Der Erkennungsprozess
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Der Erkennungsprozess

Eine kurze Beschreibung des Ablaufs © Elisabeth Dägling

Zusammenfassung

In diesem Artikel werden der Aufbau und der Ablauf des Programms geschildert, mit dem das Gehirn arbeitet, um Objekte zu erkennen und intern zu repräsentieren. Ich gehe davon aus, dass der Erkennungsprozess über drei Verarbeitungsebenen verläuft. Auf jeder Ebene kommt das System zu einem Ergebnis: Auf der ersten Ebene zur Segmentierung des Objekts, also zu seiner Gestalt. Auf der zweiten Ebene wird das Objekt identifizierbar und auf der dritten Ebene wird die Einsicht in den Zweck und die Funktion des Objekts erreicht. Der gesamte Ablauf führt zum Konzepterwerb. Von diesem Programm gibt es eine Variante, bei der die zweite und dritte Ebene vertauscht sind. Dies bedeutet, es gibt zwei verschiedene menschliche Gehirne, konstituiert durch die Variante des Programms, mit dem sie arbeiten

Schlagwörter: Verarbeitungsebenen – Erkennungsprozess – Objektrepräsentation – Konzepterwerb – Programmvariante

Abstract

This article describes the construction and the process of the program which the brain uses to recognize and represent objects. I assume that the process of recognition runs over three levels of processing. At each level the system achieves a result: At the first level the segmentation of an object, its Gestalt. At the second level the object becomes identifiable and at the third level the system achieves an understanding of the purpose and the function of the object. This entire process run leads to concept learning. In the second part of my work I hypothesize that a minority`s brain is working with a variation of the program.

keywords: processing levels – process of recognition – object representation – conceptlearning – variation of the program

Einleitung

Die Funktionsweise des Gehirns wird in diesem Beitrag aus einem anderen Blickwinkel betrachtet und aus diesem heraus beschrieben und erklärt. Den bisherigen Theorien und Modellen – seien es Produktionssysteme, konnektionistische Modelle oder andere Vorstellungen von der Funktionsweise des Gehirns als eines Systems wechselnder Zustände – stelle ich meinen Ansatz gegenüber: Die Ablaufbeschreibung des Programms, mit dem das Gehirn arbeitet. Um zu einem Erkennen zu gelangen, oder besser: um ein Erkennen generieren zu können, müssen die notwendigen Vorgänge und Abläufe zur Verarbeitung von Reizen, muss die Verarbeitung und Integration von Informationen geregelt werden. Da es keine Zentren im Gehirn gibt, welche eine solche Regelung der Informationsverarbeitungs- und Integrationsprozesse vornehmen könnten, scheint mir die Annahme plausibel, diese Regelung erfolge mittels eines Programms. Das Programm ist in der Topologie und Verschaltung des Gehirns realisiert.

Vorausgegangen sind meinem Ansatz Überlegungen zur Art und Bedeutung kausaler Zusammenhänge und der damit verbundenen Frage, welche Eigenschaft des Gehirns uns als Individuen in die Lage versetzt, kausale Zusammenhänge zu erkennen. Betrachtet man die Art solcher Zusammenhänge näher, stellt man fest, dass sie stets aus den gleichen Komponenten bestehen, die in stets gleicher Weise aufeinander folgen. Diese Komponenten sind die in einer Ausgangslage gegebenen Bedingungen, die auf diese Bedingungen angewendeten und auf sie einwirkenden Aktionen, und die Konsequenzen, die in einer Endsituation aus den Aktionen resultieren. Ihre Zusammengehörigkeit beschreibt Hoffmann (1993, S.251): „Jeder Verhaltensakt, und ist er noch so einfach, verändert eine gegebene Situation. Die Ausgangssituationen (S), die Verhaltensakte (R) und die mit ihnen eintretenden Konsequenzen (K) bilden somit unauflösliche Einheiten“. Die Abfolge der Komponenten ist nicht willkürlich, sondern durch den zeitlichen Verlauf indisponibel festgelegt. Dörner (1999) nennt eine Verhaltensweise, deren Abfolge diese Komponenten aufweist, „Aktionsschema“. Ein Aktionsschema realisiert nach Dörner folgende Regel: „Wenn X der Fall ist, dann mache Y, und es ergibt sich Z (Z1 oder Z2 oder…).“ (S. 97). Mit dieser Regel ist der Zusammenhang von Bedingung (X) in einer Ausgangssituation, Aktion (Y) als Verhaltensakt und Konsequenz (Z) ausgedrückt.

Die Notwendigkeit, solche Kausalitäten zu erkennen, sieht Hoffmann (1993) in der Funktion des Erkennens als einer das Überleben sichernden Eigenschaft. Ein Überleben könne nur gelingen, wenn es dem Individuum möglich sei, die Konsequenzen des eigenen Verhaltens voraussehen zu können. Dieser Annahme ist m. E. zuzustimmen. Deshalb gehe ich davon aus, dass die Fähigkeit, Kausalzusammenhänge erkennen zu können, eine Eigenschaft des Gehirns sein muss. Dies wäre der Fall, wenn das Gehirn für den Erkennungsprozess nach der gleichen Regel arbeitet, wie sie Kausalzusammenhängen zugrunde liegt. Mit der Anwendung dieser Regel sollte das Gehirn daher sowohl einzelne Objekte als auch Sachverhalte der Außenwelt intern abbilden können. Ich nehme deshalb an, dass der Algorithmus, welcher der Regel unterliegt, das Programm sein wird, mit dem das Gehirn beim Erkennungsprozess arbeitet. Das Programm steuert die Verarbeitungs- und Integrationsprozesse, die über einen stufenweisen Aufbau vom Wahrnehmen eines Reizes zum bewussten Erkennen des den Reiz aussendenden Objekts führen. Dieses Programm, seinen Aufbau und den Ablauf, werde ich im Folgenden skizzieren und mit Resultaten kognitions- und entwicklungspsychologischer Untersuchungen untermauern bzw. erläutern. Dabei bin ich mir bewusst, dass die Ergebnisse dieser Untersuchungen in einem anderen theoretischen Zusammenhang erhoben wurden.

1. Der Aufbau des Programms
Im Informationsverarbeitungsprozess, der über drei Ebenen verläuft, ist die Regel, der das Programm zugrunde liegt, zugleich Verfahrensvorschrift und Integrationsmechanismus. Als Integrationsmechanismus dient sie dazu, Teilmerkmale, z. B. die Merkmale von Eigenschaften eines Objektes, sowohl auf den einzelnen Ebenen als auch über die Verarbeitungsebenen hinweg zu seiner Repräsentationsform zusammen zu fassen. Auf jeder Ebene kommt das System zu einem Ergebnis. Auf der ersten Ebene ist dies die Zusammensetzung invarianter Merkmale eines Objekts zu einem in sich geschlossenen Ganzen und seine Segmentierung vom Hintergrund. Auf den beiden folgenden Ebenen ist es der Ist- Zustand des Objekts, das Netzwerk, welches aus den bis dahin abgearbeiteten Merkmalen besteht. Dieses Netzwerk wird mit den Ergebnissen der Prozesse auf den folgenden Ebenen bis zur vollständigen Repräsentation des Objekts erweitert. Es wird dabei angenommen, dass sich die einzelnen Ebenen gegenseitig beeinflussen. In Form eines solchen Netzwerkes ist ein Objekt intern als Sachverhalt repräsentiert.

Als Verfahrensvorschrift legt die Regel die Folge für den Ablauf des Integrationsprozesses auf den einzelnen Verarbeitungsebenen fest und liefert die Anleitung für den stufenweisen und über drei zeitliche Ebenen verlaufenden Aufbau von Repräsentationen.

