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Aktualisiert: 11.08.2015, 17:22 Uhr

Neurobiologie Wie das Gehirn die Seele formt

Gene, vorgeburtliches Erleben und die Erfahrungen mit Bindungen und Stress in der frühen Kindheit prägen das Gehirn - und bestimmen, ob jemand psychisch krank wird.

von Gerhard Roth
© Stock 4B

Mitte der 1890er Jahre beschäftigte sich in Wien ein begabter junger Neurobiologe und Neurologe namens Sigmund Freud intensiv mit Studien zur Natur des „Seelenlebens“ und seiner Erkrankungen, deren Ergebnisse er kurz darauf „Psychoanalyse“ nannte. Gleichzeitig arbeitete er im Labor des seinerzeit führenden Neuroanatomen Ernst von Brücke. Freud versuchte nun, die neurobiologischen Grundlagen des Seelischen zu ergründen.

Dieses Unterfangen Freuds war jedoch zu der damaligen Zeit zum Scheitern verurteilt. Man hatte soeben den Bau von Nervenzellen („Neuronen“) genauer beschrieben, aber man wusste nur wenig über die Funktionen der einzelnen Teile des Gehirns und fast nichts über die Prinzipien der neuronalen Informationsverarbeitung. Es blieb Freud deshalb trotz genialer Ideen nichts anderes übrig, als im Jahr 1895 seinen „Entwurf einer Psychologie“ abzubrechen. Das unfertige Manuskript wurde erst postum im Jahr 1950 veröffentlicht.

Neurobiologische Fundierung

Dieses Scheitern Freuds hatte dramatische Folgen für die Zukunft der Psychoanalyse. Während Freud bis zu seinem Tode an der Notwendigkeit einer neurobiologischen Fundierung seiner Lehre festhielt, verstanden sich seine Nachfolger vornehmlich als Geisteswissenschaftler. Für sie waren neurobiologische Erklärungen der Entstehung des Psychischen entweder ein grotesker Irrweg oder zumindest nutzlos. Hingegen suchte die zweite große Richtung der Psychotherapie, die Verhaltenstherapie, im Rahmen der behavioristischen Lerntheorie stets einen engen Kontakt zur Psychologie und später zur Hirnforschung. Aber auch dieses Bemühen musste für lange Zeit Stückwerk bleiben.

Seit einigen Jahren gibt es bildgebende Methoden wie die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), die es erlauben, beim Menschen Korrelate des Entstehens psychischer Erkrankungen und der Wirkung psychotherapeutischer Methoden innerhalb bestimmter Nachweisgrenzen zu untersuchen. Hinzu kommt neuerdings eine große Zahl an neuropharmakologischen und neurogenetischen Untersuchungen, die sich als unerlässlich für die oft schwierige Deutung der Ergebnisse der bildgebenden Verfahren erwiesen haben. Ebenso hat sich die enge Zusammenarbeit zwischen Neurobiologen, Psychologen, Psychiatern und Psychotherapeuten als unverzichtbar bei der Planung, Durchführung und Auswertung psychoneurobiologischer Untersuchungen erwiesen. Insofern ist die meist geisteswissenschaftliche Kritik an einem platten Neuroreduktionismus, für den psychische Erkrankungen nichts anderes als „falsch feuernde Amygdala-Neuronen“ seien, weitgehend gegenstandslos.

Strenger Zusammenhang

Wie lautet der gegenwärtige Erkenntnisstand der Psycho-Neurobiologie? Fest steht, dass alles normale und krankhafte seelische Geschehen untrennbar an Hirnprozesse gebunden ist und dass sich Psyche und Persönlichkeit des Menschen in strengem Zusammenhang mit der Entwicklung seines Gehirns entwickeln, genauer: des sogenannten limbischen Systems. Zugleich steht aber auch fest, dass das Gehirn zwar der unmittelbare „Produzent“ des Psychischen ist, als solcher aber zugleich der Ort, an dem ganz unterschiedliche Faktoren aufeinandertreffen. Das Gehirn verarbeitet diese Einflüsse und setzt sie in Zustände psychischen Erlebens und in Verhalten um.

Zu diesen Grundfaktoren gehören erstens Gene im engeren Sinne, also DNA-Abschnitte, die für die Bildung von Proteinen notwendig sind und auf klassische Weise vererbt werden. Allerdings gibt es weder für einzelne Persönlichkeitsmerkmale noch für psychische Erkrankungen wie Angststörungen, Depression, Zwangserkrankungen oder Schizophrenie einzelne Gene, sondern stets eine Vielzahl von Genen.

