Dein Leben ist Dir "geschenkt" worden und zwar geschieht das genau ein einziges mal. Deshalb, benutzen sollst Du es so......Nein, es ist Dein Weg, Du musst ihn finden, er wird einzigartig sein und sich nie bei irgendeinem anderen Menschen wiederholen. Unsere Natur hat uns erstaunliche Fähigkeiten geschenkt - etwa uns solche Fragen zu stellen, woher wir als Menschheit kommen und wohin wir gehen. Dieses "Bewusstsein" wurde uns als Spezies und wird auch jedem als Individuum erst in einem späteren Entwicklungsstadium gegeben, so dass Herkunft und Entwicklung niemandem intuitiv bewusst sind.

Carl Sagan sagt über das Leben: "Das sind Dinge, die Wasserstoffatome anstellen, wenn man ihnen 15 Milliarden Jahre Zeit gibt." Doch so selbstververwirklichend ist das nicht: im Weltall herrschen lebensfeindliche extreme Bedingungen, nur winzige Inseln bieten den Luxus einer habitablen Umgebung. Und dort besteht keine Garantie für die Entstehung von etwas so komplexem wie Leben und schon gar nicht in einer entwickelten Form mit Bewusstsein. Für die Entstehung von Leben geeignete Planeten mit harter Kruste, Wasser und einer Atmosphäre konnten sich erst in einer späten Entwicklungsphase des Universums bilden, nicht aus dem primordialen Gas des Urknalls - aus dem Sterne der ersten Generation ("Population III") und große Gasplaneten entstehen konnten. Neben Wasserstoff waren anfangs nur die leichtesten Elemente vorhanden. Ein Stern wie unserer Sonne ("Population I") mit einem Planetensystem, das eine Nische für die Entstehung von Leben beherbergt, konnte sich erst aus dem (wie die Astronomen sagen "metallhaltigen") Nebel - dem Überrest eines ausgebrannten Sterns zweiter oder dritter Generation bilden. Die Explosion einer Supernova befreit die im Sterninnern fusionierten und dort gefangenen Elemente höherer Ordnungszahl wie Silizium, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Eisen und verteilt sie im Weltraum. Bedingungen für die Entstehung eines Sonnensystems mit einem lebensfreundlichen "habitablem" Planeten bieten sich im Universum am ehesten in scheibenförmigen Spiralgalaxien und in einer mittleren Entfernung vom galaktischen Zentrum. Vor 4,6 Milliarden Jahren begann sich so unsere kosmische Umgebung zu bilden - nach der Explosion eines unbekannten sterbenden Sterns (Beispiele Bild oben links: Supernova 1987, Bild rechts: Reste eines solchen Ereignisses finden sich auch im Krebs-Nebel M1). Die Supernova im Krebs-Nebel ist im Jahr 1054 explodiert und war für einige Monate so hell, dass sie auch am Tag sichtbar war. Nur bei einem solchen gewalttätigen Ereignis entstehen durch Neutroneneinlagerung auch die Atomkerne der Elemente schwerer als Eisen. 750.000 Jahre nach der Explosion formierte sich aus im Raum verstreuten Resten das Sonnensystem mit all den Elementen für die feste Kruste "unseres" Planeten Erde und letztlich die Entwicklung des Lebens.