1.1 Die Elemente des Programms
Das Programm besteht aus einer Menge von Elementen. Diese Elemente sind Neuronengruppen mit spezifischen Funktionen. Sie werden im Folgenden Ensembles genannt. Die einzelnen Neuronen der verschiedenen Ensembles besitzen die Eigenschaft, auf spezielle, aber unterschiedliche Merkmale zu reagieren, sie sind Merkmaldetektoren. So bilden beispielsweise Neuronen mit einem Interesse für Farben eine Gruppe und gehören zu einem Ensemble. Zudem sind in einem Ensemble Neuronengruppen integriert, die die Verarbeitung von Merkmalseigenschaften über mehrere Stufen dokumentieren, z. B. beim Farbensehen (trichromatische Farbwahrnehmung, Gegenfarben, usw). Als Elemente sind die Ensembles zuständig für die Ausführung von Prozessen und leiten die Ergebnisse an eine zentrale Instanz zurück. Auf die Instanz gehe ich weiter unten ein. Mit Hilfe der Prozesse werden Repräsentationen von Objekten und Sachverhalten aufgebaut. Ensembles mit spezifischen Funktionen bilden eine Einheit. Die Funktionen entsprechen den Vorgaben der Regelkomponenten. Die Einheiten benenne ich deshalb der Regel entsprechend:
1) Konditionseinheit (Bedingung)
2) Evenanzeinheit 1 (Aktion, Geschehen)     1 von evenire: sich ereignen.
3) Konsequenzeinheit (Konsequenz, Erwartung)
Der Begriff Evenanzeinheit wurde gewählt, um neben dem (aktiven) Handeln das (passive) Wahrnehmen und Beobachten mit einbeziehen zu können. Entsprechend ihrer Zugehörigkeit zur jeweiligen Einheit werden die Ensembles für die Beschreibung des Programms benannt:

1) Die Konditionseinheit besteht auf jeder Stufe aus einem Ensemble „Kondition“. Das Ensemble analysiert auf der ersten Ebene invariante Merkmale wie Linien und Farben. Auf der zweiten und dritten Ebene ist das jeweilige Ensemble der Verband der Ensembles der vorhergegangenen Ebene. Das Ensemble „Kondition“ der zweiten und dritten Ebene ermittelt fortlaufend den Ist-Zustand eines Objekts während seiner sukzessiven Anpassung an den Soll-Zustand des Objekts. Der Soll- Zustand wird auf jeder Ebene von den Konsequenzensembles vorgegeben.
2) Die Evenanzeinheit unterteilt sich in zwei große Ensembles:
a) Das passiv-motor-Ensemble, welches sich in drei weitere unterteilt. Sie werden, um eine Verwirrung durch zu viele Begriffe zu vermeiden, nummeriert: passiv-motor 1, 2 und 3. Diese Ensembles führen Berechnungen von räumlichen Faktoren und Bewegungsrichtung (passiv-motor 1) und von Bewegungsfolgen und Verhaltenskontrolle (passiv-motor 2) aus. Das passiv-motor 3-Ensemble analysiert nicht-visuelle Reize. Es ist die Schnittstelle zwischen visuellem, akustischem und weiteren sensorischen Systemen.
b) Die Neuronen des aktiv-motor-Ensembles führen motorische Prozesse aus.
3) Die Konsequenzeinheit besteht aus den Ensembles „Konfiguration“ auf der ersten, „Identifikation“ auf der zweiten und „Zweck /Funktion“ auf der dritten Verarbeitungsebene. Diese Ensembles analysieren den Soll-Zustand eines Objektes und führen Prozesse aus, die zur Bildung von Objektklassen führen.
Auf jeder Verarbeitungsebene muss von jeder Einheit je ein Ensemble vorkommen, um die Regel zu bilden. Ausgenommen sind die Ensembles der Evenanzeinheit, die gemeinsam auf jeder Ebene vorkommen.

1.2 Aufmerksamkeit
Verschiedene Autoren (Treisman,1996; Anderson, J.R.,1996; Crick, 1994; Engel, 2000; Damasio, 2000, 2001) weisen darauf hin, dass Aufmerksamkeit für den Erkennungsprozess unabdingbar ist. So geht Treisman (1993) von der Annahme aus, dass Aufmerksamkeit das Mittel oder der „Leim“ ist, der die Merkmale von Eigenschaften eines Objekts miteinander verbindet. Neurophysiologisch gesehen sind an Aufmerksamkeitsleistungen über den Cortex verbreitet verschiedene Regionen und Strukturen beteiligt, neben parietalem und präfontalem assoziativem Cortex auch Basalganglien, Thalamus und Pulvinar. Die Zuordnung kontrollierter Aufmerksamkeit zu verschiedenen Modulen lässt sich an der Verteilung von Hirnpotentialen beobachten (Birbaumer und Schmidt, 2001). Gemeinhin geht man davon aus, dass Aufmerksamkeitsprozesse gesteuert sind, Aufmerksamkeit also bei unbewussten Prozessen gelenkt wird und bei bewussten Prozessen auch per Konzentration willentlich gelenkt werden kann. Der Begriff Aufmerksamkeit ist jedoch polysem. Aufmerksamkeit kann daher m. E. auch angenommen werden als Instanz, die den Erkennungsprozess leitet. Dies bedeutet nicht, dass Aufmerksamkeit nicht auch ihrerseits durch motivationale und emotionale Einflüsse und durch willentlich gesteuerte Konzentration gelenkt wird. Im Gegenteil, sie unterliegt in meinem Modell einem Prozess, der sich im Spannungsfeld zwischen steuern und – durch äußere Einflüsse – gesteuert werden abspielt. Ein solches Aufmerksamkeitssystem bildet, wie ich meine, über den Vorgang der negativen Rückkopplung die Realität der Funktionsweise des Gehirns als eines offenen, sich selbst organisierenden Systems besser ab, als dies mit den bisherigen Vorstellungen von Aufmerksamkeit als eines nur gelenkten Prozesses möglich ist. Zudem hat ein Postulat der Aufmerksamkeit als der zentralen Instanz zur Steuerung des Erkennungs- und Bewusstwerdungsprozesses den Vorteil, dass kein zusätzliches Steuerungssystem angenommen werden muss, welches seinerseits die Aufmerksamkeit lenkt. Denn für ein solches hat sich kein neurobiologisches Korrelat gefunden.

Als Bestandteil des Programms ist Aufmerksamkeit ein durch interneuronale Verbindungen konstituiertes und auf neuronalen wie interneuronalen Aktivitäten beruhendes System. Ich unterscheide hier zwei Aufmerksamkeitssysteme:
1) Aufmerksamkeit 1 als Vergleichs- und Koordinationsinstanz. Sie ist in meinem Modell das zentrale Organ, in welches zunächst auf der ersten Verarbeitungsebene die Informationen einlaufen. Sie leitet den Erkennungsprozess und wird ihrerseits über die Rückmeldungen der Ergebnisse von den Ensembles der Konditions-, Evenanz- und Konsequenzeinheit auf den einzelnen Verarbeitungsebenen beeinflusst. Hier werden diese Ergebnisse verglichen und koordiniert und nach der Definition ihrer Zusammengehörigkeit zur nächsten Verarbeitungsebene weiter geleitet.
2) Aufmerksamkeit 2 zur Vorbereitung der Art der Wahrnehmung und des Handelns. Ihr kommt im Modell eine besondere Bedeutung zu: Sie unterteilt sich in zwei Komponenten, einer Komponente zur Vorbereitung der Art der Wahrnehmung und einer zur Vorbereitung des von der Art der Wahrnehmung abhängigen Handelns, also der Vorbereitung motorischer Prozesse. Diese beiden Komponenten reglementieren die Art des mentalen Zugriffs auf Informationsquellen und die Art des Handelns. In dieser Annahme sehe ich Übereinstimmungen mit einer Aussage von Hoffmann (1982, S. 25):„Die ersten Verarbeitungsschritte, so muß man annehmen, sind unkontrollierte, entscheidungsunabhängige, automatische Reaktionen des menschlichen ZNS [Zentralnervensystems, Anmerk. v. d. Verf.], die allein beeinflußbar sind durch den Zustand der diese Verarbeitungsschritte tragenden neurophysiologischen Strukturen.“

