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wie war das mit der Hand und dem Geist?

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2 013 26

J Py


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wie war das mit der Hand und dem Geist?

human tools
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J Py

Dendriten inaktiv und aktiv..
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J Py


Die Hand ist der sichtbare Teil des Gehirns
Dieser Satz, dem Philosophen Immanuel Kant zugeschrieben, wird von den Gehirnforschern bisher wenig beachtet. Sie schauen nur auf das Gehirn. Obwohl die moderne Gehirnforschung ihre biotechnischen Methoden laufend verfeinert, um in die genetischen und molekularen Strukturen des Gehirns immer weiter vorzudringen, ist sie weit davon entfernt zu verstehen, was es mit dem Denken des Menschen auf sich hat. Die Konzentration auf das Gehirn ist schon deshalb problematisch, weil das Gehirn zusammen mit den anderen Organen Teil des Organismus ist. Ein Organismus unterscheidet sich grundlegend von einem System. Wie das Wort „System“ schon sagt, ist es aus mehreren Einheiten „zusammengesetzt“, die man folglich auch wieder voneinander trennen kann, um sie für sich zu untersuchen.

Jeder Organismus ist dagegen in der Evolution wie auch in der Entstehung des einzelnen Lebewesens im Austausch der Organe von Anfang an zu einer komplexen Einheit gewachsen. Voneinander getrennt können die Organe nur teilweise verständlich sein. Ihr gewachsener Zusammenhang ist bei den Lebewesen, auch beim Menschen, nicht einmal auf den Körper begrenzt. Gerade bei der Ausbildung und dem Wachstum des menschlichen Gehirns haben die Beziehungen zu den Mitmenschen so großen Einfluss, dass es berechtigt ist, das Gehirn ein „soziales Organ“ zu nennen.

Unter allen Organen steht nun die Hand in ganz besonders enger Beziehung zum Gehirn. Schon der griechische Philosoph Anaxagoras (5. Jhdt. v. Chr.) meinte, der Mensch sei intelligent, weil er eine Hand hat. Und heute noch machen dies viele Sprachen wie auch das Deutsche deutlich mit solchen Verben wie „begreifen“ und „erfassen“. Was man gewöhnlich dem Gehirn zuschreibt, weisen sie als Tätigkeit der Hand aus. Auch viele wissenschaftliche Darstellungen zeigen, wie eng entwicklungsgeschichtlich Gehirn und Hand aufeinander bezogen sind. Dennoch hat man bisher von dieser innigen Beziehung keinen Gebrauch gemacht, um das Gehirn besser zu verstehen. Man konnte in der einfach erscheinenden Struktur der fünf Finger nichts Weiterführendes oder Aufschlussgebendes sehen. Auch herrscht jene Vorstellung vor, nach der das Gehirn die alles entscheidende Schaltzentrale des Körpers ist, so etwas wie ein ungeheuer leistungsfähiger Computer und Datenspeicher.

Die moderne Gehirnforschung könnte man deswegen mit einem Menschen vergleichen, dem Computer völlig unbekannt sind, und der nun durch die Zerlegung eines Computers herausfinden will, was es damit auf sich hat und wie er funktioniert. Er hätte große Schwierigkeiten, da ihm ein wichtiger Teil fehlt, die sogenannte Software. Ohne sie, ohne ein Ordnungsprinzip, machen die verwirrend vielen Teile und Verbindungen keinen Sinn, kann man das Ganze nicht verstehen.

Beim Gehirn ist so etwas wie eine Software nicht vorgegeben. Wird man, auf das Gehirn konzentriert, dort im Dickicht der Zellen und Synapsen jemals auf so etwas wie Sinn oder Geist stoßen, woran das Denken sich orientiert? Ist dort ein Ordnungsprinzip erkennbar, mit dem zu verstehen ist, was im Gehirn eigentlich vorgeht? Zudem folgt die Wissenschaft immer noch der im Abendland grundlegenden Trennung von Körper und Geist. Untersucht sie einen Körperteil oder ein Organ, so erwartet sie gar nicht, dort auf einen Sinn oder Geist zu stoßen. Hat sie dann aber überhaupt Aussicht, das Gehirn irgendwann zu verstehen?




