Bioinformation auf verschiedenen Verarbeitungsebenen (PDF)

Inhaltsangabe:Gang der Untersuchung:
Das Kernstück meiner Diplomarbeit stellt die theoretische Modellierung einer Aufmerksamkeitssteuerung dar, welche für die Ausprägung des Bewußtseins grundlegend ist. Computersimulationen auf PC und einem an der Universität Bonn entwickelten Neurocomputer (von Prof. R. Eckmiller) zeigen ungefähr das in der Theorie dargestellte Systemverhalten. Letztlich werden Ansätze für die Ausbildung des Bewußtseins modelliert und diskutiert. Diese für die Praxis hoffentlich sehr brauchbaren Theorien habe ich während meiner Ausarbeitung aus der Anatomie des menschlichen Gehirns und Theorien der Informatik entwickelt.
Um diese Zusammenhänge auf fundierten Grundlagen verständlich zu machen, werden zu Anfang kurz die biologischen Hintergründe der Informationsverarbeitung in der Nervenzelle präsentiert und auf ein theoretisches Modell der Informatik projiziert. Außerdem werden Typen von Neuronen und Standardverschaltungen erläutert.
Bevor ich auf detaillierte Funktionsweisen im Gehirn eingehen konnte, mußte ich die funktionale Stellung des Gehirns als Gesamtheit betrachten und die theoretischen Aspekte des Geist-Gehirn-Problems klären. Dazu zählt beispielsweise der Aspekt, wie das Gehirn als Betrachter seiner selbst agieren kann oder wie es Zustandsänderungen in der Umgebung registriert, auf neuronaler Ebene repräsentiert und letztlich auf die Umgebung durch Handlung oder Planung zurückprojiziert. Die neueste Literatur von J.C. Eccles, F. Crick und G. Roth habe ich detailliert und kritisch verglichen.
Aus sehr vielen verschiedenen Sinnesinputs muß unser Gehirn (und so auch autonom agierende Rechner) die momentan am wichtigsten erscheinende Information herausselektieren, um nicht von einer Informationsflut, welche eine gezielte Verarbeitung unmöglich machen würde, erschlagen zu werden. Eine Selektion dieser Art geschieht im Thalamus (spezielle Hirnregion); er leitet die ausgewählten Informationskanäle weiter zum Cortex, wo dann in den zugehörigen Regionen Mustererkennung, Abruf von gespeicherten Informationen, Bewußtseinsbildung und weitere abstrakte Vorgänge ablaufen.
Es ist sehr wahrscheinlich, daß der von mir beschriebene Selektionsmechanismus im Thalamus tatsächlich in dieser Form funktioniert. Auf diese Weise kann sich die natürliche Eigenschaft, einen Konzentrationsfokus auf bestimmte Eingangsdaten zu richten und trotzdem permanent durch wichtigere Ereignisse abgelenkt werden zu können, auf künstliche Intelligenzen [...]