2. Der Ablauf auf den Verarbeitungsebenen
2.1 Die erste Ebene
Die Aufmerksamkeit richtet sich auf ein soeben wahrgenommenes Objekt. Nun geschieht Folgendes: In die Aufmerksamkeits-Instanz laufen Reizwirkungen des wahrgenommenen Objekts in Form von Informationen ein. Das System prüft zunächst das Vorhandensein der morphologischen Komponenten des Objekts im Speicher. Ist das wahrnehmende Individuum mit diesem Objekt oder einem mit vergleichbarem Schema bereits in Kontakt gekommen, und ist die Objektgestalt bereits gespeichert, ist der Vorgang beendet. Die Information fließt weiter zur nächsten Verarbeitungsebene. Fällt die Prüfung negativ aus und ist das Objekt unbekannt, werden mit Hilfe von Aufmerksamkeit 2 die Vorbereitungen zu seiner Beachtung als Reaktion auf die vom Objekt ausgehenden Reize getroffen. Auf dieser Verarbeitungsebene dienen die Vorbereitungen dem Zweck, die Parameter zu spezifizieren, die für eine Reaktion auf den Reiz benötigt werden. Sie betreffen damit beispielsweise Reaktionen, welche die Bewegungen des Kopfes in Richtung der Reizquelle und die Lenkung der Augen zu einer Verfolgung der Bewegung des Objekts bewirken. Die Aktivität von Aufmerksamkeit 2 beschränkt sich jedoch nicht nur auf die Vorbereitungen zur Aktivierung der motorischen Elemente für ein Handeln, sondern die beteiligten Ensembles der Konditions– und der Konsequenzeinheit der jeweiligen Ebene sind ebenfalls in den Vorbereitungsprozess involviert. Wie ich einleitend dargelegt habe, bilden Bedingung, Aktion und Konsequenz als Komponenten der eingangs genannten Regel eine Einheit. Der Verlauf der Informationsverarbeitung nach dieser Regel legt fest, dass Handeln nicht unabhängig von Bedingung und Konsequenz gesehen werden kann. Dies entspricht einer Annahme Hoffmanns (1993), der im Zusammenhang mit Untersuchungen zu Mechanismen der Verhaltensvorbereitung auf Arbeiten verschiedener Autoren hinweist und zur Feststellung kommt: „[…] kann man vermuten, daß die Reaktionsvorbereitung nicht nur die motorischen Parameter betrifft, sondern auch die reaktionsauslösenden Bedingungen irgendwie mit einbezieht.“ (S.187). Die Vorbereitungen zur Wahrnehmung betreffen eine Entscheidung des Systems, die Schwank (2002) folgendermaßen beschreibt:
Bleibt festzuhalten, es ist möglich, eine hohe Sensibilität für statische Merkmale (z. B. Farbeigenschaften, aber auch komplexe Beziehungen und abstrakte Strukturen) und deren kognitive Verwaltung zu besitzen. Es kann auch möglich sein, eine hohe Sensibilität für dynamische Ereignisse (z. B. bewegliche Hebel, aber auch komplexe Prozessabläufe und Wirkungsketten) und deren kognitiver Verwaltung zu besitzen. (Kap.6, S. 2)

Aufmerksamkeit 2 reglementiert die Art des Zugriffs auf Informationsquellen in Form eines entweder statisch greifenden oder dynamisch greifenden mentalen Erfassens. D.h., sie lenkt den Fokus auf entweder statische Merkmale und ihre relationalen Beziehungen oder auf dynamische Ereignisse und ihre Wirkungen. Die Vorbereitungen betreffen daher zum einen die Art, in der die Bedingungen in einer Ausgangslage wahrgenommen werden. Sie dienen zum anderen der Aktivierung derjenigen motorischen Ensembles, die am wahrscheinlichsten für ein wahrnehmungsabhängiges Handeln benötigt werden. Die Ursache für die daraus resultierenden Unterschiede in der Wahrnehmung und im Handeln sehe ich in der Existenz zweier Programmvarianten. Danach existieren zwei in sich homogene menschliche Gehirne, konstituiert durch zwei verschiedene Programme, die den Informationsverarbeitungsprozess steuern. Auf diese Annahme komme ich noch zurück. Nachfolgend soll zunächst die Variante vorgestellt werden, deren Algorithmus der eingangs genannten Regel unterliegt.
Mit der Wahrnehmungs- und Handlungsvorbereitung werden Ensembles der ersten Ebene aktiv, die simultan elementare Merkmale von Eigenschaften des Objekts analysieren. Die Exekution dieser Aufgaben durch spezifische Ensembles geschieht gemäß der von der Regel vorgegebenen Aufgabenstellung und entspricht neurophysiologischen Befunden, nach denen Farbe, Form und Lokalisation eines Objekts verteilt verarbeitet werden. Die parallele Verarbeitung von Reizen beschreibt Hoffmann (1993) als eine Verzahnung von Reizidentifikation mit der Initiierung einer zugeordneten Reaktion. Es müsse nicht zuerst die Identität eines Reizes bestimmt sein, bevor eine entsprechende Handlung initiiert wird. Die Verarbeitung verläuft wie folgt:
Neuronen des Ensembles „Kondition“ analysieren auf den ersten Verarbeitungsstufen einzelne invariante Merkmale wie die Farben und die Linien eines Objektes. Das Ergebnis der Analysen wird vom Ensemble an die Instanz zu Vergleichs- und Koordinationszwecken zurückgemeldet. Motorische Programme zur Ausführung von Kopf- und Augenbewegungen werden vom aktiv-motor- Ensemble ausgeführt, und die Ergebnisse werden ebenfalls an die Instanz zurückgeleitet. Parallel erfolgen von den einzelnen Ensembles des passiv-motor-Ensembles eine Reihe von Berechnungen: Neuronen des passiv-motor 1 – Ensembles berechnen Lokalisation und Bewegungsrichtung des wahrgenommenen Objekts. Diese Annahme entspricht einer Aussage von Hoffmann  (1982, S. 45) nach der die Wahrnehmung von Bewegung nicht an eine Formkonstanz gebunden sei. Treisman (1993) konnte ebenfalls nachweisen, dass Farb- und Formwahrnehmung unabhängig von der Lokalisation eines Objekts wahrgenommen werden. Die Berechnung von Lokalisation und Bewegungsrichtung ist daher unabhängig von einer Analyse der Gestaltmerkmale. Von Neuronen des passivmotor 2-Ensembles werden Parameter von Kopf- und Augenbewegungen berechnet. Zum einen dienen diese Berechnungen der Verhaltenskontrolle mit dem Zweck, beispielsweise einer Übersteuerung von Bewegungen entgegen zu wirken, zum anderen sind sie erforderlich, um zwischen gesehener Bewegung (Bewegung auf der Retina, die von Neuronen des passiv-motor 1 – Ensembles bearbeitet wird) und Eigenbewegung der Augen unterscheiden zu können. Nach der Rückmeldung an die Instanz müssen im Fall eine Über- oder Untersteuerung weitere Maßnahmen in Form von motorischen Prozessen zur Korrektur der auszuführenden Bewegungen erfolgen. Neuronen des passiv-motor 3 –Ensembles analysieren, so sie in der aktuellen Situation relevant sind, akustische Merkmale wie beispielsweise die Eigengeräusche eines Objekts. In Besonderheit gehört dazu auch die Nennung des Begriffs, der das Objekt bezeichnet, durch eine andere Person 2. Außerdem werden von passiv-motor 3 zum propriozeptiven und vestibulären Sinnessystem gehörende Reize analysiert (Gibson, 1966/1973; Lee & Aronson, 1974; Fox, 1990). Die Ergebnisse werden ebenfalls an die Instanz zurückgemeldet.
2 Das auditive System arbeitet nach meiner These für den Erkennungsprozess nach der gleichen Regel wie das hier beschriebene visuelle System: Auf der ersten Verarbeitungsebene werden Phoneme in eine Wortgestalt gefasst und vom Hintergrund einer Geräuschkulisse segmentiert. Das passiv- motor 3-Element ist damit zugleich die Schnittstelle zum akustischen System