Commentaire 26

  • J Py 05/09/2006 18:51

    @ Veronique & Jaime:
    I´m just studiing hands and their use as tools for human beeings ;-)

    Evolution of the hand and bipedality


    Mary Marzke

    Abstract
    Symbolic behaviour among humans and non-human primates incorporates the hands, and in human ancestors opportunities to use the hand for this purpose must have increased with the evolution of habitual bipedal posture and locomotion. In tracing the evolution of human symbolic behaviour it is therefore important to trace the origins of human bipedality, and to explore the progressive changes in hominid hand structure and functions that may have affected the use of the hands in communication.
    A comparison of modern human hands with those of non-human primates reveals features unique to humans. Functional analyses of these unique features have shown that they are consistent with the stresses and requirements for joint movements associated with effective use of hand-held paleolithic stone tools. Hominid fossil hands from the Pliocene and Pleistocene provide some evidence of the sequence in which these features evolved. Structural adjustments to bipedal posture in the earliest hominids may have been an important correlate to developments in the hand, facilitating the use of the trunk as leverage in accelerating the hand during tool-use.

    The evolutionary state of manipulatory potential of hominid hands has probably never been a limiting factor in gestural communication or in the manual creation of symbols.

    any interesting articles about it ?----> please post here !!! ;-)

    greetz J.P´y
  • Jaime Crystal Attenborough 05/09/2006 9:30

    i cant understand it either, but beautiful work
    regards jaime :)

  • Véronique Soulier 05/09/2006 8:48

    lovely details of hands, unfortunately I can't understand your comment.. Greetings Véronique
  • Marge B. 05/09/2006 0:21

    @Dor: zu "Theo D´Or, yesterday at 18:50h
    Sonne Art analytischer Strippties?"

    Genau, und da gehts um die Restklasse, Modelo dingens!
  • Marge B. 05/09/2006 0:16

    Zu:"J Py, yesterday at 19:34h
    @ Marge: fordere mich heraus..schick mal nen anspruchsvollen Text !! Meckern kann jeder ;-)))"

    ... hab zufällig heute mittag , ähm gestern mittag ne Rezession in der FAZ überflogen, wobei in den beiden besprochenen Sachbüchern (Gebiete: Neurowissenschaft und- biologie, Psychologie....) gerade dieses Thema, wenn auch in abgewandelten Formen behandelt wurde.
    Fazit der zwei die ganze Länge der Zeitung ausschöpfenden Zeilen ist, dass Bilder wie z.B.
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    J Py
    zwar ne ganz nette bildgebende Darstellung von irgendswelchen Hirnaktivitäten ist, dass man aber in vielen Bereichen eher erst "so klug als wie zuvor" (will sagen, dass die da auch wieder vieles über den Haufen werfen mussten) --- sogar für die Praxisrelevanz mussten die auf Altbewährtes zurückgreifen...
  • Th. G. 04/09/2006 22:08

    @J Py...
    würdes Du die Höhlenmenschen die Decken bemalten als strohdoof bezeichnen ? Oder die Naturvölker im Amazonas ? Bin mir sicher das die Höhlenmenschen schon die Gleichen intellektuellen Fähigkeiten hatten wie Menschen heute...
    Das vertreiben und die Lebensraumzerstörung der Naturvölker kommt doch im Prinzip dem verenden der Delphine in den Fangnetzen ziemlich nah. Die Möglichkeit sich zu befreien oder das Erkennen hat nichts mit der Intelligenz zu tun sondern mit den Möglichkeiten. Alles immer aus unserer Brille. Intelligenz kann so fremdartig sein, dass wir sie nicht erkennen geschweige denn begreifen können....

    Bildmängel:
    Einige Bildteile sind etwas überbelichtet. Tiefenschärfe finde ich i.O.
    Generell gefallen mir Bilder im Querformat besser.
    In diesem Fall hätte ich das Bild oben, unten und rechts mehr beschnitten und den Fokus auf das wesentlich gelenkt.

