Kognitionsforschung

Schlau wie Schleimpilz

Von Manuela Lenzen
Aktualisiert am 25.11.2020
 - 19:21
Reizempfindlich, konfliktfähig, geländegängig: Die „Basale Kognition“ zollt Pilzen großen Respekt.
Das neue Forschungsfeld „Basale Kognition“ sucht nach den Ursprüngen der Intelligenz auf molekularer Ebene. Was sagt uns das über höhere geistige Formen?

Wie klug sind eigentlich Obst und Gemüse? Als die Biologen Francisco Varela und Humberto Maturana zu Beginn der 1980er Jahre behaupteten, jede Lebensform habe kognitive Fähigkeiten, war die Empörung erst einmal groß. Eine absurde Ausweitung des Intelligenzbegriffs sei dies, wurde ihnen vorgehalten, die nur dazu führe, dass man diesen gar nicht mehr gebrauchen könne. Inzwischen ist die Kognitionswissenschaft, das weniger bekannte Geschwister der Künstliche-Intelligenz-Forschung, bald siebzig Jahre alt und ihr zentraler Begriff noch immer nicht geklärt. Ein neues Forschungsfeld, „basal cognition“ genannt, könnte dem nun abhelfen. Seine Vertreter haben sich auf die Fahnen geschrieben, mit dem evolutionären Blick auf die Kognition endlich Ernst zu machen. Sie tragen immer mehr Belege zusammen, dass auch für die Intelligenz Darwins Einsicht gilt: Die Lebewesen unterscheiden sich graduell, nicht grundsätzlich.

Was ist eigentlich Kognition? „Erst dachte man, man könne die Frage offenlassen, bis man die Daten hat, jetzt hat man bergeweise Daten und noch immer keine Idee, wie man Sinn daraus machen soll“, bemerkte die Kognitionsforscherin und Mitbegründerin des neuen Feldes, Pamela Lyons, schon 2006 („The biogenic approach to cognition“, Cogn Process, 7, 11–29). Vergangenes Jahr legte sie nach: Es sei skandalös, wie unklar der Begriff noch immer sei, nachdem man so viel Geld in dieses Feld gesteckt habe („Of what is ,minimal cognition‘ the half baked version?“, Adaptive Behavior, Sept. 2019).

Mitschuld an diesem Zustand hat die Künstliche-Intelligenz-Forschung. Sie setzte in den 1950er Jahren hemdsärmelig beim Menschen und seinen abstraktesten Fähigkeiten an. Man beobachtete, wie Experten Entscheidungen treffen, nach welchen Regeln Rechnen und Schachspielen funktionieren, und versuchte, dies nachzubauen. So entstanden zwar Expertensysteme und Schachcomputer, aber keine intelligenten Maschinen. Ende der 1980er mischte dann der Roboterforscher Rodney Brooks die Szene mit der These auf, zur Intelligenz gehöre ein Körper, der erst einmal am Leben erhalten und gesteuert werden müsse. Später, Intelligenz wurde längst als eine Anpassungsleistung unter anderen verstanden, wurde deutlich, dass auch die Umwelt und die Mitmenschen eine Rolle spielen. Die „verkörperte Intelligenz“ wurde aus der Taufe gehoben, die „prärationale“, die „eingebettete“, die „soziale Intelligenz“, auch von „minimaler“, „prä“- oder „proto“-Intelligenz war die Rede. Mehr Durcheinander geht kaum.

Von den Anführungszeichen wollten sie sich nicht trennen

Die Neurowissenschaften setzen auf der Suche nach kognitiven Fähigkeiten naturgemäß bei Wesen mit Nervensystemen an, gerne bei den eher übersichtlichen wie dem Fadenwurm C. elegans oder Aplysia, dem Seehasen mit den Riesenneuronen. „Basal cognition“ widmet sich nun dem, was, evolutionär gesehen, davor kommt: Einzellern mit und ohne Zellkern, Pilzen, Tieren ohne Nervensystem und hier und da auch den Pflanzen. Denn das Aufkommen von Nervensystemen sei keineswegs ein „kognitiver Rubikon“, die Nervensysteme hätten sich aus viel älteren, molekularen Signalwegen entwickelt, die Prinzipien neuronaler Netze wie Erregbarkeit und Plastizität seien in vielen Zelltypen nachweisbar (František Baluška, Michael Levin, „On having no Head“, Front Psychol. 7, 2016).