Die Erde erlebte anfangs eine wilde Zeit ihrer Geburt mit Zusammenstößen kleiner Protoplaneten und deren Zusammenschluss, mit Meteoriteneinschlägen und gewaltigem Vulkanismus. Nach dem streifenden Einschlag eines Protoplaneten ist der Erdmond entstanden, der die Erdachse stabilisieren hilft. Ältesten Gesteinen in Kanada wird ein Alter von 4,3 Milliarden Jahren zugeschrieben. Schon bald dürfte durch Ausgasung des heißen Magmas eine Atmosphäre ohne freien Sauerstoff entstanden sein. Einfachste Lebensformen von Zellen noch ohne Zellkern (Prokaryoten) haben ihren Abdruck in Sedimenten in Grönland hinterlassen: 3,9 Milliarden Jahre alt. Diese Zeitdifferenz von wenigen 100 Millionen Jahren in dieser chaotischen Zeit ist für die Entwicklung von so etwas komplexen wie dem Wunderwerk "Leben" nicht lang. Leben findet in einem komplexen Körper statt, der sich selbst erhalten und vor allem auch reproduzieren kann. Die Reproduktion soll regulär ohne Änderung seiner Eigenschaften gelingen. Doch sind Mutationen erlaubt, falls die neue Variante zur Reproduktion fähig ist. Dazu benötigt selbst eine einfachste  Urform bereits etwas sehr spezifisches: eine Erbsubstanz. Wie dieses urtümliche schon sehr spezifische Molekül ausgesehen hat, können wir nur vermuten. Eine vergleichsweise einfach aufgebaute RNS-Kette (Ribonukleinsäure) könnte diese Funktion erfüllt haben, kann sie doch Information speichern und auch die Wirkung eines Enzyms zum Kopieren (Replikase) entfalten. Immerhin ist eine solche Molekülkette bereits so komplex aufgebaut, dass die "Ursuppe" wohl lange im vulkanisch geheizten schwefel- und wahrscheinlich wasserstoffhaltigen Ozean ohne freien Sauerstoff köcheln musste, ehe der Zufall erfolgreich war. Eine solche Urform des Lebens hat vielleicht schon eine Eigenschaft besessen, die sich bis zu den heutigen Lebensformen erhalten hat: Egoismus, die Ressourcen der Umwelt auszubeuten zur Reproduktion und Erhaltung des eigenen Lebens. "Meine Erbsubstanz zu schützen und zu vermehren ist das wichtigste Ziel, die Umwelt darf ausgebeutet werden und alles unterliegt der Konkurrenz"; das Leben vergibt keine Fehler und verurteilt den Erfolglosen in diesem Sinn. Mit diesem ererbten Grundprinzip des Lebens müssen wir uns als menschliche Gesellschaft heute mehr denn je auseinandersetzen, denn überschrittene Grenzen des Wachstums bestraft die Natur auch. Darwins Prinzip von Mutation und Auslese hat die Evolution stets begleitet und bedeutet: Es wird nicht geplant oder eingegriffen, das "Höhere" wird von selbst aus dem "Niedrigeren". Vom Beginn des Lebens war ein weiter Weg zurückzulegen, bis nach ersten Bakterien schließlich die komplexe Wunderwelt einer Zelle - mit Zellkern und Organellen wie Ribosomen, Mitochondrien oder Chloroplasten - entstanden war (Eukaryonten). Die Organellen der komplexeren Zellen - so vermutet man - sind inkorporierte Bakterien, die zuvor symbiotisch mit den prokaryontischen Zellen gelebt hatten. Drei Milliarden Jahre lang existierten nur Einzeller im Meer. Darunter entstanden vor 2,3 Milliarden Jahren auch solche, die mit Photosynthese freien Sauerstoff zunächst in den Ozean und aus diesem schließlich in die Atmosphäre abgegeben haben (Cyanobakterien). Freier Sauerstoff hätte Leben in seiner frühesten Entstehungsphase vermutlich sofort wieder zerstört und in der schließlich sauerstoffhaltigen Atmosphäre haben manche Arten nicht überlebt. Sie werden Sauerstoff als giftige Umweltverschmutzung empfunden haben.