    Gruß ThG
  • Theo D´Or 04/09/2006 22:08

    Die eigentliche Frage ist aber doch: wenn Menschen intelligent sind, warum treiben sie sich dann hier in der FC herum? *fragendguck*
  • J Py 04/09/2006 21:47

    @ Th. G. Zum Thema Delfine hab ich letztlich grad was im Radio gehört.. das soll alles humbug sein, sie sind strohdoof..

    wieso sonst würden sie hinter einem Netz verhungern, wenn sie körperlich in der Lage sind dieses zu überwinden.. aber die Lösung nicht finden?..

    Fact ist jedenfalls, das das Gehirn auf Anregungen angewiesen ist die durch Wahrnehmung erzeugt werden..(ziemlich knapp gesagt- da gibbet sicher Statistiken.. die da komplexer sind ;-) )

    Erzähl mal welche technischen Mängel du meinst..
    die will ich dann auch wissen !!!!

    P.S.: Gleich mal Geistermaschinist befrage ;-)
  • Th. G. 04/09/2006 21:44

    Innovatives Foto. Mit technischen Mängeln, aber darauf kommt es ja nicht immer an. Auf jedenfall ausbaufähig. Das lässt einiges erwarten...
    Thema Gehirn und Hände.... bei der Evolution des Menschen trifft das wohl zu. Einige Forscher sehen sogar in der Entwicklung unserer Daumen den entscheidenden Schritt zum "intelligent" werden.
    Aber was ist mit den Delphinen, denen ich persönlich eine sehr große Intelligenz zutraue. Die haben Flossen und habe nur geringe Fertigkeiten. Ich glaube des weiteren das die Entwicklung des Gehirns zum intelligenten Gehirn nicht von Fertigkeiten und Geschick abhängt, sondern eher von den Umweltbedingungen in dem ein Individuum lebt (sich entwickelt).
    Aber viel entscheidender finde ich die Frage warum bringt die Evulotion Intelligenz hervor ?
    ....

    Gruß ThG
    Bonusbild zur Geistermaschinistenserie gibt es hier..
    http://home.fotocommunity.de/thg/index.php?id=446142&g=226184
    :-))
  • Theo D´Or 04/09/2006 20:28

    Nichts ist initiiert, alles selbstorganisiert!
  • J Py 04/09/2006 20:25

    Ein Rechner geht zur Hand

    30.08.1999 -,(--->>> is ja schon ein alter Hut :-P)


    (idw) Eberhard-Karls-Universität Tübingen

    Informatik

    Wenn durch eine Querschnittslähmung auch die Hände ihre Funktion verloren haben, sind die Menschen selbst bei einfachen Tätigkeiten auf fremde Hilfe angewiesen. Durch die Forschung im europäischen GRIP-Projekt sollen diese Hände wieder greifen lernen, indem die gestörte Signalleitung zwischen Gehirn und Händen künstlich hergestellt wird. An der Verbindung zwischen Nerven und Elektronik arbeitet der Tübinger Informatiker Dr. Martin Bogdan.


    Ein Rechner geht zur Hand

    Tübinger Informatiker will Nervenkontakt zu bewegungslosen Händen wiederherstellen

    Wieder neu greifen lernen und sich wenigstens beim Essen und Trinken wieder allein versorgen zu können - für diesen Wunsch vieler Querschnittsgelähmter wird in der Tübinger Informatik beim europäischen GRIP-Projekt ein neuer Weg beschritten. Das Grundprinzip: Ein Computer soll die Brücke zwischen dem Gehirn und der davon nervlich abgetrennten Hand bilden und im Idealfall Signale in beide Richtungen senden. Der Patient könnte so willentlich wieder zugreifen und bekäme auch wieder zu spüren, was seine Hand berührt.