Die Analysen des Ensembles „Konfiguration“ dienen der Ermittlung der Konturen und Körperform des Objektes. Die elementare Körperform eines Objekts lässt sich nach Biederman (1987) aus einer Kombination bestimmter Merkmale herleiten, die auf dessen Formeigenschaften schließen lassen: „We parse – or segment – its parts at regions of deep concavity and describe those parts with common simple volumetric terms, such as “a block,“ “a cylinder,“ “a funnel or truncated cone.“ (S.115) Für die Formerkennung reiche aus, dass von bestimmten Merkmalen wie der Krümmung von Linien oder des parallelen Verlaufs zweier Linien auf die Form des Objekts geschlossen werden kann. Tanaka (1993) fand heraus, dass Neuronen im Schläfenlappen auf eine komplexe Form reagieren, wobei jedes Neuron dieser Gruppe auf einen anderen Teil der Form reagiert.
Schon Hoffmann (1982) stellte fest: „Nicht die Menge der vorgegebenen Einzelbestandteile der Figur wirkt hilfreich, sondern die Vorgabe von Strukturelementen der Gesamtfigur.“ (S.35). Das Konsequenzelement liefert somit die Vorgaben für die Zusammensetzung der vom Ensemble „Kondition“ ermittelten Einzelmerkmale. Es zeigt an, in welcher Weise ein Objekt zusammengesetzt sein muss, um als in sich geschlossen wahrgenommen und segmentiert werden zu können. Dabei folgt die Vorgabe der wahrscheinlichsten Erklärung für eine Konfiguration der einzelnen Merkmale. Das Ergebnis wird vom Ensembles an die Instanz als Soll-Zustand des Objekts zurückgemeldet.
Die auf dieser Ebene noch sehr elementare Merkmalbeschreibung wäre zu sehen als erster Schritt in Richtung einer begrifflichen Repräsentation des Objekts im Gedächtnis. Die von allen Elementen zur Instanz zurück fließenden Ergebnisse werden während des gesamten Vorgangs verglichen, zueinander in Beziehung gesetzt und nach der Art ihrer Zusammengehörigkeit koordiniert. Die Koordinierung der diversen eingehenden Verarbeitungsleistungen und die Definition einer Zusammengehörigkeit von Merkmalen folgt der eingangs genannten Regel und gehorcht den Gestaltgesetzen. Danach gehören Merkmale, die sich zur selben Zeit am selben Ort befinden und sich gemeinsam in die gleiche Richtung bewegen, zum selben Objekt. Trifft dies zu, sind sie als zusammengehörig definiert. Es können daher nur auf der Regel basierende Merkmale als zusammengehörig erkannt werden, da ansonsten eine Zusammensetzung zufällig und nach Beliebigkeit erfolgen würde. Die Definition der Zusammengehörigkeit von Merkmalen nach dem Schema dieser Regel erklärt die neurobiologischen Ergebnisse, wonach die am gleichen Objekt beteiligten Neuronenensembles ihre Aktivitäten synchronisieren (von der Malsburg, 1981; Engel, 2000/2001; Singer, 2000, 2002). Ist eine Übereinstimmung im Sinne dieser Regel erreicht, sind die abgearbeiteten Merkmale, welche die Gestalt des Objektes konstituieren, zu einem Netzwerk verbunden. Sie werden in das Arbeitsgedächtnis überführt und für die weitere Verarbeitung kurzfristig gespeichert. Anschließend setzt sich der Prozess auf der zweiten Ebene fort. Mit diesem ersten Teil des Ablaufs, der im Flußdiagramm in Abbildung 1 dargestellt ist, bleibt das wahrgenommene Objekt zwar bedeutungsfrei, kann aber in seiner Gestalt vollständig wahrgenommen werden. Wie Hoffmann (1982) ausführt, reicht eine Darbietungszeit von 50 Millisekunden (ms), um die sensorischen Effekte eines komplexen Reizes vollständig zu registrieren:
Diese hier vorgetragene Interpretation der Befunde macht die bedeutsame Annahme, dass das ZNS sensorische Reizwirkungen unabhängig von ihrer Bedeutung, d.h. unabhängig von der durch sie vermittelten Information speichert. Das UKZG [Ultrakurzzeitgedächtnis, Anmerkung von der Verfasserin] bewahrt allein informationstragende körpereigene Signalstrukturen.(S. 16)
Es sind daher wohl zunächst basale Eigenschaften eines Objekts, die gedächtniswirksam werden und die Grundlage für eine begriffliche Gliederung in Form von Kategorien schaffen. So ist ein Bleistift zunächst nur ein Objekt aus räumlichen Dimensionen, die seine Gestalt determinieren. Diese Dimensionen, als Merkmale einer zu generierenden Gestalt, könnten daher die Kriterien sein, nach denen Objekte für eine kategoriale Zuordnung formiert werden.
Nehmen wir nun an, dass aufgrund einer Störung des Elements Konfiguration eine Analyse von Konfigurationsmerkmalen nicht geleistet werden kann. Ein solches Ereignis wäre die apperzeptive (perzeptuelle) Agnosie. Betroffene Personen erkennen zwar die Farben eines Objekts und können seine Bewegungsrichtung angeben. Sie sind jedoch nicht in der Lage, seine Form zu erfassen (Anderson, 1996; Birbaumer & Schmidt, 2000). In einem solchen Fall ist, wie in Abbildung 1 gezeigt, dieser Vorgang beendet.

Abb. 1 Der Ablauf des Erkennungsprozesses auf der ersten Verarbeitungsebene

2.2 Die zweite Ebene
Hier wird von der Instanz zunächst das Netzwerk aus den Ergebnissen der ersten Verarbeitungsebene auf seinen semantischen Gehalt hinsichtlich einer Identifizier- und Unterscheidbarkeit des Objekts geprüft. Fällt die Prüfung positiv aus und ist das Objekt bereits als identifizierbar gespeichert, fließt die Information weiter zur dritten Verarbeitungsebene. Fällt sie negativ aus, werden von Aufmerksamkeit 2 weitergehende Vorbereitungen getroffen. Sie betreffen, der Regel folgend, auch auf dieser Stufe Neuronen je eines Ensembles von Konditions- und Konsequenzeinheit sowie Neuronen beider Ensembles der Evenanzeinheit. Mit den vorbereitenden Maßnahmen zu einer spezifischen Konzentration der Wahrnehmung und einem davon abhängigen Handeln werden wiederum alle Ensembles dieser Ebene aktiv. Diese Annahme stimmt, wie ich meine, überein mit einer Aussage von Hoffmann (1993), wonach eine Antizipation der Konsequenzen eines Verhaltensaktesm berücksichtigt werden muss, um zu einem Lerneffekt zu führen. Die Berücksichtigung der Konsequenzen, welche sich mit der Exekution einer Handlung ergeben, erfordert die zeitgleiche Aktivität der Elemente für einen kontinuierlichen Abgleich zwischen dem aktuellen Ist-Zustand in der Ausgangslage, den erzielten Zwischenergebnissen des mit dem Handeln bisher Erreichten und dem, was als Konsequenz erreicht werden soll. Auf dieser Ebene verläuft die Verarbeitung wie folgt:
Vom Ensemble „Kondition“ wird der Ist-Zustand des Objekts als eines in sich geschlossenen, vom Hintergrund abgelöst wahrgenommenen Ganzen analysiert und das Ergebnis an die Instanz zurück gemeldet. Im Verlauf der gesamten Verarbeitungsprozesse auf dieser Ebene erfolgt eine sukzessive Anpassung des Ist-Zustands an den Soll-Zustand. Die Anpassung orientiert sich auch hier an den Vorgaben des Konsequenzensembles. Die während des Prozesses vom Ensemble „Kondition“ ermittelten Daten dieser kontinuierlichen Veränderungen werden an die Instanz zu Vergleichs- und Koordinationszwecken geleitet.
Simultan werden vom aktiv-motor-Ensemble motorische Prozesse ausgeführt, die zum einen der Bewegungssteuerung dienen. Dazu gehören die dem Bewusstsein nicht zugänglichen Spezifikationen für auszuführende Bewegungen, wie beispielsweise Parameterberechnungen, die das Ergreifen eines Objektes ermöglichen (Singer, 2000). Zum anderen sind es Programme, die der Exekution von Handlungen durch Muskelkontraktionen dienen. Die Ergebnisse werden sämtlich während des gesamten Ablaufs vom aktiv-motor-Ensembles an die Instanz zurück gemeldet. Da sie zur Kompensation von Ist- und Soll-Zustand eines Objekts benötigt werden, sind auch motorische Prozesse abhängig von den Vorgaben des Konsequenzensembles dieser Ebene. Diese Vorgaben wirken über die Rückmeldung an die Instanz indirekt auf das aktiv-motor-Ensemble ein.

