Evolution des Denkens

Gegenstand und Forschungsrahmen

Die Evolution des Denkens, auch Evolution der Kognition, beschreibt die Entwicklung von Denkformen von den Vorfahren heutiger Menschenaffen über Frühmenschen bis zum Menschen. Sie ist wichtig, weil sie erklären soll, wie geistige Fähigkeiten, Kooperation, Sprache und Kultur entstanden sind.

Charles Darwin vertrat 1871 die Auffassung, zwischen den geistigen Fähigkeiten des Menschen und denen höherer Säugetiere bestehe kein fundamentaler, sondern ein gradueller Unterschied. Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Phantasie, Verstand, Nachahmung, Vergleichung, Wahl, Abstraktion, Selbstbewusstsein, Werkzeuggebrauch und Sprache seien unterschiedlich stark ausgeprägt und könnten sich stufenweise entwickelt haben.

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts gilt Denken als legitimer Forschungsgegenstand von Anthropologie, Biologie und Psychologie. Zwei zentrale Thesen sind: Natürliche Selektion und Adaptation sind der einzige bekannte natürliche Prozess für die Entstehung einer so komplexen Struktur wie des menschlichen Geistes; und der Geist wurde langfristig durch die Anforderungen der natürlichen Umwelt geformt. Hominine Vorfahren lebten während des größten Teils dieser Zeit als Jäger und Sammler. Kultur und Kooperation erweiterten den früher stark auf „Survival of the Fittest“ beschränkten Rahmen der Synthetischen Evolutionstheorie.

Menschliche Gehirnentwicklung und geteilte Intentionalität

Eine Studie zufolge hatten die Frontallappen früher Homo aus Afrika und einer Fundstelle in Georgien bis vor etwa 1,5 Millionen Jahren eine großaffenähnliche Struktur. Die Homo-Linie entstand vor ungefähr 2,5 Millionen Jahren, breitete sich außerhalb Afrikas aus und entwickelte den aufrechten Gang, bevor diese Gehirnreorganisation stattfand. Unterschiede zum Schimpansen werden auch mit nicht-kodierenden genomischen Regionen erklärt, die die Genexpression regulieren; einige heißen „human accelerated regions“. Genexpression während der menschlichen Neurogenese betrifft unter anderem NOTCH-, WNT- und mTOR-Signalwege sowie ZEB2, PDGFD und PDGFRβ. Ein höherer Retinsäuregradient im präfrontalen Cortex wird mit mehr neuronalen Vorläuferzellen, mehr Neuronen und größerem präfrontalem Cortex verbunden. Eine Organoidstudie hebt ZEB2 hervor. Bei Laborrhesusaffen mit eingefügtem menschlichem MCPH1-Gen wurden schnellere Antworten in Kurzzeitgedächtnistests zum Verbinden von Farben und Formen berichtet.

Nach Michael Tomasello bedeutet Intentionalität eine selbstregulierende, kognitive Art des Umgangs mit Dingen. Seine Entwicklungshypothese unterscheidet individuelle Intentionalität der Menschenaffen, gemeinsame Intentionalität der Frühmenschen und kollektive Intentionalität des modernen Menschen. Menschenaffen können kognitive Repräsentationen bilden, nonverbale kausale und intentionale Schlüsse ziehen sowie eigene Entscheidungen überwachen. Sie handeln jedoch überwiegend konkurrenzorientiert. Nach Evans’ Allgemeinheitsbedingung liegt Denken vor, wenn mögliche Subjekte eines Gedankens mit verschiedenen Prädikaten und mögliche Prädikate mit verschiedenen Subjekten kombiniert werden können; dies ist sprachlich und nicht-sprachlich möglich.

Frühmenschen kooperierten mit gemeinsamer Aufmerksamkeit und gemeinsamen Zielen, aber individuellen Rollen. Natürliche ikonische Zeigegesten ermöglichten Kommunikation ohne konventionelle Sprache. Die Beteiligten reflektieren dabei wechselseitig die Absichten des Partners; Menschenaffen treffen nach dieser Darstellung keine gemeinsamen Entscheidungen und reflektieren sie nicht gemeinsam. Beim modernen Menschen erlaubt kollektive Intentionalität die generationenübergreifende, kumulative Weitergabe von Wissen und Fertigkeiten. Der „Wagenheber-Effekt“ bewahrt erfolgreiche kulturelle Anpassungen, während erfolglose verschwinden. Sprache ist nach Tomasello Schlussstein, nicht Fundament der menschlichen Kognition. Menschen bilden außerdem objektive Normen und reflektieren sie in Gruppen. Als besondere Fähigkeit wird ein ausgeprägtes episodisches Gedächtnis genannt, das mentale Zeitreisen sowie die Planung komplexer Projekte erlaubt.

