Bewusstsein operiert in verborgenen Dimensionen?

Seit mehreren Jahrzehnten kartiert die Neurowissenschaft die Karte des Bewusstseins. Wissenschaftler haben Neuronen identifiziert, die Gehirnareale kartiert und geduldig aufgezeichnet, welche Gehirnareale aktiviert werden, wenn Sie ein Gesicht erkennen, an einen Sommer aus Ihrer Kindheit erinnern oder bei plötzlichem Verbinden zweier Gedanken einen „Eureka!“-Ausruf von sich geben. Diese Karte wird immer detaillierter und enthüllt mit erstaunlicher Präzision neue Neuronen, Nervenbahnen und Gehirnareale.

Aber erzählt diese Karte die ganze Geschichte? Kann sie nicht nur erklären, aus was das Gehirn besteht und wo sich seine Bestandteile befinden, sondern auch, wie Milliarden von Zellen sich zu einem System organisieren und daraus die reiche innere geistige Welt entsteht, die wir Bewusstsein nennen?

Bei solchen Fragen hat die Neurowissenschaft ein Lieblingsversuchstier: die Fruchtfliege. Diese winzige und lästige Insektenart schwebt oft um reife Bananen und vergessene Küchenreste herum. Heute könnte diese unbedeutende kleine Kreatur möglicherweise eine neue Sichtweise darauf ankündigen, wie Neuronen Bewusstsein erzeugen, und diese Sichtweise basiert auf einer „unsichtbaren Geometrie“.

Obwohl die Fruchtfliege nur etwa 139.000 Neuronen hat – im Vergleich zu den etwa 86 Milliarden Neuronen des menschlichen Gehirns nur ein winziger Bruchteil – ist sie eine der wenigen Organismen, deren Connectom (Verbindungsnetzwerk) von Wissenschaftlern äußerst detailliert kartiert wurde. Das Connectom ist das riesige Netzwerk, das die Neuronen verbindet, vergleichbar mit einem Verkehrssystem aus Straßen, Brücken und Autobahnen. Eine neue Studie zeigt, dass selbst eine so detailliert rekonstruierte Gehirnkarte möglicherweise nicht die ganze Geschichte erzählt.

In einem im Februar 2026 auf arXiv veröffentlichten Vorabmanuskript haben Forscher der Eötvös Loránd Universität in Budapest etwas Gegenintuitives getan. Sie haben nicht auf die physikalische Position der Fruchtfliegen-Neuronen geachtet, sondern untersucht, wie diese Neuronen miteinander verbunden sind. Anschließend hat das Forscherteam das gesamte Netzwerk in einen hyperbolischen Raum projiziert – einen gekrümmten geometrischen Raum, den Mathematiker „negative Krümmung“ nennen.

https://arxiv.org/abs/2602.16417

Die herkömmliche euklidische Geometrie – die Geometrie, die die meisten Menschen in der Schule gelernt haben – beschreibt die vertraute Welt aus Linealen, Gittern, Geraden und gewöhnlichen dreidimensionalen Koordinaten. Die hyperbolische Geometrie hingegen weicht von den Geraden und regelmäßigen Gittern des euklidischen Raums ab. Wenn man sich vom Zentrum entfernt, erweitert sich der Raum schneller, wodurch Raum für riesige Netzwerke, hierarchische Strukturen mit vielen Zweigen und stark vernetzte Knotenpunkte geschaffen wird. Da viele reale Systeme, von Gehirnen und Ökosystemen bis hin zu sozialen Netzwerken und dem Internet, diese Merkmale aufweisen, nutzen Forscher zunehmend die hyperbolische Geometrie, um die „versteckte Geometrie“ in komplexen Systemen aufzudecken – also das tiefe Organisationsschema, das das Verhalten des Netzwerks steuert, auch wenn dieses Schema in der physikalischen Struktur unsichtbar ist.

„In der standardmäßigen dreidimensionalen euklidischen Darstellung würde die physikalische Anordnung sehr überfüllt erscheinen und so verdecken, wie Signale tatsächlich im System propagieren“, sagt Bendegúz Sulyok, Netzwerkwissenschaftler an der Eötvös Loránd Universität und einer der Autoren der Studie. Indem sein Team zu einem mathematischen Raum mit negativer Krümmung wechselte – einem Raum, in dem sich der Raum schnell vom Mittelpunkt weg erweitert – beobachteten sie im Connectom der Fruchtfliege bemerkenswerte Muster. Sie fanden heraus, dass die Neuronen, die als Hauptkommunikationsknoten fungieren, in der Nähe des Raumzentrums zusammengehäuft sind, während die spezialisierten Zellen, die für bestimmte Funktionen zuständig sind, am Rand verteilt sind, auch wenn sie in der realen Gehirnstruktur weit voneinander entfernt sind.

Sulyok sagt, dass das dahinter liegende Prinzip zwar komplex ist, aber im Wesentlichen darin besteht, dass Neuronen mit ähnlichen Funktionen schließlich in etwa die gleiche Richtung weisen. Beispielsweise werden die visuellen Neuronen – die der Fruchtfliege helfen, eine Wassermelone am anderen Ende des Raums zu entdecken – und die zentralen Neuronen – die helfen, Informationen aus dem gesamten Gehirn zu integrieren, um zu entscheiden, wie man einem schlagenden Handlauf ausweicht – auf der Karte in verschiedene Bereiche eingeteilt.