    "Wir wollen die Funktion der Hand über die Nerven wiederherstellen", definiert Dr. Martin Bogdan, tätig am Lehrstuhl für Technische Informatik von Prof. Wolfgang Rosenstiel, das Ziel des Projekts. Die notwendigen Mikrokontakte für die Verbindung der Nervenbahnen mit der Elektronik stammen aus dem bereits abgeschlossenen INTER-Projekt. Dort war es Bogdan gelungen, mit Bauelementen, die vom Fraunhofer-Institut in St. Ingbert entwickelt wurden, bei Tieren aus den unzähligen Impulsen in den Nervenbahnen die gesuchten herauszufiltern und zu entschlüsseln. Mit den Daten konnte eine neu entwickelte künstliche Hand-Prothese gesteuert werden, die vor zwei Jahren auf der CEBIT präsentiert wurde. Nun sollen die Sensoren weiterentwickelt und bei einer noch vorhandenen, aber gelähmten Hand angewandt werden: Ein kleiner Chip mit Kontakt zu den Nervenbahnen wird in der Hand implantiert und von einem Sender auf der Haut gesteuert. Die Befehle zum Zugreifen muß nach dem gegenwärtigen Stand der Technik der Patient noch mit kleinen Bewegungen nicht gelähmter Körperteile auslösen, die vom Rechner entsprechend übersetzt werden. Bald jedoch soll das mit Willenskraft möglich werden: "Als Prototyp soll eine Hand, die greifen kann, bis 2001 Wirklichkeit sein", so Martin Bogdan.

    In die umgekehrte Richtung fließen Daten aus einem Sensor-Handschuh an der gelähmten Hand: Der meldet dem Rechner die Haltung der Hand, ihre Position im Raum und liefert die Daten für das Herzstück des Projekts, das künstliche neuronale Netz. Ein Rechner verarbeitet dabei Informationen ähnlich wie im menschlichen Gehirn, sogar dessen Lernprozesse werden nachgeahmt - das Netz erkennt die Differenz zwischen der vorher eingegebenen gewünschten Bewegung der Hand und dem vom Datenhandschuh gemeldeten Ergebnis. Binnen Sekunden bis Minuten gleicht der Rechner die Differenz selbständig aus und setzt fortan das Gelernte um. Die Programmierleistung ist dabei hochkomplex, der Computer selbst nicht: "Ein handelsüblicher Laptop, den wir bequem am Rollstuhl unterbringen, reicht völlig", sagt Bogdan. Der Handschuh bringt noch eine weitere Neuerung: Er ist mit Fühlern für Druck und Wärme ausgestattet. Der Rechner soll beispielsweise dafür sorgen, daß die Hand zu heiße Gegenstände sofort losläßt. Zugleich meldet er das Ertastete über Vibrationen an Hautpartien weiter, an denen der Patient noch etwas fühlt. Der Patient bekäme so zumindest indirekt wieder ein Gefühl für seine Hand.

    Eine erste Trainingseinheit für das neue Steuerungsprinzip gibt es während dieses Sommers in Dänemark: Ein junger Querschnittsgelähmter, dem vor einiger Zeit Elektroden für die direkte elektrische Stimulation seiner Handmuskeln eingepflanzt wurden, wird dort den Handschuh testen und den Rechner mit den notwendigen Daten füttern. Danach sollen die ersten wirklich "griffigen" Praxistests für das neue System folgen. (3395 Zeichen)


    Neue Verbindung zu gelähmten Händen

    In der Tübinger Informatik soll ein Rechner das Greifen wieder möglich machen

    Querschnittsgelähmte sollen wieder Kontrolle über ihre bewegungslose Hand bekommen, so daß sie wieder greifen und wenigstens für elementare Bedürfnisse wie Essen oder Trinken ohne fremde Hilfe sorgen können: Für dieses Ziel arbeiten Tübinger Informatiker gemeinsam mit Wissenschaftlern aus Deutschland, Italien, Spanien, Frankreich und Dänemark, und sie gehen dabei neue Wege. Bislang war es schon verschiedentlich Wissenschaftlern gelungen, die Muskeln der Hand künstlich elektrisch zu stimulieren, so daß die Patienten zumindest wieder zugreifen konnten. Die elektrischen Impulse können die Patienten dabei selbst steuern, indem sie nicht gelähmte Körperteile, wie beispielsweise ihre Schultern, in bestimmter Weise leicht bewegen und so das Zugreifen auslösen. Das Ziel des mit EU-Mitteln geförderten GRIP-Projektes ist höher gesteckt: Der Patient soll wieder kraft seines Willens zufassen können, und er soll wieder spüren, was seine Hand berührt.

