Global-Workspace-Theorie

Baars, Dehaene: Bewusstsein als eine einzelne Information, die im ganzen Gehirn gesendet wird. Eine Theorie, kein Schlusspunkt.

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Warum sind manche mentalen Vorgänge bewusst und andere nicht? Das Gehirn führt tausende Operationen parallel aus — Sehen, Motorik, Gleichgewicht, Sprache, Gedächtnis —, fast alle außerhalb des Gewahrseins. Bewusst sind in jedem Augenblick nur eine Handvoll Inhalte: der Satz, den ich gerade lese, das Jucken am Arm, die Sorge, zu spät zu kommen. Eine architektonische Antwort schlug 1988 der Kognitionswissenschaftler Bernard Baars in A Cognitive Theory of Consciousness vor. Der unbewusste Geist ist eine Gesellschaft paralleler lokaler Prozessoren; bewusst wird ein lokales Ergebnis in dem Moment, in dem es Zugang zu einem globalen Broadcast-Bus erkämpft. Stanislas Dehaene und Jean-Pierre Changeux haben diesen Broadcast über die folgenden zwei Jahrzehnte neuronal ausbuchstabiert, und die Global-Workspace-Theorie ist seither in der Kognitionsneurowissenschaft des Bewusstseins zum empirisch produktivsten Rahmen geworden — nicht zum einzigen Kandidaten und noch nicht zur ausgemachten Antwort.

Modelliert wird das Gehirn als eine Vielzahl spezialisierter Module, die weitgehend parallel und weitgehend unbewusst laufen, dazu ein Workspace, dessen Aufgabe darin besteht, den Inhalt, der sich in einem Moment durchsetzt, an alle übrigen Module zu senden. Bewusstsein ist so gelesen weder Ort noch Substanz, sondern der funktionale Zustand, gesendet zu werden. Dehaenes neuronale Fassung realisiert den Workspace als langreichweitige kortikale Pyramidenneurone in präfrontalen, parietalen und vorderen cingulären Arealen; ihre weit ausgreifenden Projektionen erlauben einer Repräsentation zu zünden — ein plötzlicher, global synchronisierter Aktivitätsausbruch nach dem Alles-oder-nichts-Prinzip, der den repräsentierten Inhalt berichtbar macht. Die zeitliche Signatur besteht aus einem späten positiven ereigniskorrelierten Potenzial rund 300 ms nach dem Reiz und einer Gamma-Band-Synchronisation über weit auseinanderliegende kortikale Stellen hinweg; unterhalb der Schwelle verarbeitet der sensorische Kortex den Eingang weiter, der Workspace aber bleibt stumm.

Ihren Stand verdankt die Theorie Vorhersagen, die Experimente bestätigen. Maskierungsstudien — ein kurzer Reiz wird überschrieben, ehe er berichtet werden kann — zeigen, dass der maskierte Reiz den sensorischen Kortex normal antreibt, den Workspace aber nicht zur Zündung bringt; die Signatur ist die Dissoziation, nicht die fehlende Aktivität. Paradigmen zum Aufmerksamkeitsblinzeln zeigen, dass die Zündung durch ein erstes Ziel die Zündung durch ein zweites vorübergehend blockiert. Bei Bewusstseinsstörungen (Koma, tiefe Narkose) bricht die langreichweitige kortikale Integration charakteristisch ein; Massiminis Perturbational Complexity Index, der das Gehirn mit einem TMS-Puls anstößt und die Komplexität der Antwort misst, trennt bewusste von unbewussten Zuständen zuverlässig. Entschieden ist das Feld trotzdem nicht, denn die GWT hat ernsthafte Konkurrenz. Die Integrierte Informationstheorie setzt Bewusstsein mit einer quantitativen Integrationseigenschaft gleich, die sehr verschiedene Substrate teilen können; Theorien höherer Ordnung verlangen, dass ein mentaler Zustand von einem zweiten re-repräsentiert wird, um bewusst zu sein; Theorien rekurrenter Verarbeitung verorten Bewusstsein in lokalen sensorischen Schleifen statt im frontoparietalen Broadcast. Die adversariale Cogitate-Kollaboration (ab 2019), ein präregistrierter Mehrlabortest der GWT gegen die IIT, hat bisher Ergebnisse geliefert, die für jede Seite teils günstig und für keine entscheidend sind. Das Hard Problem — warum Broadcast oder Integration überhaupt von Erleben begleitet sein sollen — bleibt unberührt.

Warum jetztIm maschinellen Lernen sind GWT-inspirierte Architekturen eine aktive Spur. Yoshua Bengios Consciousness Prior und eine Welle daran anschließender Arbeiten erproben neuronale Netze mit ausdrücklichen arbeitsraumartigen Engstellen — getragen von der Vermutung, dass heutigen großen Sprachmodellen das architektonische Gegenstück zum globalen Workspace fehlt und dass sie an Leistung und Interpretierbarkeit gewönnen, wenn sie eines bekämen. Ob die Attention in Transformern bereits eine partielle Broadcast-Engstelle realisiert, ist offen; die meisten Vertreter der GWT — Dehaene hat es ausdrücklich gesagt — halten Sprachmodelle dieser Generation nicht für bewusst, weil ihnen die rekurrente Dynamik, die Verkörperung und die globale Integration fehlen, die die Theorie verlangt. Klinisch angewandt werden Maße, die aus der GWT stammen — der Perturbational Complexity Index, Narkosetiefenmonitore, Diagnostik des Restbewusstseins bei nicht reagierenden Patientinnen und Patienten. Sie sind heute auf Intensivstationen im Einsatz und haben in Fällen, in denen die übliche Untersuchung am Bett Bewusstseinszeichen übersah, die Behandlung verändert.