Auch auf dieser Verarbeitungsebene wird das Handeln parallel durch von Neuronen des passiv-motor-Ensembles ausgeführten Prozessen kontrolliert und begleitet. Es sind dies wiederum vom passiv-motor-1-Ensemble angestellte Berechnungen zu Lokalisations- und Bewegungsanalysen des Objekts, sowie vom passiv-motor 2 -Ensemble ausgeführte Berechnungen für Bewegungsabläufe, die der Verhaltenskontrolle dienen. Vom passiv-motor 3- Ensemble werden weitere vestibulär und propriozeptorisch sowie ekterozeptorisch wahrgenommene Reizmerkmale analysiert, ebenso olfaktorische und gegebenenfalls nozizeptorische Reize. Sie sind hier, dies gilt mit einer Einschränkung für olfaktorische Reize, an die Manipulation mit dem Objekt gebunden. Die Ergebnisse aus den das Handeln und  Wahrnehmen begleitenden Prozessen werden vom passiv-motor-Ensemble an die Instanz zurück gemeldet.
Eine wesentliche Eigenschaft menschlichen Denkens, die Fähigkeit Objektklassen bilden zu können, habe ich bei der Beschreibung der ersten Ebene bereits angesprochen. Würde man davon ausgehen, dass ein Objekt erst über die Summe seiner konstituierenden Merkmale hinreichend beschrieben sei, würde dies, wie Hoffmann (1982) ausführt, zu einer „unübersehbaren Menge von individuell erfahrenen Reizeindrücken, aufsummiert über die Spanne eines gesamten Lebenslaufes“ (S. 48) führen. Zudem würde die Gesamtheit der Merkmale nichts über die Art der Beziehungen aussagen, in denen diese Merkmale zueinander stehen. Nach Anderson (1996) ist kategoriales Wissen in Form von Schemata repräsentiert. Mit den Ensembles der Konsequenzeinheit enthält das Modell daher eine Komponente, mit der die Aufgabe gelöst werden kann, durch eine Reduktion auf wesentliche, charakterisierende Merkmale von Eigenschaften verschiedene Objektklassen zu bilden. Konsequenzensembles reagieren daher nur auf solche strukturellen, ein Objekt charakterisierenden Merkmale, die dieses mit allen Objekten, die sich der gleichen Kategorie zuordnen lassen, gemeinsam hat. Es sind daher nicht die Objekte selbst, sondern die Konsequenzensembles, welche die Struktur der Objekte vorgeben und die Bildung von Schemata ermöglichen.
Auf dieser Ebene führt das Konsequenzensemble „Identifikation“ Prozesse aus, mit denen die Identifizierbarkeit des Objekts und seine Unterscheidbarkeit von anderen, ähnlichen Objekten möglich wird. Da mehrere Kategorisierungsebenen unterschieden werden und für das Ergebnis, welches auf der jeweiligen Verarbeitungsebene erzielt wird, relevant ist, welche Kategorie erreicht wird, gehe ich hier kurz darauf ein. Die Resultate von Untersuchungen durch verschiedene Autoren (Rosch, 1975; van der Meer, Friedrich, Nuthmann, Stelzel und Kuchinke, 2003) zeigen eine Überlegenheit auf dem basic level (z.B. Blume, Hund) und dem subordinate level (z. B. Rose, Collie) vor dem superordinate (Pflanze, Tier) level. Diese Ergebnisse entsprechen entwicklungspsychologischen Resultaten (Mandler& MacDonough, 1993; Pauen, 1996). Ich gehe deshalb davon aus, dass die vom Konsequenzensemble „Identifikation“ ausgeführten Prozesse der Analyse von Konfigurationsmerkmalen dienen, mit denen ein Objekt auf dieser Verarbeitungsebene den Kategorien basic- und subordinate level zugeordnet werden kann.
Merkmalskriterien, nach denen Kategorien formiert werden, sind auf dieser Ebene solche, die eine Kategorisierung zum einen nach der Typikalität von Objekten anhand perzeptuell wahrnehmbarer Merkmale, aber darüber hinaus auch in der Art ihrer relationalen und operationalen Verbundenheit ermöglichen. Ähnlich wie bereits auf der ersten Ebene sollte es sich bei der Ermittlung des Soll-Zustandes um eine Eigenschaft des Konsequenzensembles handeln, die dazu dient, „[…]aus den vorliegenden Reizwirkungen auf diejenigen Gegebenheiten“ [zu schließen], die mit größter Wahrscheinlichkeit die nämlichen Reizmerkmale erzeugt haben könnten.“ (Hoffmann, 1993, S.167) Mit dem Erreichen des Ist-Zustandes an die Vorgabe des Soll-Zustandes wird das Objekt identifizierbar.
Ein Objekt setzt sich auf dieser Ebene zusammen aus den invarianten Merkmalen seiner Eigenschaften, die seine Gestalt formieren, und dem von dieser Gestalt abstrahierten Schema. Seine konzeptuelle Repräsentation ist bedingt durch die Verknüpfung unterschiedlicher Funktionsmerkmale. Ein Bleistift ist danach ein Gegenstand von bestimmbaren räumlichen Dimensionen, der mit seiner Handhabung zu einem raumzeitlichen Objekt wird. Eine Person, der der Zweck dieses Gegenstandes nicht bekannt ist, wäre dennoch in der Lage, ihn an Hand dieser Merkmale zu identifizieren und von anderen Gegenständen zu unterscheiden.
Die Ergebnisse der Prozesse werden vom Ensemble „Identifikation“ fortlaufend an die Instanz zurück gemeldet. Während der gesamten Handlungsphase werden die in die Instanz einlaufenden Daten kontrolliert, verglichen und koordiniert, bis eine Übereinstimmung zwischen Ist- und Sollzustand erreicht und die Zusammengehörigkeit nach der Regel definiert ist. Die Summe der Ergebnisse wird in den Speicher überführt und die Information fließt weiter zur dritten Ebene. Den Ablauf auf der zweiten Ebene zeigt Abbildung 2.
So, wie ich den Vorgang bisher geschildert habe, sollte deutlich geworden sein, dass sich ein bewusstes Erkennen nicht erst nach Ablauf des gesamtenm Erkennungsprozesses im Resultat ergibt, sondern im Verlauf des Prozesses spätestens auf der zweiten Ebene auftritt.
Wie zuvor auf der ersten Ebene kann es auch auf dieser zu Störungen einzelner Prozesse kommen. Ist beispielsweise die Rückmeldung eines Ergebnisses durch das aktiv-motor-Ensembles aufgrund der Störung eines motorischen Programms oder der Fehlleistung einer Neuronengruppe nicht möglich, ist der Vorgang beendet. Ein solches Ereignis wäre hier die taktile Agnosie. Im Unterschied zur apperzeptiven Agnosie, in der die betroffenen Personen über den Tastsinn noch die Form eines Objekts imaginieren können, geht dieses Vorstellungsvermögen bei taktiler Agnosie verloren. Mit der Unfähigkeit der Gestaltwahrnehmung auf dieser zweiten Ebene kann, wenn die räumliche Distanz zwischen wahrnehmender Person und Objekt nicht ertastet werden kann, auch die Fähigkeit zur räumlichen Wahrnehmung verloren gehen.