Ganz neu ist diese Einsicht nicht. Schon vor zwanzig Jahren zerlegten Forscher um Joseph W. Lengeler von der Universität Osnabrück in einem Aufsatz über die „Neubewertung kognitiver Leistungen im Lichte der Fähigkeiten einzelliger Lebewesen“ (Kognitionswissenschaft, 8, 1999) zum Beispiel die beliebte Unterscheidung von Reflex und Kognition: Wenn Kognition beginne, sobald ein Organismus die Reaktion auf einen Reiz modifizieren könne, gehören schon die Bakterien zu den kognitiven Systemen, so die Autoren, denn wenn man einmal genauer hinschaue, stelle man fest, dass jedes sensorische System indirekt auf Reize reagiere. Nehmen etwa Kolibakterien über Proteine, die aus ihrer Zellmembran herausragen, Glukose wahr, hören sie auf herumzutaumeln und schwimmen auf die Futterquelle zu. Die komplexen Prozesse, die dabei in der Zelle ablaufen, sind nur statistisch beschreibbar, nicht mechanisch. Zudem können die Winzlinge zwischen Stoffen wählen. Glukose ist ihnen lieber als Galaktose, selbst wenn sie mit Letzterer aufgewachsen sind. Nehmen die Bakterien neben den genießbaren auch ungenießbare Stoffe wahr, können sie deren Konzentration miteinander „verrechnen“. Eindeutig eine frühe Form von „Konfliktbehandlung“, so die Autoren.

Von den Anführungszeichen wollten sie sich nicht trennen. Die aktuellen Autoren sind da weniger zurückhaltend: Sie identifizieren schon bei einfachsten Lebewesen Wahrnehmung, Gedächtnis, sensomotorische Koordination, Bewertung, Fehlererkennung, Habituation und Lernen, Entscheidung und Kommunikation.

Ein Grundproblem wird bleiben

Einzeller können immerhin nicht nur ihre Gestalt ausbilden und halten, sie können ihre Bewegungen und ihren Stoffwechsel bei sich verändernden Umwelteigenschaften verändern. Biofilme aus Bakterien kennen eine Art Signalweiterleitung über die Individuen hinweg. Und Schleimpilze, die unter günstigen Bedingungen als Einzeller im Boden leben und sich bei Nahrungsknappheit zu einem vielzelligen Verband zusammenschließen, sind ebenso erfolgreich darin, einen Weg durch einen Irrgarten zu finden, wie metastasierende Krebszellen. An Abzweigungen treffen sie mit Hilfe eines selbstproduzierten Lockstoffes eine Entscheidung über den weiteren Weg („Seeing around corners: Cells solve mazes and respond at a distance using attractant breakdown“, Luke Tweedy et al, Science; August 2020).

„Es wird immer deutlicher, dass Intelligenz als ein weitverbreitetes, vielleicht universales biologisches Phänomen betrachtet werden muss“, meint Kognitionsforscher Fred Keijzer („Describing Atypical Instances of Intelligence: The Case of Habituation“. BioEssays, 41(7) 2019). Wie könnten Überleben, Wohlergehen, Reproduktion auch gelingen ohne Wahrnehmung, Reaktionen auf Gefahr und Entscheidungen, was als Nächstes zu tun ist? „Vielleicht bin ich einfallslos“, so Pamela Lyons, „aber ich kann es mir nicht vorstellen.“ „Basal cognition“ stehe nun für einen begrifflichen Kompromiss für all diejenigen, denen die Verwendung von „kognitiv“ in Bezug auf solche Lebewesen nach wie vor Bauchschmerzen bereitet, so Lyons. Wenn es nach ihr ginge, bedürfe es aber keiner besonderen Bezeichnung, die diese einfachen Formen von Intelligenz von höheren begrifflich trenne.

Mit diesem Ansatz verbindet sich nicht nur die Hoffnung auf eine evolutionär plausible Erklärung der Entstehung kognitiver Fähigkeiten bis hinab auf die molekulare Ebene, sondern auch die Idee: Wenn es so etwas wie allgemeine Prinzipien von Kognition gibt, die dann wiederum den Bau intelligenter Maschinen beflügeln könnten, sind sie in den evolutionär einfacheren Formen vielleicht leichter zu durchschauen als in den komplexeren Organismen.

„Basal cognition“ verändert die Perspektive. Statt bei den komplexesten Intelligenzleistungen des Menschen und seinen meist falschen intuitiven Vorstellungen, wie diese zustande kommen könnten, anzusetzen, beginnen die Forscherinnen bei molekularen Signalketten. Ein Grundproblem wird freilich bleiben: Komplexe kognitive Leistungen lassen sich auf molekularer Ebene kaum sinnvoll beschreiben. Ohne differenziertere und trennschärfere Begriffe wird es also auch weiterhin kaum gehen. Denn trotz aller Ähnlichkeiten in den molekularen Wegen der Signalverarbeitung entwickeln weder Salatkopf noch Tomatenpflanze ein gesteigertes Interesse an Schachpartien oder Kreuzworträtseln.

Quelle: F.A.Z.
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