Als Erwachsene wählen sie dann unbewusst einen Partner, der ihrer Prägung entspricht. 

Die Untersuchungen der ungarischen Wissenschaftler bestätigt die bei vielen Tieren schon länger bekannte sexuelle Prägung erstmals auch eindeutig beim Menschen. Schon vor vielen Jahrzehnten hatte der Verhaltensforscher Klaus Immelmann die sexuelle Prägung bei Zebrafinken untersucht. Immelmann liess Eier von Zebrafinken durch Mövchen, einer verwandten japanischen Art ausbrüten. Als die Zebrafinken herangewachsen waren, setzte Immelmann die Männchen zu acht Weibchen der eigenen Art und einem Weibchen der Mövchen. Die Zebrafinken-Männchen umwarben das fremde Weibchen, das ihrer Pflegemutter glich, wollten aber gleichzeitig von den Artgenossinnen nichts wissen.

 

Von Mövchen aufgezogene männliche Zebrafinken ziehen als erwachsene Tiere ein Mövchenweibchen einer arteigenen Partnerin vor. Quelle: http://www.uni-bielefeld.de/biologie/vhf/ (verändert)

In einem weiteren Versuch leiss der Wissenschaftler die Zebrafinken-Männchen 3 Jahre lang allein mit den Zebrafinken-Weibchen zusammenkommen. In dieser Zeit zogen die Paare sechsmal Junge auf. Und trotzdem, auch jetzt noch kümmerten sich die Männchen nur um ihre arteigenen Weibchen, wenn sie ihnen begegneten. Die sexuelle Prägung in den ersten Lebenstagen während einer sensiblen Phase der Gehirnentwicklung war offenbar unauslöschlich. 

Quelle: http://www.bereczkei.hu/RSPB_2008.pdf

Jens Christian Heuer

Verwandter Artikel: Freud, die Psychoanalyse und der Ödipuskomplex