Abb. 2 Der Ablauf auf der zweiten Verarbeitungsebene

2.3 Die dritte Ebene
Der Prozess setzt sich auf der dritten Ebene mit der Überprüfung auf funktionale und einem Zweck dienende Eigenschaften des Objekts fort. Dieser Aspekt wird m. E. bisher bei der Frage nach der Art einer semantischen Repräsentation nicht explizit hervor gehoben. Für den Konzepterwerb ist er jedoch von entscheidender Bedeutung.
Auch auf dieser Ebene gilt: Fällt die Überprüfung positiv aus und ist das Objekt in seiner Identität hinreichend erkannt, ist der Vorgang beendet und der Erkennungsprozess abgeschlossen. Fällt er negativ aus, verläuft der Prozess in gleicher Weise wie schon auf den beiden vorausgegangenen Ebenen. Während der Ablauf selbst sich auf allen Ebenen wiederholt, ändern sich mit dem Erreichen jeder höheren Verarbeitungsebene die Funktionen einzelner Ensembles. Auf der dritten Ebene gilt dies für das aktiv-motor- und das Konsequenzensemble. Die Analysen des aktiv-motor-Ensembles dienen auf dieser Ebene der Erforschung und der Erfassung von Eigenschaften, die sich nicht unmittelbar aus den sensorisch und motorisch erfahrbaren Merkmalen eines Objekts feststellen lassen. Es sind dies Eigenschaften wie die Verwendbarkeit einer Tasse als Trinkgefäß oder die eines Stuhls als Sitzgelegenheit. Die Art und Weise des Handelns ist auch hier abhängig von den Vorgaben des Konsequenzensembles. Auf dieser Ebene sind dies Neuronenverbände des Ensembles „Zweck/Funktion“. Das Ensemble analysiert Merkmale kausaler und funktionaler Relationen von Objekteigenschaften.
Diente das Handeln auf der zweiten Ebene dem Zweck, das Objekt anhand seiner sensorisch erfahrbaren charakteristischen Merkmale identifizieren zu können, so ist für das Erreichen eines Ergebnisses auf der dritten Ebene eine Reflexion des handelnden Individuums auf Resultate seiner Handlungen und damit eine Bewusstheit seines Handelns Voraussetzung. Das Handeln ist somit abermals abhängig vom Ergebnis, welches auf dieser Ebene erreicht werden soll – der Einsicht entweder nur in den Zweck oder die Funktion eines Objekts oder auch in beides. Es sind daher höhere Leistungen des Systems, die bereits eine Form von Bewusstheit voraussetzen. Die Einsicht in den Zweck oder die Funktion erfordert vom agierenden Individuum eine Reflexion auch auf sein Verhalten im Umgang mit dem Objekt zur Erkundung dieser Eigenschaften. Das Objekt muss ausprobiert und untersucht und dabei das eigene Verhalten an die Eigenschaften des Objekts akkomodiert werden. So werden Funktion und Zweck eines Bleistifts erfahren durch unterschiedliche Ergebnisse, die sich mit seiner Manipulation ergeben. Die Ergebnisse, die an den Vorgaben des Konsequenzensembles zu seiner Kategorisierung orientiert sind, führen über die Rückmeldung an die Instanz zu einer weiteren Anpassung des Ist- Zustandes. Auf diese Weise erweitert sich das Netzwerk aus Merkmaleigenschaften, mit denen ein Objekt beschrieben und repräsentiert ist.
Zudem erfährt ein Individuum sich selbst im Umgang mit der Dinglichkeit der Objekte. Inwieweit und in welcher Weise über diesen Umgang das Bewusstsein eines „Ich“ oder eines „Selbst“ entsteht, kann hier jedoch nicht diskutiert werden. Festzuhalten ist, dass Bewusstwerdung nicht das Ergebnis des Erkennungsprozesses ist, sondern im Verlauf des Erkennungsprozesses emergiert.
Der Verlauf über alle drei Verarbeitungsebenen ermöglicht eine multidimensionale Form der Repräsentation und damit die Zuordnung eines Objekts zu Oberbegriffen und seine Einordnung in verschiedene Kategorien. Mit Abschluß des Erkennungsprozesses lässt sich ein Objekt nun auch den Kategorien superordinate (Pflanze, Tier) und ontological (z. B. Kenntnis der Stoffwechselprozesse) level zuordnen. Die Möglichkeit einer Zuordnung zu den verschiedenen Kategorien ist Voraussetzung, um ein Objekt in seiner begrifflichen Identität erfasst zu haben. Erst dann ist möglich, ihm eine Bedeutung zuordnen und es z. B. in Bildern erkennen zu können. Oder umgekehrt, in einer Beschreibung von Hoffmann (1982): „Zum Beispiel kann das Bild [von Abb.42] nur dann als Werkzeug erkannt werden, wenn zuvor der Begriff HAMMER identifiziert und die Zugehörigkeit von HAMMER zu WERKZEUG aus dem Gedächtnis reproduziert wurde.“ (S. 153)
Verlaufen die Rückmeldungen der Ergebnisse an die Instanz auch auf dieser Ebene erfolgreich, und konnten sie nach ihrem Vergleich und ihrer Koordinierung der Regel gemäß als zusammengehörig definiert werden, ist das Objekt in seiner konkreten wie begrifflichen Identität über das Erregungsmuster der beteiligten Neuronenensembles repräsentiert. Abbildung 3 zeigt den Verlauf auf dieser Ebene. Da der Aufbau einer Repräsentation der Regelfolge entspricht, strukturieren diese und die hierarchische Folge die Repräsentation des Objekts. Sie besitzt daher das Muster – oder die Struktur – der Regel, nach der sie aufgebaut wurde, oder mit anderen Worten: Die Repräsentation erfolgt in Form des synchronen Aktivitätsmusters der beteiligten Neuronenensembles, wobei das Schwingen in Phase anzeigt, dass die Regel angewendet werden konnte und auch erfolgreich angewandt wurde. In dieser Form wird, so die Annahme, das Wissen um ein Objekt im Langzeitgedächtnis gespeichert, um in dieser Form auch wieder aufgerufen werden zu können. Es wird weiterhin angenommen, dass zur Produktion von Problemlösungen und Ideen vom Muster eines im Gedächtnis gespeicherten, aus Invarianten und Relationen bestehenden, Sachverhaltes abstrahiert wird. Dazu ist eine Form der Aufmerksamkeit, welche als gelenkte Aufmerksamkeit der Aufmerksamkeitsinstanz inhärent ist, notwendig. Dabei richtet sich der Fokus auf Invarianten und Relationen und erfordert für die apriorische Wahrnehmung sowie die daran anknüpfende bewusste Auseinandersetzung deren Reduktion auf eine zentrale Variable (s. Dörner, 1985).
Es sei abschließend auch hier auf Störungen verwiesen, die das Konsequenzelement betreffen und eine vorzeitige Beendigung der vom Element ausgeführten Prozesse zur Folge haben können. Auf dieser Ebene würde eine Störung beispielsweise zu einer anderen Form der visuellen Agnosie führen – der assoziativen Agnosie. Von dieser Form der Störung betroffene Personen sind nicht in der Lage, das Wissen um Objekte zu nutzen. Sie erkennen deren Funktion nicht, obwohl sie ihre Form nachzuzeichnen vermögen (Anderson, 1996 S. 35f.; Birbaumer & Schmidt, 2000, S. 492).

Abb. 3 Der Ablauf auf der dritten Verarbeitungsebene

3. Die Progammvariante
Der Annahme eines einheitlichen, allen menschlichen Gehirnen gemeinsamen Ablaufs beim Integrationsprozess widersprechen Untersuchungen verschiedener Autoren. MacLeod, Hunt und Mathews (1987) untersuchten Informationsverarbeitungsprozesse anhand von Satz-Bild-Verifikationen und identifizierten bei ihren Teilnehmern zwei Gruppen mit je unterschiedlichen Präferenzen für eine Verarbeitung von Informationen. Schwank (1998, 2002) untersuchte kognitive Prozesse bei der mathematischen Begriffsbildung und beim Denken, hier bei der Lösung mathematischer Probleme. Die von ihr gefundenen Unterschiede erlauben die Einteilung in zwei in sich homogene Gruppen. Schwank (2003) unterscheidet zwischen prädikativem, einem an Invariantem und an Zuständen interessierten Denken, und funktionalem, einem an Werdendem und an Wirkungsweisen interessierten Denken und stellt fest: „Die stabilen funktionalen und prädikativen Verhaltensweisen unserer VP [Versuchspersonen, Anmerkung von der Verfasserin] legen es nahe, dass das Gehirn die Augen entsprechend seines Interesses steuert […]“ (S. 35).
Bereits 1976 beschrieb Neisser (zitiert nach Hoffmann, 1993) mit einem Rahmenmodell den Ablauf bei der menschlichen Informationsverarbeitung über drei Ebenen. Dieses Modell lässt jedoch, wie Hoffmann anmerkt, ein Problem außer Acht: Das Problem der Auswahl einer Nachricht: „Von dieser gewaltigen Menge potentieller Informationen wird immer nur ein geringer Teil tatsächlich erkenntniswirksam.“ (S.19) Für den Ablauf des Informationsverarbeitungsprozesses ist jedoch nicht eine Auswahl nach Kriterien, die Relevanz einer Nachricht betreffend, von Interesse. Von Bedeutung ist hier, in welcher Art und Weise auf eine Nachricht zugegriffen wird, damit sie gedächtnis- und erkenntniswirksam werden kann.
Wie Schwank (1998/2002) zeigt, lassen sich zwei konträre Arten des Zugreifens auf Informationsquellen unterscheiden: Für das prädikative Denken ist dies ein Fassen von Strukturen und Begriffen in Form von Prädikaten/Relationen zwischen verschiedenen (mathematischen) Gegenständen, [welches zum] Ausbau einer statisch greifenden internen begrifflichen Repräsentation [führt. Für das funktionale Denken ist es] ein Fassen von Strukturen und Begriffen in Form von Funktionen / Operationen auf, mit verschiedenen (mathematischen) Gegenständen, [das zum] Ausbau einer dynamisch greifenden internen begrifflichen Repräsentation [führt]. (Kap.8, S. 2)