Soziales Gehirn, Mentalisierung und Kritik

Die Theorie des sozialen Gehirns erklärt größere Gehirne als Folge wachsender sozialer Anforderungen und Gruppengrößen: Klimabedingter Selektionsdruck habe in den letzten 2 Millionen Jahren größere Gruppen vorteilhaft gemacht; dadurch seien größere Gehirne und komplexeres Denken selektiert worden. Gehirngröße gilt dabei als Begrenzung der möglichen Gruppengröße. Mentalisierung, auch Theory of Mind, ist die Fähigkeit, Gedanken, Überzeugungen und Absichten anderer zu erkennen oder zu vermuten.

Gamble, Gowlett und Dunbar ordnen sechs Ordnungen der Intentionalität Gehirngröße und Gruppengröße zu. Erste Ordnung betrifft Gehirne unter 400 cm³, etwa Schimpansen sowie Ardipithecus ramidus und Ardipithecus kadabba, mit Gruppen von höchstens 30 bis 50 Individuen. Zweite Ordnung („Ich glaube etwas darüber, was du glaubst“) wird Australopithecinen mit 400–900 cm³ und angenommenen Gruppen von 60 bis 100 Individuen zugeschrieben; archäologische Belege für diese Gruppengrößen fehlen. Dritte Ordnung wird Homo habilis, Homo rudolfensis sowie Homo ergaster beziehungsweise Homo erectus mit mehr als 900 cm³ zugeordnet. Ab hier seien 100 bis 150 Individuen möglich; die Dunbar-Zahl bezeichnet 150 als langfristig stabile durchschnittliche Gruppengröße bei mehr als 900 cm³. Sprache und Symbolgebrauch bahnten sich an, die Acheuléen-Kultur und Faustkeile verlangten Informationsweitergabe und Kooperation.

Vierte Ordnung wird Homo heidelbergensis, Neandertalern und anderen Frühmenschen zugeschrieben. Pflege verletzter Neandertaler gilt als Beispiel hoher Mentalisierung und Solidarität, doch eine ausgeprägt spirituelle Welt sei auf dieser Stufe noch nicht möglich. Fünfte und sechste Ordnung seien Homo sapiens vorbehalten: komplexe Mythen, Religionen, Symbolgebrauch, das Denken an abwesende oder verstorbene Menschen und dezentrale Kognition in Artefakten. Schuld, Scham, Stolz und Mitleid setzen Ansichten über die Ansichten anderer voraus. Religion, Lachen, Musik und später Sport werden als evolutionäre Stressabbauformen in großen Gruppen beschrieben.

Thomas Nagel kritisiert, dass Evolutionstheorie und ein physikalisch-reduktionistisches Weltbild das Auftauchen von Geist, Bewusstsein und Vernunft nicht erklären. Bewusstsein habe einen irreduzibel subjektiven Charakter; Selbstorganisation reiche zur Erklärung des Verstands nicht aus. Die beschriebenen Anpassungen einer bereits bestehenden mentalen Welt werden dadurch jedoch nicht zwingend bestritten; ihre Ursprünge und ihre Vereinbarkeit mit der Physik blieben nach Nagel rätselhaft.

Konvergente Kognition der Vögel

Vögel besitzen keinen Neocortex, können aber dennoch hoch entwickelte kognitive Leistungen zeigen. Ihre Gehirnarchitektur und besonders das Vorderhirn entwickelten sich seit etwa 300 Millionen Jahren konvergent, also unabhängig von anderen Wirbeltieren. Das Vogelgehirn ist dichter mit Neuronen gepackt als das menschliche; daher können hohe Leistungen auf weniger als zehn Gramm Gehirnmasse erbracht werden. Seit der Festlegung von 2004 wird der überwiegende Teil des Vogelvorderhirns als Pallium und nicht als Striatum eingeordnet. Das Nidopallium caudolaterale entspricht funktional dem Neocortex, besitzt ähnliche allometrische Größenverhältnisse und Zellarchitektur.