    "Wir wollen die Funktion der Hand über die Nerven wiederherstellen", so faßt Dr. Martin Bogdan, der am Lehrstuhl für Technische Informatik von Prof. Wolfgang Rosenstiel an dem Projekt arbeitet, das Prinzip zusammen: Mit Hilfe eines Computers werden über die Nervenbahnen auf dieselbe Art "Befehle" an die verschiedenen Muskelgruppen weitergeben, wie dies vor der Lähmung vom Gehirn oder Rückenmark aus geschehen ist, anstatt wie bisher direkt die Muskeln mit elektrischem Strom über Elektroden zum Zusammenziehen zu bringen. Dabei wird ein kleiner Chip mit Kontakt zu den Nervenbahnen im Arm implantiert, der von einem Sender auf der Haut angesteuert wird. Dies ermöglicht es, mit wesentlich geringeren Stromstärken zu arbeiten und soll Ermüdungen und Krämpfe vermeiden, die mit der bisherigen Verfahrensweise auftreten können.

    Mit dem neuen Verfahren steigen aber auch die Ansprüche an die Informatiker erheblich: Aus der riesigen Zahl elektrischer Impulse in den Nervenbahnen müssen diejenigen Signalmuster herausgefiltert werden, die für die Steuerung der Muskeln verantwortlich sind und dann möglichst genau nachgeahmt werden. Hier kann Bogdan auf den Ertrag des bereits abgeschlossenen, ebenfalls EU-geförderten INTER-Projekts zurückgreifen, bei dem eine Verbindung zwischen Nerv und Chip geschaffen wurde, eine Schnittstelle zwischen peripherem Nervensystem des menschlichen Organismus und elektronischer Signalverarbeitung. Im Rahmen des INTER-Projektes war es gelungen, bei Tieren die Signale in den Nervenbahnen mit einer neu entwickelten Elektrode abzuleiten und soweit zu entschlüsseln, daß die Tübinger Wissenschaftler mit den gewonnenen Daten eine Hand-Prothese steuern konnten. Der Prototyp der Prothese war 1996 und 1997 auf Hannover-Messe und CEBIT der Öffentlichkeit vorgestellt worden. Für die zweite Phase des Projekts, die klinische Erprobung der Prothese am Patienten selbst, wird nun ein Kooperationspartner in der Industrie gesucht, der neben eigenem Know-how in der Prothetik auch das notwendige Kapital für die Studien bereitstellt. "Patienten, die die neue Prothese erproben wollen, haben wir mehr als genug", meint Bogdan, "es scheitert daran, daß die einschlägigen deutschen Hersteller erst einsteigen wollen, wenn die Prothese bereits serienreif ist." So wird nach gegenwärtigem Stand die Prothese voraussichtlich mit Geldern aus den USA zur Serienreife weiterentwickelt und produziert werden.

    Die im INTER-Projekt gewonnen Erkenntnisse über die Signalmuster in den Nervenbahnen sollen nun für die Stimulation einer vorhandenen, aber gelähmten Hand angewandt werden. Neu ist im Rahmen des GRIP-Projektes auch, daß erstmals ein "Feedback" der nunmehr beweglichen, aber noch immer gefühllosen Hand erzeugt werden soll. Ein Handschuh wird mit Sensoren für Druck und Wärme ausgestattet, über die gelähmte Hand gezogen und mit einem Rechner verbunden. So soll vermieden werden, daß sich der Patient, ohne es zu merken, Verbrennungen an einem heißen Topf zuzieht oder ein dünnes Glas einfach zerdrückt. Ziel ist es, die natürlichen Schutzreaktionen automatisch in die Steuerung zu integrieren, so daß beispielsweise die Hand reflexartig von zu heißen Gegenständen weggezogen wird. Außerdem soll der Patient indirekt wieder etwas von seiner Hand spüren: Die von den Sensoren ermittelten Werte werden vom Rechner verarbeitet und als Vibrationen auf Hautpartien weitergeleitet, an denen der Gelähmte noch Gefühl hat.