Die Divergenz zwischen funktionalem und prädikativem Denken führe ich auf eine Verarbeitung und Integration von Informationen durch zwei verschiedene Programme zurück. Mit anderen Worten, die Unterschiede im Verhalten der Personen kommen zustande durch die Regelung der Abläufe mittels zweier verschiedener Programme. Danach unterliegt das Programm zur Regelung der Prozesse beim funktionalen Denken einer anderen Regel als das Programm zur Regelung der Prozesse beim prädikativen Denken. Für die prädikative Art spricht eine Verarbeitung nach dem oben beschriebenen Programm nach dem Schema der von Dörner genannten Regel. Funktionalem Denken liegt offenbar die Verarbeitung nach einem Programm zugrunde, welches dem Schema der Produktionsregel unterliegt. Diese ist nach Anderson (1996) wie folgt definiert: „[…] eine Produktion enthält eine Bedingung (Wenn-Teil) und eine Aktion (Dann-Teil). Die Bedingung enthält eine Aussage über das Ziel […] und darüber hinaus bestimmte Prüfungen, ob die Regel anwendbar ist“. (S. 245) Im Unterschied zur von Dörner genannten Regel, nach der auf eine Bedingung eine Aktion und daraufhin eine Konsequenz folgt, sind bei der Produktionsregel Bedingung und Konsequenz miteinander verknüpft und kommen gemeinsam vor, gefolgt von der Aktion.
Mit einer Verarbeitung von Informationen nach einem der Produktionsregel entsprechenden Programm ergeben sich für den Erkennungsprozess wesentliche Veränderungen im Ablauf und Aufbau. Entsprechend werden sich das Wahrnehmen und Denken, und damit verbunden auch das Verhalten und das Erleben der Personen je nach der Zugehörigkeit zu der einen oder der anderen Gruppe unterscheiden.
Der mentale Zugriff auf die in der Umwelt vorhandenen Informationsquellen unterscheidet sich fundamental und wirkt sich aus auf die Art, in der eine Nachricht gedächtniswirksam wird. Wie beschrieben reglementiert Aufmerksamkeit 2 die Vorbereitungen für die Art des Wahrnehmens und des Handelns. Für den Erkennungsprozess nach der oben beschriebenen Programmvariante liegt der Fokus auf einer Wahrnehmung, die auf Zustände und die Art ihrer relationalen Beziehungen gerichtet ist. Dies ist die prädikative Variante. Die Vorbereitungen bei der funktionalen Programmvariante dienen demgegenüber einer Wahrnehmung mit der Konzentration auf Prozesse und Wirkungsweisen. Wie bei der prädikativen Programmvariante ist auch bei der funktionalen das vom aktiv-motor-Ensemble gesteuerte Handeln abhängig vom jeweiligen Konsequenzensemble, jedoch auf Grund des gemeinsamen Vorkommens mit dem Konditionsensemble in weitaus stärkerem Maße. Dem gemeinsamen Vorkommen von Konditions- und Konsequenzensemble tragen deshalb die Vorbereitungen Rechnung, die für ein Handeln getroffen werden. Es ändern sich also bei dieser Variante die Vorbereitungen, die für das Wahrnehmen und Handeln getroffen werden.
Das Verfahren nach der anderen Regel hat Konsequenzen für den Ablauf des Programms: Die Notwendigkeit eines gemeinsamen Vorkommens von Kondition und Konsequenz führt dazu, dass die Ergebnisse der Analysen und Berechnungen der Konsequenzensembles nicht an die Aufmerksamkeits-Instanz zurück gemeldet werden. Sie fließen statt dessen auf jeder Ebene zum jweiligen Konditionsensemble. Die Summe der Ergebnisse beider Ensembles wird, wie in Abbildung 4 dargestellt, vom Ensemble „Kondition“ an die Instanz zurück gemeldet. Aus dieser Änderung bei der Rückmeldung resultiert eine Modifikation in der Hierarchie – die zweite und dritte Verarbeitungsebene sind vertauscht. Im Gegensatz zum zuvor beschriebenen Programm, mit dem auf der zweiten Ebene ein Objekt identifizierbar wird, findet eine Objektidentifikation mit diesem Programm erst auf der dritten Ebene statt. Auf der zweiten Ebene erfolgt hier zunächst eine Kategorisierung anhand funktionaler und kausaler Merkmale von Eigenschaften des Objekts. Somit gelingt die Identifizierung und vollständige Beschreibung eines Objektes mit der funktionalen Variante nur über eine zuvor stattfindende Ermittlung seiner Funktion oder seines Zwecks, dargestellt am Ablauf in den Abbildungen 5 und 6: Das Ziel oder der Zweck einer Sache kommen mit dieser Vertauschung in der Ausgangssituation vor (Dägling, 2004).
Dies geschieht wie folgt: Im Gegensatz zum prädikativen Denken ist der Wahrnehmungsraum erweitert und der Fokus geändert. Während beim prädikativen Denken auf die zentrale Variable innerhalb eines komplexen Geschehens fokussiert wird, und dabei die Invarianten und Relationen der Variablen registriert werden, ist der Fokus beim funktionalen Denken auf die Wirkungen gerichtet, welche sich aus den beobachteten Prozessen innerhalb des komplexen Gesamtgeschehens ergeben. Gedächtniswirksam wird ein Konstrukt aus den mit diesem Verfahren gewonnenen Verbindungen in Form von Invarianten und Wirkungen. Es wird weiterhin angenommen, dass zur Produktion von Problemlösungen und Ideen vom Aktivitätsmuster der an der Repräsentation einer Invarianten-Wirkungenstruktur beteiligten Neuronenensembles abstrahiert wird. Dazu ist eine Form der Aufmerksamkeit, welche als gelenkte Aufmerksamkeit der Aufmerksamkeitsinstanz inhärent ist, notwendig. Dabei richtet sich der Fokus auf Invarianten und Wirkungsweisen und erfordert für die apriorische Wahrnehmung sowie die daran anknüpfende bewusste Auseinandersetzung eine Erweiterung des aktuellen Wahrnehmungsraumes mit der Berücksichtung seiner Historie und seiner Zukunft.
Wie für die zuvor beschriebene prädikative Variante gilt auch für die funktionale, dass die Art, in der ein Objekt repräsentiert ist, die Struktur der Regelfolge und der Hierarchie besitzt, nach denen sie aufgebaut wurde. Repräsentationen, die nach der prädikativen Regel aufgebaut sind unterscheiden sich daher fundamental von Repräsentationen, die nach der funktionalen Regel aufgebaut werden.
Die eingangs der Beschreibung des prädikativen Programms genannte Forderung eines gemeinsamen Vorkommens von je einem Ensemble von Konditions- und Konsequenzeinheit sowie den beiden Ensembles der Evenanzeinheit auf jeder Verarbeitungsstufe gilt in gleicher Weise für die funktionale Variante. Auch die den Ensembles zugeordneten Funktionen sind bei beiden Varianten gleich. Am Ablauf des Programms auf den einzelnen Ebenen ändert sich, mit Ausnahme der genannten Vertauschung von zweiter und dritter Verarbeitungsebene nichts. Auf eine nochmalige Beschreibung der Ensembles und des Ablaufs kann deshalb verzichtet werden.