Rabenvögel, Tauben und Papageienvögel zeigen Aufmerksamkeit, Kategorisierung, räumliche und soziale Kognition, Problemlösen, Werkzeuggebrauch, Selbsterkennung und Gedächtnisleistungen. Neukaledonische Krähen können Werkzeuge herstellen, Drähte zu funktionellen Werkzeugen formen und Werkzeuge nacheinander einsetzen. Elstern bestehen den Spiegeltest und verstehen Objektpermanenz. Blauhäher verfügen über episodisches Gedächtnis; Raben und Krähen zeigen Theory-of-Mind-ähnliches Verhalten. Tauben können bis zu 725 visuelle Muster speichern und Muster durch transitive inferente Logik ordnen. Eine verlängerte Elternschaft und Kindheitsphase wird als wichtige Entwicklungsursache fortgeschrittener Kognition bei Rabenvögeln genannt, weil sie mehr Lerngelegenheiten, Sicherheit und Rollenbilder ermöglicht.

Gedächtnis, Lernen und Kommunikation der Bienen

Eusoziale Bienen zählen unter den Insekten zu den am höchsten entwickelten Arten. Ihr Gehirn ist etwa 1 Kubikmillimeter groß und wiegt 1 mg, doch dicht gepackte Neuronen und kurze Leitungswege ermöglichen schnelle Informationsübertragung. Bienenweibchen besitzen bezogen auf ihr Körpergewicht besonders große Gehirne. Ihr Pilzkörper, ein zum Neocortex der Wirbeltiere analoger Gehirnteil, enthält bei Honigbienen ein Drittel der Neuronen und ist stärker ausgeprägt als bei vielen anderen Insekten.

Bienen behalten farbbezogene Belohnungen nach kurzem Kontakt mit einem farbigen Hintergrund über mehrere Tage; Blütenstetigkeit verlangt Langzeitgedächtnis. Calcium-Imaging belegt eine Duftkarte: Bienen identifizieren, lernen und erinnern Düfte und orientieren sich damit in Blüten und im Stock. Dass auch fremde oder nur um ein Kohlenstoffatom verschiedene Düfte gelernt werden, spricht gegen eine rein genetisch vorprogrammierte Duftidentifizierung. Antennenlobus und Pilzkörper verarbeiten neben dem Protocerebrum Duftinformationen.

Beim Lernen zweiter Ordnung wird beispielsweise zuerst Rosenduft belohnt und unmittelbar davor Nelkenduft dargeboten; auch der nicht direkt belohnte Nelkenduft wird gelernt. Kontextuelles Lernen bedeutet, dass Belohnung nur bei einer bestimmten Kombination aus Farbe und Duft erwartet wird; nach ein bis 3 Tagen steigt die Reaktion je nach Kontext. Bienen unterscheiden symbolische symmetrische und asymmetrische Figuren, erkennen Gesichtsmuster, lernen explorativ ohne Belohnung und nutzen relative sowie absolute Entfernungsmessung und eine kognitive Karte mit Landmarken. Das angenommene „quasi-episodische“ Gedächtnis für „Was-wann-wo?“ erlaubt es ihnen, Futterorte zu bestimmten Tageszeiten zuzuordnen. Menzel bezeichnet Entscheidungen anhand erwarteter Verhaltensfolgen als Nachdenken und Intelligenz.

Der Schwänzeltanz übermittelt Informationen über Verfügbarkeit, Art, Qualität, Entfernung und möglicherweise Ort von Nahrung. Sein Vokabular ist eng, genetisch vorgegeben und nicht kombinierbar; Syntax und Semantik einer Sprache liegen nach Menzel nicht vor. Soziobiologen wie Edward O. Wilson und Thomas D. Seeley erklären Bienenintelligenz dagegen vor allem auf der Ebene des Schwarms, nicht des Individuums.

Lernen und Primärbewusstsein beim Oktopus

Oktopusse gehören zu den Weichtieren und Kraken. Ihr Gehirn entstand unabhängig von dem der Wirbeltiere, zeigt beim Gemeinen Kraken (Octopus vulgaris) aber eine dem alten Wirbeltier-Hippocampus ähnliche neuronale Netzwerkorganisation und aktivitätsabhängige synaptische Plastizität. Diese Ähnlichkeiten sind nicht analog, aber in beiden Entwicklungslinien für Lernen grundlegend.

Oktopusse öffnen Muschelschalen mit mehreren Methoden und lernen in Tests situationsbezogen statt nach festen Regeln. Sie unterscheiden Objekte visuell und taktil, lernen räumlich und passen ihr Verhalten an Umwelt und wechselnde Bedingungen an. Aus mehreren hundert Verhaltensstudien wird geschlossen, dass sie ein Grundkonzept zur Beurteilung komplexer sensorischer Informationen und zur Wahl passender motorischer Aktivitäten besitzen. Ihnen wird daher ein Primärbewusstsein zugeschrieben.