Vor der Schwangerschaft geprägt

Ein zweiter Faktor sind die Besonderheiten der Aktivierung dieser Gene, auch „Epigenetik“ genannt, die ihrerseits teils vererbt, teils über Umwelteinflüsse modifiziert werden. So kann die Aktivierung von Genen, die etwa mit der Entwicklung des Stressverarbeitungssystems im Gehirn des Kindes zu tun haben, bereits vorgeburtlich durch bestimmte Prozesse im Gehirn der Mutter beeinflusst werden. Wurde die werdende Mutter während oder sogar schon vor der Schwangerschaft traumatisiert durch Misshandlung, Missbrauch, schwere Unfälle oder schmerzhafte Verluste von geliebten Personen, so finden sich in ihrem Gehirn in stark erhöhtem Maße Stresshormone (zum Beispiel Cortisol), die dann über die Blutbahn auf das Gehirn des ungeborenen Kindes einwirken und die dort stattfindende Entwicklung des Stressverarbeitungssystems negativ beeinflussen können. Für das Kind erhöhen derartige vorgeburtliche Einflüsse deutlich das Risiko späterer psychischer Erkrankungen, während eine Schwangerschaft unter gesunden Bedingungen eine starke Widerstandskraft („Resilienz“) zur Folge hat.

Genetische und vorgeburtlich-epigenetische Prozesse bestimmen entsprechend auf der „unteren limbischen Ebene“, die vornehmlich vom Hypothalamus, der Hypophyse und den vegetativen Zentren des Gehirns gebildet wird, die psychische Grundausstattung eines Neugeborenen und damit sein Temperament als Kern seiner späteren Persönlichkeit. Vor wenigen Jahren galt das Temperament eines Menschen noch als hochgradig genetisch determiniert, aber heute weiß man, dass dieses Temperament auch von vorgeburtlichen Einflüssen bestimmt sein kann. Unterschiede in solchen Einflüssen erklären übrigens auch, warum eineiige Zwillinge Unterschiede in Temperament und Persönlichkeit aufweisen können.

Interaktion mit der Mutter

Der dritte und wohl wichtigste Faktor für die Entwicklung unserer Psyche und unserer Persönlichkeit sind die Erfahrungen in den ersten zwei bis drei Jahren nach der Geburt. Hier findet auf der „mittleren limbischen Ebene“, auf der die Amygdala (emotionale Konditionierung), das mesolimbische System (Belohnungslernen) und die Basalganglien (Ausbildung von Gewohnheiten) in der engen Interaktion mit der primären Bezugsperson - meist, aber nicht notwendig, der Mutter - die Ausgestaltung der noch undifferenzierten Gefühlswelt des Säuglings und Kleinkindes statt, ebenso die Entwicklung der vorerst nichtsprachlichen Kommunikation (Mimik, Blick, Lautäußerungen, Gesten) und die Bindungsfähigkeit. Hierbei prägt die primäre Bindungsperson über ihr Verhalten ihre Persönlichkeit dem Kleinkind in beträchtlichem Umfang auf. Dies erklärt, wie psychische Defizite der Bindungsperson, etwa Angststörungen oder Depressionen, an das Kleinkind je nach dessen Temperament und der Schwere der psychischen Belastung der Bindungsperson weitergegeben werden.

Ein vierter Faktor ist die sich anschließende psychische Erfahrung in der Familie, in Kindergarten, Schule usw., die allgemein als „Erziehung“ und „Sozialisierung angesehen wird. Dieser Prozess vollzieht sich auf der oberen limbischen Ebene, nämlich im orbitofrontalen, cingulären und insulären Cortex. Hier wird das egozentrierte Fühlen, Denken und Handeln des Kleinkindes nach dem Prinzip „ich will alles, und zwar sofort“ den Erfordernissen des familiären und gesellschaftlichen Zusammenlebens angepasst, soweit das Temperament und die frühkindliche Prägung dies zulässt. Es entwickeln sich die Fähigkeiten zur Kooperation, zu Empathie, zum Einhalten gesellschaftlich-moralischer Regeln und zur Berücksichtigung der Konsequenzen eigenen Handelns für einen selbst und die Anderen. Diese Ebene entwickelt sich bis zum Erwachsenenalter und darüber hinaus.