    Wichtiger noch ist der Sensor-Handschuh aber für die Steuerung der Hand, er meldet dem Rechner die aktuelle Haltung der Hand und ihre dreidimensionale Position im Raum. Dadurch wird eine sehr genaue Erfolgskontrolle möglich: Hat die Hand die gewünschte Bewegung ausgeführt, wie groß ist die Abweichung? Dies schafft die Voraussetzung für eine weitere, entscheidende Neuerung des Projekts. "Nicht der Mensch soll sich der Maschine anpassen, sondern die Maschine dem Menschen", faßt Bogdan das Grundprinzip zusammen. Kernstück ist ein künstliches neuronales Netz, dessen Funktionsweise dem menschlichen Gehirn nachgebildet wurde und das in der Lage ist zu "lernen", das heißt selbständig Fehler zu korrigieren und nach kurzer Trainingszeit auf bestimmte Reize die gewünschten Reaktionen auszulösen. Die "Lernfähigkeit" dieser künstlichen neuronalen Netze wird dabei in zweierlei Hinsicht in Anspruch genommen: Zum einen ist es seit dem INTER-Projekt in der Lage, die richtigen Signale aus der Vielzahl elektrischer Impulse in den Nervenbahnen herauszufiltern, um die notwendigen Muskelpartien zur Aktion anzuregen. Zum anderen paßt nun der nach dem Prinzip der Neuronalen Netze programmierte Rechner eigenständig die Bewegung der Hand auf die vorher festgelegten "Befehle" durch den Patienten an.

    Binnen weniger Sekunden bis Minuten ist das Netz in der Lage, mit Hilfe der Positionsbestimmung durch den Sensor-Handschuh den "Befehl" des Patienten und die gewünschte Bewegung der Hand zur Deckung zu bringen. Hat das System dies einmal gelernt, funktioniert die Steuerung künftig in Echtzeit. Ziel ist es, Mensch und Maschine so weit miteinander zu verknüpfen, daß die Willenskraft des Patienten ausreicht, um die Hand zu steuern und es keiner besonderen Bewegung eines nicht gelähmten Körperteils bedarf. "Mitte 2001 soll die Herstellung der Greiffunktion als Prototyp Wirklichkeit sein", so Bogdan.

    An die Hardware stellt das Projekt dabei keine besonderen Ansprüche: "Für die Steuerung der Hand wie auch für die Rückmeldung der Sensoren genügt ein handelsüblicher Laptop, der bequem am Rollstuhl des Patienten untergebracht werden kann", so Bogdan, "in der Serienfertigung werden noch wesentlich kleinere Geräte ausreichen." Mit den notwendigen Daten für die Erprobung des neuronalen Netzes wird der Rechner in diesem Sommer in Dänemark gefüttert: Ein junger Querschnittsgelähmter, dem vor einiger Zeit Implantate für eine direkte Stimulation der Handmuskeln nach bisherigem Muster eingesetzt wurden, hat sich dort für eine Testphase zur Verfügung gestellt. Wenn alles so verläuft wie erwartet, werden den darauf folgenden Simulationen noch binnen Jahresfrist die ersten wirklich "zupackenden" Praxistests folgen.





    *Gedankenlose Geste..oder glückliche Begebenheit?
  • J Py 04/09/2006 20:01

    Vielleicht muss ich einfach prägnanter und plakativer werden:

    Können wir also tatsächlich die Frühgeschichte der Menschheit als eine Art selbst initiierten Lernprozess verstehen, in dem den Händen die Schlüsselrolle als Schrittmacher zukommt?
  • J Py 04/09/2006 19:58

    Meckern ist schon mal besser als nix sagen ! ;-)
    Aber ich such doch Inspiration..
    also wo ist der präzise neue Text,
    der mir zu Inspirationen verhilft ??
  • Theo D´Or 04/09/2006 19:45

    Aber Marge meckert besonders gut und intensief!

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