Abb. 4 Der Ablauf auf der ersten Verarbeitungsebene beim funktionalen Denken

Abb. 5 Der Ablauf auf der zweiten Verarbeitungsebene beim funktionalen Denken

Abb. 6 Der Ablauf auf der dritten Verarbeitungsebene beim funktionalen Denken

3.1 Die Beschreibung der Varianten an einem Beispiel
Wie erwähnt fanden MacLeod et al. (1978) in ihren Untersuchungen bedeutsame Unterschiede im Verhalten ihrer Probanden. Es wurden zwei Reaktionszeiten (RT) der Teilnehmer gemessen, einmal die Zeit, die benötigt wurde, um einen geschriebenen Satz – „Plus is (not) above star“ – zu verstehen (Verständnis- Reaktionszeit), und dann die Zeit, die benötigt wurde, um nach der Vorlage eines entsprechenden Bildes zu bestätigen, ob der Satz zutrifft oder nicht (Bestätigungs-Reaktionszeit). Während die durchschnittlichen Verständnis- und Bestätigungs- Reaktionszeiten bei der ersten Gruppe annähernd gleich waren, lagen sie bei der zweiten Gruppe sehr weit auseinander. Bei diesen Teilnehmern lagen die durchschnittlichen Verständnisreaktionszeiten mit 2.579 Sek. deutlich über den Zeiten von durchschnittlich 1.652 Sek. der größeren Teilnehmergruppe. Dagegen lagen die durchschnittlichen Bestätigungsreaktionzeiten mit 0.651 Sek. deutlich unter den Reaktionszeiten von 1.210 Sek. der ersten Gruppe. MacLeod et al. erklären die wesentlich längere Dauer der Verständnisreaktionszeit und das Verhalten der zweiten Teilnehmergruppe wie folgt: „The step of converting the sentence representation to a picture representation is added into the Comprehension (sentence) RT.“ (S. 503). Der von MacLeod beschriebene Schritt einer Umformung des Satzes in eine bildliche Vorstellung, die in die Verständnisbestätigungszeit hinein genommen wurde, entspricht einem gemeinsamen Vorkommen von Ziel und Bedingung. Damit kann für diese Personengruppe festgestellt werden, dass die Kenntnis eines Zwecks oder Zieles bzw. die Einsicht in die Funktion notwendige Voraussetzung ist, um einen Satz identifizieren und ein Verständnis bestätigen zu können. Für die erste Gruppe lässt sich eine Vorgehensweise nach der erst genannten Variante zeigen. Um den Satz verstehen und ihn identifizieren zu können, verlief der Informationsverarbeitungsprozess zunächst über die ersten beiden Ebenen. Dies nahm eine Verarbeitungszeit von 1.652 Sek. in Anspruch, in der Phoneme in eine Wortgestalt gefasst und im nächsten Schritt die Wörter in ihrer Satzfolge identifiziert wurden. Für die Signalisierung eines Satzverständnisses reichte der Ablauf über nur zwei der drei Verarbeitungsebenen aus. Zur Verifikation musste nach der Präsentation des Bildes die dritte Verarbeitungsebene, mit der ein Zweck der Aussage – eines Pluszeichens über oder unterhalb des Sterns – verbunden ist, integriert und anschließend das Zutreffen oder das nicht Zutreffen bestätigt werden. MacLeod et al. erklärten die Vorgehensweise dieser Personengruppe wie folgt: Im ersten Schritt wurde der Satz gelesen und in eine propositionale Repräsentation transformiert, um bestätigen zu können. Nach der Präsentation des Bildes wurde dieses ebenfalls in eine propositionale Repräsentation transformiert, anschließend wurde eine semantische Repräsentation des Bildes aufgebaut und danach wurden beide Repräsentationsformen miteinander verglichen, um das Zutreffen oder das nicht Zutreffen zu bestätigen. Mit anderen Worten: Obwohl nach dem Modell von MacLeod et al. für die Bestätigung des Verständnisses des Satzes nur ein Verarbeitungsschritt absolviert wurde, benötigten die Personen dafür 0.42 Sek. mehr an Zeit als für die Bestätigung des Zutreffens, für die drei Verarbeitungsschritte zu
absolvieren waren.
Die deutlich längere Gesamtverarbeitungszeit von 1 Sek. für die zweite Gruppe erklärt sich mit meinem Modell damit, dass für eine Bestätigung des Satzverständnisses und seiner Identifikation zunächst ein möglicher Zweck generiert werden musste, um in der Ausgangslage vorkommen zu können. Diese Generierung eines möglichen Zwecks benötigte eine zusätzliche Verarbeitungszeit, die für die erste Gruppe entfiel. Die sehr kurze Bestätigungszeit für die Verifikation lässt sich darauf zurück führen, dass der über drei Ebenen verlaufende Erkennungsprozess zum Zeitpunkt der Präsentation des Bildes bereits abgeschlossen war, da ja das Ziel – das Bild, das keine Negation enthält – bereits in die Verständniszeit hinein genommen worden war. Es musste nur noch eine Übereinstimmung zwischen dem bereits generierten und dem präsentierten Bild geprüft werden.
Mit meinem Modell lassen sich daher, wie ich meine, die Ergebnisse der Untersuchungen plausibel erklären.

4. Diskussion
Mit dieser Arbeit stelle ich, wie ich einleitend geschrieben habe, den bisherigen Theorien, Hypothesen und Modellen zur Funktionsweise des Gehirns, mein Modell in Form eines Programms gegenüber. Der Unterschied zwischen meiner Sichtweise und der der bisherigen Modelle lässt sich für letztere mit einer Aussage von Hammer & Champy (1994) beschreiben, auch wenn diese in einem anderem Zusammenhang geäußert wurde: „[…]sie richten ihr Augenmerk auf Aufgaben, Positionen, Menschen und Strukturen [Hervorhebungen v.d. Verf.)], nicht aber auf Prozesse.“(S.52) Gleiches lässt sich wohl für die bisherigen Modelle der Neuro- und Kognitionswissenschaften sagen: Das Augenmerk gilt den Strukturen, nicht jedoch dem Erkennungs- und Integrationsprozess.
Wie ich am Beispiel der Untersuchungen von MacLeod et al. zu zeigen versucht habe spricht für das von mir vorgeschlagene Modell, dass sich mit ihm der Erkennungsprozess beschreiben und im Verhalten von Personen aufzeigen lässt. Die von MacLeod et al. angegebenen Zeiten lassen sich mit dem Modell gut vereinbaren.
Das Modell hat zudem den Vorteil, dass auf den Umweg eines amodalen Codes zur Beschreibung von Repräsentationen von Bedeutungsinhalten im Gedächtnis verzichtet werden kann. Für ein Zutreffen meines Ansatzes spricht m. E. auch, dass die Entwicklung der Begriffsbildung während der präverbalen Phase mit den Resultaten übereinstimmt, die auf den jeweiligen Verarbeitungsebenen erreicht werden: Angefangen vom Erkennen nur der Gestalt eines Objekts (Wynn,1992; Simon, Hespos, und Rochat,1995) über seine Identifikation (Rochat, 1995; Dehaene, 1997; Koechlin, Dehaene & Mehler, 1997) bis zur Einsicht in seine Funktion oder seinen Zweck (Mandler und McDonough, 1993; Pauen, 1996).
Das Modell zeigt außerdem, dass eine Verarbeitung von Information auf zwei verschiedene Arten möglich ist. Somit gibt es zwei unterschiedlich arbeitende menschliche Gehirne, konstituiert durch das Programm, mit dem das jeweilige Gehirn arbeitet. Das Programm bestimmt, in welcher Weise auf die in der Umwelt vorhandenen Bedingungen zugegriffen wird. Mit der Präsentation dieses Modells verbinde ich daher die Annahme, dass die jeweilige Art des Denkens entscheidend das subjektive Erleben ebenso wie das rationale und das affektive Verhalten des Einzelnen prägt, und damit auch seine Persönlichkeit.
Auch wenn das hier präsentierte Programm in seinen beiden Varianten nur skizziert wurde, kann es doch den Zugang zu einem Verständnis des Denkens eröffnen. Es könnte ein erster Schritt zu einer Einsicht in die Funktionsweise des Gehirns sein. Für die Annahme, es gebe zwei in sich homogene menschliche Gehirne mag eine Akzeptanz zunächst schwierig sein. Folgt man jedoch meiner Argumentation, nach der der Aufmerksamkeit die steuernde Funktion im Informationsverarbeitungsprozess zukommt – und neurophysiologische Erkenntnisse scheinen diese Annahme zu bestätigen (Engel, A.K., Debener, S. & Kranczioch, C., 2005) – so ließe sich die Vorstellung zweier Gehirne mit Ergebnissen aus einem Forschungsgebiet untermauern, dem bislang von der Kognitionspsychologie keine Beachtung geschenkt wurde. Sie betreffen ein Verhaltensphänomen, das durch eine abweichende Art der Aufmerksamkeit gekennzeichnet ist und als Störung der Informationsverarbeitung interpretiert wird: Die so genannte Aufmerksamkeitsdefizitstörung mit und ohne Hyperaktivität, ADS +/-H. Während dieses vermutlich genetisch bedingte Verhaltensphänomen bisher vor allem auf negative Unterschiede im Vergleich zum „normalen“ Verhalten hin untersucht wurde, stehen Untersuchungen zur Art des Wahrnehmens und Denkens dieser Personen noch aus.

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Digitalisierung der Abbildungen: Reiner Saunar, Aldersbach

Feichten, im November 2005
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