So erstaunlich schnell einfachste Lebensformen entstanden waren, benötigte die Evolution doch eine sehr lange Zeit, bis schließlich vor 600 Millionen Jahren ein Durchbruch einsetzte. Zuvor hatten es einfache Lebensformen geschafft, jeweils eine Nische zum Überleben zu finden, wenn Umweltbedingungen sich extrem verschlechterten: in der Hitze nach Meteoriteneinschlägen, in Zeiten der vollständigen Vereisung der Erde. Die Evolution erzeugte in den letzten 600 Millionen Jahren ein Feuerwerk von "Versuchen und Ideen". Der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre kletterte zeitweise auf 30% bis er sich schließlich auf den heutigen Wert von 21% stabilisierte. Höhere Lebensformen wurden möglich, die Kollagene synthetisieren konnten. In rascher Folge entwickelten sich viele Arten. Die Klasse der Säugetiere verbreitete sich nach dem Aussterben der Saurier vor 65 Millionen Jahren, darunter Primaten (Affen). Ihre Lebensweise als Baumbewohner garantierte relative Sicherheit. Vor 6 bis 7 Millionen Jahren trennten sich in Afrika unsere Vorfahren (Hominini) von der Entwicklungslinie des Schimpansen und über Zwischenstufen (Sahelanthropus, Orrorin, Australopithecus, Homo erectus) haben sie zunehmend Ähnlichkeiten mit uns erreicht (Homo sapiens seit 200.000 Jahren). Während mancher Zeiten lebten andere inzwischen ausgestorbene Verwandte gleichzeitig neben unseren Vorfahren, also unserer Entwicklungslinie. Menschliche Fossile sind rar und die Population wird manchmal klein gewesen sein; wir haben nur eine grobe Vorstellung von der Entwicklung in Afrika, deren Ergebnis schließlich der homo sapiens war. Der hat sich in den letzten 100.000 Jahren kaum verändert und wir können seine Spuren und seine Ausbreitung in Afrika und über fast alle Kontinente, auch die Anpassung seiner Rassen an unterschiedlichste Umweltbedingungen verfolgen. Dass die Evolution des Lebens diesen Weg bis zum Menschen genommen hat, ist sehr von sich ändernden Umweltbedingungen geprägt und die wurden wiederum durch die Lebensformen mit beeinflusst. Rasche Umweltveränderungen beantwortet die Evolution mit "Entwicklung" und Anpassung der Art durch Auslese oder ihrem Aussterben. Seit Johann Carl Fuhlrott, Charles Darwin und Alfred Russel Wallace ahnen wir, der Mensch ist keine abgehobene Sonderanfertigung Gottes, er ist nur eine unvollständige Zwischenstufe auf dem Weg der Evolution oder ein Auslaufmodell - erst in der Zukunft entscheidet sich das. Der Mensch ist nur eine Episode auf dem Entwicklungsweg des Lebens und niemand hat genug Phantasie zu sagen, wohin diese Reise noch führen wird.

Am Meeresgrund hat man lokale Ökosysteme mit jeweils vielen Arten entdeckt, die uns sehr fremdartig anmuten: Sie kommen ohne Photosynthese - also ohne Licht - aus, indem sie ihre Energie aus der Oxydation von Sulfiden und von Methan gewinnen, die der Meeresboden abgibt. Allerdings sind sie mittelbar doch von der Sonne und der Existenz von Algen und Pflanzen an der Oberfläche abhängig, da sie dazu Sauerstoff benötigen. Freier Sauerstoff scheint ein Schlüsselelement für höhere Lebensformen zu sein. Seine Anwesenheit in der Atmosphäre eines fernen Planeten könnte dort auf solches Leben hinweisen. Neben dem Prinzip der genetischen Mutation mit nachfolgender Auslese hat sich ein zweites Prinzip bei vielen höheren Lebewesen trotz mehr Aufwand und Risiken durchgesetzt: die geschlechtliche Vermehrung. Bei ihr werden die in den Zellkernen vorhandenen Chromosomenpaare (Diploidie, abgesehen vom männlichen Geschlechtschromosom) bei der Bildung der Keimzellen (Meiose) in einzelne Chromosomen geteilt. Daraus folgt eine ungeahnte genetische Vielfalt bei der Vererbung, weil alle bei den Eltern noch rezessiven Merkmale im Keim (Zygote) Bedeutung erlangen können. Allein dies bewirkt rechnerisch, dass Kinder ein und desselben menschlichen Elternpaars die gewaltige Zahl von 7*10¹³ unterschiedlichen Genkombinationen aufweisen können. Diese Variantenvielfalt von Geschwistern wird noch größer, wenn als Folge von Überkreuzungen Chromosomen bei der meiotischen Teilung in Abschnitte zerbrechen und nachfolgend eine neue Ordnung der Gene entsteht (Rekombination). Ferner befinden sich DNA-Abschnitte ohne kodierte Informationen (Introns, intervening regions) in der DNA vieler Lebewesen, die bei der Transkription während der Zellteilung herausgelöst werden und so zu einer anderen Reihenfolge benachbarter Information tragender Abschnitte (Exons, expressed regions) führen können. Der Evolution stehen deshalb und dies besonders bei der geschlechtlichen Vermehrung sehr viele genetische Kombinationsmöglichkeiten zur Verfügung, um Individuen (Phänotypen) einer Art mit der bestmöglichen Fitness zu erzielen. Und eine neue Qualität bereichert die Regeln der Evolution: subjektiv als schön empfundene Merkmale - vielleicht sogar unpraktische - beeinflussen die Partnerwahl, bestimmen wer sich fortpflanzt.