Wie unser Selbstbild sich entwickelt

Schließlich gibt es die kognitiv-sprachliche Ebene, die vornehmlich im oberen und mittleren Stirnhirn (präfronaler Cortex) angesiedelt ist. Sie entwickelt sich parallel zur oberen limbischen Ebene ab dem dritten und vierten Jahr mit dem Ausreifen kognitiver und sprachlicher Fähigkeiten. Hier lernen wir auch, von uns selbst ein „praktikables“ Bild zu entwickeln und wie wir uns darstellen sollen, um akzeptiert zu werden. Es gehört zu den bemerkenswertesten Entdeckungen der neueren Hirnforschung, dass diese kognitiv-sprachliche Ebene zwar intensiv von den genannten limbischen Ebenen beeinflusst wird, ihrerseits aber nur geringen Einfluss auf diese limbischen Ebenen und damit auf unsere Emotionen und unser Verhalten hat. Rationales Erfassen führt deshalb nicht automatisch zu Einsicht und erst recht nicht automatisch zu vernünftigem Handeln.

Unser Seelenleben im engeren Sinne wird durch „psychoneurale“ Systeme bestimmt, die in höchst individueller Weise auf den genannten Ebenen des Gehirns ablaufen. Das erste und wichtigste davon ist die Stressverarbeitung. Hier geht es um die Frage: Wie werde ich mit Problemen und Herausforderungen und mit dem damit verbundenen Aufregungen fertig? Hierzu gehört die Fähigkeit, sich überhaupt aufregen und anschließend wieder abregen zu können, wenn die Belastung bewältigt oder vorbei ist,. Dies ist im Gehirn mit der Regulation der „Stresshormone“ Noradrenalin und Cortisol verbunden. Dieses System wird in seiner vorgeburtlichen Entwicklung stark beeinträchtigt durch negative Einflüsse über das traumatisierte Gehirn der werdenden Mutter oder durch frühe nachgeburtliche Störungen, hauptsächlich im Rahmen einer negativen Bindungserfahrung.

Das System der Stressverarbeitung steht in enger Wechselwirkung mit dem ebenfalls schon vorgeburtlich sich entwickelnden System der Selbstberuhigung, das mit dem Neurotransmitter Serotonin zu tun hat sowie mit der Ausschüttung hirneigener Belohnungsstoffe, der sogenannten endogenen Opioide. Während Serotonin dem Stress durch Beruhigung entgegenwirkt („Es ist alles in Ordnung - keiner bedroht dich!“), erzeugen die endogenen Opioide Zustände der Lust und Freude und wirken ebenfalls schmerz- und stressmindernd. Beide Systeme zusammen bestimmen die Bedrohungsempfindlichkeit und Frustrationstoleranz eines Menschen: Wie ermutigend oder bedrohlich erlebe ich die Welt, wie sehr fürchte ich Misserfolge, wie sehr suche ich Sicherheit? Eine erhöhte Aktivität des Stresssystems und eine verminderte Aktivität des Selbstberuhigungssystems können zu Angststörungen und Depression führen.

Die Rolle von Oxytocin

Das dritte System ist das der Bindung und Sozialität und ist an die Ausschüttung des „Bindungshormons“ Oxytocin gebunden, das seinerseits eine erhöhte Ausschüttung von endogenen Opioiden und Serotonin bewirkt. Hier geht es um die Frage: „Wie wichtig ist mir das Zusammensein mit anderen, die Anerkennung durch sie? Wie sehr ziehe ich mich von den anderen zurück, empfinde sie als Bedrohung?“ Innerhalb einer fürsorglichen und liebevollen Bindungserfahrung werden Oxytocin, Serotonin und endogene Opioide in hohem Maße sowohl im Säugling beziehungsweise Kleinkind als auch in der Bezugsperson ausgeschüttet, und dies ist dazu geeignet, eventuelle Defizite in der Stressregulation und im Selbstberuhigungssystem zumindest teilweise auszugleichen. Frühe und starke Defizite in diesem Bindungssystem können zu Gefühlskälte, Borderline-Persönlichkeitsstörungen und Gewaltneigung führen.