Dennoch bleibt, auch wenn die hyperbolische Karte die in herkömmlichen ebenen Verbindungsdiagrammen verborgenen Beziehungen, Gruppen und Muster aufdeckt, eine größere Frage: Spiegelt diese versteckte Geometrie tatsächlich eine grundlegende Regel der Gehirnorganisation – oder sogar die Essenz des Bewusstseins selbst – wider, oder ist sie nur ein geschicktes mathematisches Visualisierungswerkzeug, das außerhalb des Labors wenig Bedeutung hat?

„Die Antwort ist beides“, sagt Sulyok. „Es ist eine äußerst komplexe mathematische Linse, aber sie verfolgt auch eine grundlegende biologische Realität.“ Die Nervenbahnen im Gehirn sind von Natur aus wie eine riesige Banyanpalme. Axone und Dendriten – die kabelähnlichen Ausläufer der Neuronen – verzweigen und erweitern sich ständig und bilden ein riesiges Nervenmatrix. Sulyok ist der Meinung, dass die hyperbolische Geometrie eine besonders natürliche Art bietet, diese hierarchischen Strukturen darzustellen. Um diese Idee zu überprüfen, hat das Forscherteam zahlreiche mathematische Tests durchgeführt, um zu prüfen, ob diese unsichtbare Struktur tatsächlich die tiefe Organisationsweise des Gehirns widerspiegelt. Die Ergebnisse zeigten immer wieder, dass das hyperbolische Modell den herkömmlichen niedrigdimensionalen Karten überlegen ist, was darauf hinweist, dass dieser alternative geometrische Rahmen nicht nur eine schöne Visualisierungstechnik ist.

Sie könnten einwenden, dass die Fruchtfliege schließlich kein Mensch ist. Aber Sie könnten ein wichtiges Merkmal der Natur übersehen: Alles, von komplizierten Nervennetzwerken und Ökosystemen bis hin zum Insektenhirn, neigt dazu, sich um Cluster, Knotenpunkte und Subnetzwerke zu organisieren, und diese Strukturen müssen miteinander kommunizieren. Wenn diese Systeme einen unsichtbaren Code teilen, der ihre Organisationsweise unterstützt, dann könnte die klarste Form dieser Darstellung genau die hyperbolische Geometrie sein. Und wenn eine so große Vernetzung bereits in einem nadelspitzen Nervensystem existiert, dann kann man sich vorstellen, wie enorm die organisatorischen Herausforderungen für das menschliche Gehirn sein müssen.

Sulyok vermutet, dass die Fruchtfliege möglicherweise nur der Ort ist, an dem wir dieses Muster zuerst entdeckt haben. „Wir erwarten, dass diese Ergebnisse auch auf das menschliche Gehirn zutreffen“, sagt er. Dies allein wirft eine faszinierende Möglichkeit auf: Nehmen wir bei unserem Versuch, das Bewusstsein zu verstehen, zu sehr an der sichtbaren anatomischen Struktur fest und übersehen wir etwas Tieferes – das unsichtbare Netzwerk von Verbindungen, das entsteht, wenn Milliarden von Neuronen zusammenarbeiten?

Diese Frage weist auf einen breiteren Trend in der Neurowissenschaft hin. Immer mehr Forscher gehen über die Frage hinaus, „was welche Gehirnregion tut“ und befassen sich stattdessen mit einer schwerer greifbaren Frage: Steckt das Kognition, das Bewusstsein, ja sogar das Bewusstsein selbst, in den einzelnen Teilen des Gehirns oder in dem Prozess der Kommunikation zwischen ihnen?

Der theoretische Neurowissenschaftler und Psychiater Karl Friston sieht das Gehirn als eine Vorhersagemaschine, die ständig Modelle der Realität aufbaut und diese Modelle in Echtzeit aktualisiert. Der Pionier der Netzwerkneurowissenschaft, Olaf Sporns, ist der Meinung, dass das Gehirn nicht aus einer Reihe von gut gekennzeichneten Funktionsmodulen besteht, sondern eher wie ein verflochtenes Netzwerk von Verbindungen. Der Bewusstseinsexperte Giulio Tononi ist der Ansicht, dass das Bewusstsein nicht nur von der Entladung von Neuronen abhängt, sondern davon, wie unzählige Signale zusammenkommen, um eine einheitliche Realitätserfahrung zu bilden.

Diese Ansicht wird auch von Ramses Alcaide, dem CEO der Neurotechnologie-Firma Neurable und Neurowissenschaftler, geteilt. Er sagt, dass die Methode, das Gehirn in verschiedene Regionen zu unterteilen und ihnen jeweils Funktionen zuzuweisen, in den letzten Jahrzehnten zwar wichtige Entdeckungen gebracht hat, aber möglicherweise nicht die ganze Wahrheit offenbart. Wie Alcaide sagt, liegt die Kognition im Fluss, nicht an einem Ort.

„Die Anatomie sagt Ihnen, wo die Dinge liegen. Die Netzwerkgeometrie sagt Ihnen, wie die Informationen tatsächlich fließen … Die Verbindungslinien können Ihnen nur sagen, was verbunden werden kann. Sie können Ihnen nicht sagen, warum bestimmte Verbindungsmuster Gedanken, Aufmerksamkeit oder Bewusstsein hervorbringen.“

Quellen

https://www.popularmechanics.com/science/a71483448/brain-hidden-dimensions-consciousness/

Dieser Artikel stammt aus dem WeChat-Account „Neural Reality“ (ID: neureality), Autor: Stav Dimitropoulos, veröffentlicht von 36Kr mit Genehmigung.