Wenn wir höhere Lebensformen mit Gehirn betrachten, kommt eine Komponente hinzu: Die lernfähigsten Individuen passen ihr Verhalten am schnellsten veränderten Umweltbedingungen an. Denn wir wissen ja, die Umwelt verändert sich durch zahllose Faktoren beeinflusst ständig. Auch der Mensch hat sich deshalb nicht wirklich zielstrebig entwickeln können, eher in einer durch viele Zufälle beeinflussten Erfolgsgeschichte. Unsere Entwicklung hat vielleicht damit zu tun, dass sich unsere Vorfahren aus den Baumwipfeln des Regenwaldes an ein trockeneres Klima mit lichtem Baumbestand und an die Savanne Afrikas anpassen mussten, an ein Leben auf dem Erdboden und dort ein aufrechter Gang den besseren Überblick über das hohe Gras erlaubte. 3,5 Millionen Jahre alte Fußabdrücke belegen den aufrechten Gang. Die Hände wurden frei für die Benutzung von Werkzeugen. Steinwerkzeuge sind in 2,5 Millionen Jahre alten Schichten gefunden worden. Die zunehmende Nutzung vielfältiger Werkzeuge und Jagdwaffen war nicht nur kulturell bedeutend, hatte auch Folgen für das Gehirn: Werkzeuge und Jagdwaffen herstellen und erfolgreich gebrauchen erfordert vielfältigere Steuerungsabläufe und eine (einfache) Sprache. Dazu gehört auch die Herstellung von Werkzeugen zur Bearbeitung anderer Werkzeuge. Fleisch als Nahrungsbestandteil kann die Entwicklung gefördert haben, wie auch die Akzeptanz und Beschaffung vielseitiger Nahrung ("Allesfresser"). In Ansätzen können solche Verhaltensmuster schon bei höher entwickelten Tieren wie Elefanten, Schimpansen oder Krähen beobachtet werden. Seit einer Million Jahren haben Hominiden gezielt das Feuer benutzt. Das Leben in der Gruppe konnte mit einer sich weiter entwickelnden Kommunikation immer erfolgreicher gestaltet werden. Spätestens mit dem Auftreten des Homo sapiens vor 200.000 Jahren kann die Verständigung mittels einer komplexen Sprache möglich gewesen sein. Es besteht ein Zusammenhang zwischen Sprache und FOX P2-Gen im 7. Chromosom der Erbsubstanz. Ein ausreichend großes Gehirnvolumen scheint eine der Voraussetzungen für solche kognitiven Fähigkeiten zu sein. Dies war schon einige 100.000 Jahre erfüllt. Deshalb erstaunt es, dass erst vor 50.000 Jahren eine beschleunigte Entwicklung von Werkzeugen, von know how, letztlich auch der Kunst eingesetzt hat wie etwa 30.000 Jahre alte Höhlenzeichnungen zeigen. Lernprozesse lieben anscheinend Kopierfunktionen, neue Kreationen brauchen mehr Zeit. Häuser aus Stein bezeugen eine sesshafte Lebensweise von Menschen vor 11.000 Jahren (Göbekli Tepe). Viele Schritte waren wichtig für die weitere Entwicklung der Gesellschaft etwa die Metallherstellung und die Erfindung der Schrift. Seit 200 Jahren beschleunigen Wissenschaft und Technik den Wandel der menschlichen zu einer technisierten Zivilisation. Wachsende Produktivkräfte schaffen Voraussetzungen, immer rascher Wissen erlangen und effektiv einsetzen zu können.