Die normale oder gestörte Ausbildung dieser drei Systeme bedingt die Entwicklung dreier weiterer psychoneuraler Systeme. Zum ersten geht es um Impulskontrolle: „Wie sehr werde ich von unmittelbaren Motiven getrieben, wie sehr lerne ich, soziale Regeln zu beachten, soziale Fähigkeiten auszubilden?“ Hier spielt die Ausbildung von Hemmmechanismen im Gehirn eine wichtige Rolle. Zum zweiten geht es um Belohnungsempfänglichkeit und Belohnungserwartung: „Wie stark suche ich die Belohnung, den Erfolg, das Risiko, den Kick?“ Hier geht es um die Höhe der Ausschüttung des Transmitters Dopamin und von endogenen Opioiden in den limbischen Zentren und von Kontrollmechanismen der oberen limbischen Ebene. Drittens geht es um Realitätsbewusstsein und Risikowahrnehmung: Wie genau kann ich Situationen und Risiken einschätzen, wie sehr vermag ich aus (insbesondere negativen) Konsequenzen meiner Handlungen lernen? Eine normale Entwicklung ist an das Ausreifen der oberen limbischen Ebene und der kognitiven Ebene, insbesondere des Stirnhirns, gebunden, die mit Verstand und Vernunft zu tun haben. Die ganz individuelle Art und Weise, wie sich die genannten sechs „psychoneuralen“ Systeme bei einem Menschen ausbilden, bestimmen seine Persönlichkeit und damit sein Seelenleben.

Psychotherapie wirkt nicht immer

Die geschilderten Zusammenhänge lassen erkennen, dass psychische Erkrankungen wie Phobien, Angststörungen und Depression, aber auch Persönlichkeitsstörungen auf Defiziten in Ausbildung und Interaktion der genannten psychoneuralen Systeme beruhen. Diese Defizite werden dann als unbewusste oder bewusste Konflikte wirksam und führen zu bestimmten Reaktionen wie Vermeidung, Umdeutung, Verleugnung, Verdrängung, Abspaltung usw. Sie können sich tief in die bewussten und unbewussten Anteile des limbischen Systems, vor allem Amygdala und Basalganglien, eingraben und sind dann wie alle Gewohnheiten nur schwer zu ändern - in aller Regel nicht aus eigener Kraft, sondern durch psychotherapeutische Maßnahmen.

Eine erfolgreiche Psychotherapie sollte einhergehen mit einer sichtbaren Veränderung der gestörten Aktivität der genannten limbischen Zentren. Allerdings zeigen Wirkungsstudien, dass die gängigen Psychotherapien in der Regel nur bei etwa einem Drittel der Patienten gut bis sehr gut, bei einem weiteren Drittel nur mäßig und beim dritten Drittel überhaupt nicht wirken - obwohl die verschiedenen Psychotherapierichtungen dies natürlich oft optimistischer darstellen. Diese nach dem „Drittel-Gesetz“ verlaufende Wirkung ist wesentlich dadurch begründet, dass keine selbst der bewährten Therapiemethoden bei allen Patienten gleichermaßen gut wirkt und dass der jeweilige Therapieerfolg vom individuellen Ausmaß der Vorbelastung und der verfügbaren psychischen Ressourcen abhängt.

Die „therapeutische Allianz“

Auf den ersten Blick ist es überraschend, dass die unterschiedlichen Psychotherapien in ihrer Wirkung zumindest anfangs einen ziemlich ähnlichen Verlauf aufweisen: Sobald sich zwischen Patient und Therapeut ein intensives Arbeits- und Vertrauensverhältnis - „therapeutische Allianz“ genannt - gebildet hat, kommt es oft zu einer schnellen und deutlichen Besserung der Befindlichkeit des Patienten. Die verschiedenen Psychotherapierichtungen schreiben dies dann der „Überlegenheit“ ihrer spezifischen Methode zu. Es wurde aber gezeigt, dass es sich hierbei um relativ unspezifische Effekte handelt, die inzwischen recht gut verstanden sind, denn innerhalb der therapeutischen Allianz und insbesondere aufgrund des gegenseitigen Vertrauens von Therapeut und Patient und des gemeinsamen Glaubens an die Wirkung der therapeutischen Maßnahmen kommt es zu einer verstärkten Ausschüttung des „Bindungshormons“ Oxytocin auf beiden Seiten. Dies bewirkt eine gesteigerte Ausschüttung von endogenen Opioiden und von Serotonin sowie zu einer verminderten Ausschüttung von Cortisol und anderen „Stresshormonen“. Insbesondere wird die Neubildung von Nervenzellen in Gehirnzentren wie dem Hippocampus und den Basalganglien angeregt, die für Lernen und Umlernen kritisch sind.

Hierauf beruht augenscheinlich die erste und relativ schnelle Wirkung vieler Psychotherapiemaßnahmen. Dies kann in minder schweren Fällen durchaus zu einem deutlichen Behandlungserfolg führen, der allerdings ziemlich unspezifisch ist („Bindung heilt!“, wie es populär heißt). In schwereren Fällen psychischer Erkrankung führt dies nur zu einer vorübergehenden Linderung, nicht aber zu einer langfristigen Verbesserung des Leidens. In dieser zweiten Therapiephase geht es darum, die diesem Leiden zugrundeliegenden verfestigten Gewohnheiten des Erlebens und Handelns mit positiven Erfahrungen zu überschreiben. Dies ist ein langwieriger Prozess des Überlernens. Weder eine rein kognitive Umstrukturierung, wie sie die kognitive Verhaltenstherapie ihrer Theorie nach propagiert, noch ein Bewusstmachen unbewusster Konflikte, wie es der Hauptansatz Sigmund Freuds war, spielen in dieser zweiten Phase eine maßgebliche Rolle. Was wirkt, ist vielmehr eine vom Therapeuten unterstützte Suche des Patienten nach früheren positiven Erfahrungen („Ressourcen“) und das meist mühsame Einüben neuer Erlebens- und Handlungsweisen. Es deutet sich an, dass die durch Oxytocin und anderen Stoffen ausgelöste Bildung neuer Nervenzellen unter anderem in den Basalganglien das Überlernen erleichtern. Heilung im Sinne der Löschung früherer Störungen gibt es hingegen nicht: „Die Amygdala vergisst nicht!“, heißt es in populärer Formulierung.

Mehr zum Thema

Ich habe zu zeigen versucht, dass es in den vergangenen Jahren in der Hirnforschung zu bahnbrechenden neuen Erkenntnissen und Modellvorstellungen darüber gekommen ist, wie im Gehirn im Wechselspiel zwischen Genetik-Epigenetik und Umwelt das „Seelische“ entsteht, wie es in der vorgeburtlichen und früh-nachgeburtlichen Entwicklungsphase zu teilweise tiefgreifenden Störungen kommen kann, die sich dann in psychischen Erkrankungen manifestieren, und wie schließlich Psychotherapie teils kurzfristig, teils langfristig wirkt - und warum sie ein schwieriger und stets gefährdeter Prozess ist. Es stellt sich heraus, dass dabei zum Teil andere Faktoren wirksam sind, als die „Väter“ der gegenwärtig vorherrschenden Psychotherapierichtungen (zum Beispiel Sigmund Freud und Aaron Beck) meinten. In der Psychotherapie-Wirkungsforschung liegt deshalb ein bedeutendes Feld zukünftiger Arbeit der Psychoneurowissenschaften. Die psychotherapeutische Praxis ist in ihrer zunehmenden „Bindungsorientierung“ der wissenschaftlichen Erkenntnis allerdings schon ein gutes Stück voraus.

Der Autor studierte Philosophie, Germanistik und Musikwissenschaft in Münster und Rom und schloß mit einer Promotion in Philosophie ab. In Münster und Berkeley und promovierte er zusätzlich in Zoologie. Seit 1976 ist Roth an der Universität Bremen Professor für Verhaltensphysiologie und war bis 2008 Direktor am Institut für Hirnforschung. Er ist Autor von mehr als zweihundert Veröffentlichungen, etwa im Gebiet der Kognitiven Neurowissenschaften, und war von 2003 bis 2011 Präsident der Studienstiftung des Deutschen Volkes.

Die Vortragsreihe

Die Vortragsreihe “Hirnforschung, was kannst du ..?“ ist eine Initiative der Gemeinnützigen Hertie-Stiftung in Zusammenarbeit mit der Frankfurter Allgemeinen Zeitung. Die Erwartungen an die Neurowissenschaften, aber auch die Versprechungen der Hirnforschung selbst sind hoch. Aber was kann sie wirklich? In dieser Artikelserie stellen wir die Frage nach Erfolgen und Möglichkeiten, aber auch Rückschlägen und Grenzen der modernen Neurowissenschaften in gesellschaftlich interessierenden Bereichen. Basierend auf einer Vortragsreihe, die in Frankfurt von der Gemeinnützigen Hertie-Stiftung als größtem privaten Förderer der Hirnforschung organisiert wird, publizieren wir in losen Abständen Beiträge führender Hirnforscher zu den Themen Sprache, Technik, Wirtschaft, Krankheit, Kunst, Denken, Musik, Bewusstsein, Gefühle, Schule, Gedächtnis und Psyche.

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