Die Erbinformation des Menschen - sein Genom - ist in jedem seiner Zellkerne in 23 Chromosomenpaaren enthalten, in denen die Erbeigenschaften (Gene) aufgereiht sind. Nur die Keimzellen weichen davon ab. Zusätzliche Gene mit wesentlich weniger Basenpaaren befinden sich in den Mitochondrien, Zellbestandteilen für die Energieumwandlung. Die Desoxyribonucleinsäure (DNS oder DNA) der Mitochondrien (mtDNA) weist eine große Stabilität über viele Generationen auf. Man erklärt das damit, dass die größere Eizelle mehr Zellplasma mit Mitochondrien enthält als das Spermium, also mtDNA vorrangig über die mütterliche Linie weitergegeben wird - ohne dass die "Karten entsprechend der geschlechtlichen Vermehrung stets neu gemischt werden". Jede Zelle enthält nur einen Zellkern mit 2 DNA-Originalen aber zahlreiche Organellen mit Mitochondrien mit tausenden von mtDNA-Kopien. Aus abgestorbenem oder fossilem Material - etwa Haaren oder fossilen Knochen - kann man häufig noch mtDNA jedoch oft nicht Zellkern-DNA gewinnen.

Die Erbinformation wird durch die Reihenfolge von nur 4 Varianten der DNA kodiert, die sich durch je eine spezifische Phosphatase unterscheiden: Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin, die sich zu einer Doppelhelix anordnen (Bild rechts). Das menschliche Genom enthält insgesamt 3,1 Milliarden dieser DNA-Bausteine, die etwa 25.000 Eigenschaften (Gene) kodieren. Aber bereits das einfache Chromosom des Coli-Bakteriums enthält 4,6 Millionen davon (und damit 4500 Gene). Diese DNA-Bausteine kodieren die Erbinformation auch der mehrzelligen Lebewesen auf der Erde. So kommt es, dass alle höheren Lebensformen nach dem gleichen fundamentalen Grundprinzip funktionieren. Wir Menschen tragen viele identische DNA-Sequenzen wie die Fruchtfliege Drosophila (mit 13500 Genen) in uns und unsere sehr verschieden erscheinenden "Funktionen" sind mehr miteinander verwandt als uns bewusst ist. Es ist schwer zu verstehen, dass ein identisches Gen für die Bildung von so etwas unterschiedlichem wie den Facettenaugen einer Fruchtfliege und den völlig anderen Augen einer Maus zuständig ist. Walter Gehring hat diese erstaunliche Tatsache durch das Ersetzen dieses Gens der Fruchtfliege durch das einer Maus beweisen können. Die Evolution hat für die gewaltige Vielfalt an Arten - die sich seit der "kambrischen Artenexplosion" innerhalb von 500 Millionen Jahren entwickelt hat - nicht stets neue DNA-Sequenzen für bestimmte Merkmale (Gene) hervorgebracht, sondern sie hat mit ein und dem selben Pool von Kodeinformationen tragenden DNA-Abschnitten (Exons) experimentiert und durch Kombinationen neue Eigenschaften erzeugt: sie hat das "alternative Spleißen" erfunden. Bei dem Kopiervorgang (Transkription) bei jeder Zellteilung wird die Doppelhelix der DNA im Zellkern mittels einer spezifischen RNA-Polymerase  aufgeweitet und durch Anlagerung von im Zellkern schwimmenden Nukleotiden ein Strang mRNA (Messenger-RNA oder Boten-RNA) erzeugt. Diese wunderbaren molekularen Spleißmaschinen "Polymerase" sind sehr ähnlich bei allen jetzigen Lebensformen. Fünf Varianten wurden identifiziert, drei davon für alle Lebensformen mit Zellkern. Die mRNA überbringt an die Ribosomen in der Zelle die Informationen zur Synthese aller Eiweiße (Translation). Die für die Proteinkodierung zuständigen Gene sind für alle Lebewesen ähnlich, somit nicht für Unterschiede einfacher Lebensformen zu höher entwickelten verantwortlich. Solche wesentlichen Unterschiede sind vielmehr in anderen DNA-Abschnitten kodiert, die regulatorische RNA erzeugen. Sie entscheiden zu bestimmten Zeitpunkten wie sich während der Embryonalentwicklung aus Zellhaufen in einem fein abgestimmten Zusammenspiel von Wachstumshormonen und Botenstoffen Zellen differenzieren und Strukturen der späteren Organen ausbilden.  Bei der Transkription werden RNA-Abschnitte (Exons) aus dem kopierten Strang herausgeschnitten, so dass nachfolgende Introns übersprungen oder in unterschiedlicher Folge in die mRNA integriert werden können. Dies ermöglicht beim Menschen aus 25.000 Genen 150.000 verschiedene Proteine zu generieren. Welche Exons eingefügt werden, wird vom Zeitpunkt der Entwicklung des Organismus und vom umgebenden Gewebe beeinflusst. Die gleiche DNA etwa kann verschiedenartiges (glattes oder gestreiftes) Muskelgewebe durch alternatives Spleißen erzeugen.

Mit vielen Millionen Mutationen - "Versuchen" am lebenden Organismus - hat die Natur jeweils geringe zufällige Veränderungen des Genoms getestet und die vermutlich wenigsten davon waren lebensfähig. Selten bewährte sich eine neue DNA-Kombination und konnte sich letztlich in der Konkurrenz durchsetzen. Bei hoch entwickelten Lebewesen mit langem Vermehrungszyklus benötigt die Evolution eine längere Zeit, ehe sich eine neue Art mit deutlich veränderten Eigenschaften herausbilden und durchsetzen kann. Nennen wir es "Halbwertszeit" für die Entwicklung einer solchen Art und nehmen dafür 200.000 Jahre an (10.000 Generationen). In Anlehnung an die Computersprache würde man sagen, das Genom verhält sich wie ein ROM (Festwertspeicher), dessen Inhalt nur umständlich verändert werden kann. Der Mensch wird in diesem Jahrhundert die Reproduktion seiner Gene bewusst beeinflussen und damit neue Wege in der Medizin gehen können. Pränatal- und Präimplantationsdiagnostik sind nur der Anfang eines weiten Weges. Damit steht er auch an der Schwelle, seine genetische Zukunft zielgerichteter und rascher als durch die natürliche Evolution beeinflussen zu können. Jetzt haben wir bereits die ersten "Faustkeile" als noch primitive Werkzeuge zur Bearbeitung der Gene in der Hand. Bei allen erreichten Fortschritten - die vollständige Erfassung der DNA-Sequenz des menschlichen Erbguts ist ja so ein großer Erfolg - muss uns bewusst sein, dass es sich um erste Schritte handelt: Das Buch unseres Bauplans ist aufgeschlagen, die Buchstaben darin sind bekannt, ihre Bedeutung, die Worte und die Syntax beginnen wir schrittweise zu verstehen. Genauer muss gesagt werden, es gibt nicht das menschliche Normalgenom. Vielleicht 15 Millionen SNPs (single nucleotide polymorphism, sind von Vorfahren geerbte Abweichungen eines Basenpaares in einem DNA-Strang) trägt jeder Mensch in sich, wovon vielleicht nur 300 irgend eine Wirkung haben und nur 100 eine Krankheit während des Lebenslaufs bewirken könnten. Da Zellen über den diploiden Chromosomensatz verfügen, werden lebensnotwendige Proteine immer noch vom korrekten Teil der DNA erzeugt. Und der größte Teil (96% schätzt man) unserer 1,6m langen DNA-Kette enthält keine Exons mit Bauvorschriften für Proteine. Der vergleichsweise kleine Code-Bereich für Proteine scheint für alle Lebewesen auf der Erde ähnlich zu sein, es handelt sich um - bezogen auf die Evolution - konservative Gene mit der Folge, dass die Proteine aller Lebewesen auf der Erde eng verwandt sind. Im großen Rest scheinen sich Informationen über regulatorische Prozessabläufe und die Gestalt des Lebewesens zu befinden sowie über Kontrollfunktionen - etwa über die Schnittstellen zum Spleißen. Daneben enthält vielleicht die Hälfte davon zufällige Kopierergebnisse oder irgendwann von Viren eingeschleuste Codeabschnitte ohne nützliche Information in Introns. Rudimente aus längst vergangenen Zeiten können während der Ontogenese in einem frühen Entwicklungsstadium des Lebewesens zeitweise eingeschaltet sein und keine Bedeutung im späteren Leben haben. 8% des menschlichen Genoms besteht anscheinend aus importierten Erbgut von Retroviren. Die Anzahl der Codesequenzen und damit die Länge der DNA-Kette hat sich bei der Entwicklung komplexer Lebensformen vergrößert. Sie allein ist jedoch kein signifikantes Merkmal für den Entwicklungsstand eines Lebewesens. Beim Menschen erzeugen seine 3,1 Milliarden "Buchstaben" etwa 21.000 bis 25.000 "Sätze" oder Gene als Synonym für je eine Eigenschaft, anscheinend genau so viele wie bei der Maus, viel weniger als beim Kohl (100.000). Und 98,7% unserer Gene gleichen denen des Schimpansen, ein kleiner Unterschied mit wichtigen Folgen. Um beim anschaulichen Buch zu bleiben, die "Schriftsprache unseres Lebens" hat ihre Besonderheiten: Wir haben es mit nur vier Buchstaben zu tun, folglich ergeben sich sehr lange Sätze, um mit ihnen die Vielfalt der Lebensgrundlagen zu beschreiben (je Eigenschaft durchschnittlich 100.000 Buchstaben). Man würde also für das menschliche Genom 800 Bücher von je 1000 Seiten mit Buchstaben bedrucken können. Und die Bedeutung der Worte im "Buch unseres Lebens" gilt es nicht nur zu entschlüsseln. Die Wirkung entfaltet ein Gen erst, wenn es durch Enzyme "abgelesen" werden kann außerhalb des Zellkerns über seine Kopie in Form der mRNA. An die DNA angedockte Methylgruppen bewirken ein Verknäueln des DNA-Strangs und behindern die Transkription - den Ablesevorgang - führen zur Inaktivierung des betreffenden Gens. Eine solches "epigenetisches" Merkmal kann über den Stoffwechsel durch Umweltfaktoren und die Nahrung beeinflusst sein. Die Aktivität identischer Gene zweier Menschen - auch bei eineiigen Zwillingen - kann sich deshalb unterscheiden. Bemerkenswert ist, dass die DNA-Methylierung bei der Zellteilung erhalten bleibt. Was deine Eltern gegessen haben, kann die Aktivierung deiner Gene beeinflussen, weil epigenetische Merkmale an Nachkommen weitergegeben werden können. Der eigentliche genetische Code ist nicht verändert und bestimmt letztlich was im Prinzip alles möglich ist, doch Umwelt und Verhalten beeinflussen während des Lebenslaufs das "Ein- oder Ausschalten" von Genen. Letztlich entscheidet die Kombination aktiver Gene in den Ribosomen - außerhalb des Zellkerns - über die ablaufende Eiweißsynthese und damit über viele Eigenschaften, etwa ob sich die Zelle teilen soll, welche Eigenschaften Tochterzellen annehmen... Die Abfolge methylierter Gene kann charakteristisch für Krebsarten sein. Erst durch Kombination vieler SNP - entstanden durch Strahlen oder chemische Reaktionen in einer Zelle - kann eine unkontrollierte Teilung und damit Krebs entstehen. Das Risiko wächst entsprechend mit dem Alter. Normal nimmt die Teilungsfähigkeit einer Zelle ab, weil sich die Enden der DNA (Telomeren) bei jeder Teilung verkürzen: "Wir altern auch, weil die Regenerierungsfähigkeit verschwindet". Zum Krebs mutierte Zellen überwinden diese Hürde. Eine individuelle Genanalyse kann zum Auffinden von krankmachenden und Krebs erzeugenden Kombinationen von SNP oder von methylierten (inaktivierten) "Tumorsuppressorgenen" in Zukunft die Wahl einer individualisierten Therapie ermöglichen, wirksamer und mit weniger Nebenwirkungen (krebsartenspezifische personalisierte Therapie). Die Genanalyse wird preiswerter werden, doch neue Fragen ihrer Finanzierung im Gesundheitswesens werden auftauchen. Dies auch, weil neue Behandlungsmöglichkeiten technisch aufwendig sind. Zum Beispiel eröffnet die Schwerionenbestrahlung - etwa mit Kohlenstoffionen - neue Chancen zur Zerstörung bisher schwer zu erreichender Tumoren. Ionen aus einem Teilchenbeschleuniger können genauer ihr Ziel im Körper treffen und eine viel geringere Strahlendosis wird möglich.

Das Genprogramm steuert das Verhalten hoch entwickelter Lebewesen für diese unbewusst in der Weise, dass es selbst weiter verbreitet wird. Das komplexe Zusammenspiel in der Zelle und die Kommunikation zwischen den Zellen in einem Organ und letztlich im ganzen Menschen bleibt ein langfristiges Forschungsthema. Damit sich im Embryo ein Organ, ein Körperteil bilden kann, kommunizieren Zellen miteinander. Eine Zelle scheidet Signalproteine - z.B. Sonic hedgehog - aus, die in benachbarten Zellen von Rezeptorproteinen erkannt werden. Dort schalten Transkriptionsfaktoren mit dieser Information Gene EIN oder AUS. Damit entscheidet die Konzentration eines Signalproteins oder Wachstumshormons - und damit auch die Entfernung vom Absender - über Aktivierung oder Inaktivierung von Genen in benachbarten Zellen eines (sich im Embryo bildenden oder beim Erwachsenen reproduzierenden) Organs. Ein solcher Signalweg kann auch rasches oder langsames Wachstum eines Tumors bewirken. Ein Ansatz in der Krebsforschung ist deshalb die Suche nach einer Signal-Substanz, die letztlich eines der für die rasche Teilung der entarteten Zellen verantwortlichen Gene ausschaltet.

Will man die Verwandtschaft verschiedener Varietäten oder verschiedener Arten bestätigen, bietet sich ein Vergleich der DNA der Mitochondrien (mtDNA) an wegen ihrer Invarianz. Auf diese Weise ist der Nachweis gelungen, dass sehr  verschieden aussehende Menschen unterschiedlicher Rassen von gleichen Vorfahren abstammen im Unterschied zum Neandertaler, dessen Mitochondrien-DNA-Sequenz stärker abweicht und nur mit sehr kleinem Anteil beim europäischen und asiatischen Menschentyp vorkommt. Aus einem fossilen Knochen konnte eine aussagefähige DNA-Sequenz des Neandertalers rekonstruiert werden. Man muss deshalb annehmen, dass die jetzt lebenden Menschen alle von vergleichsweise wenigen gemeinsamen Vorfahren abstammen. Glücklicherweise sind diese Wenigen nicht einer Naturkatastrophe zum Opfer gefallen. Sonst wäre heute keine Spur von unserer Menschheit und niemand hätte Interesse an einer Homepage.

Am Beginn der Entwicklung jedes Menschen teilt sich zunächst die befruchtete Eizelle in zahlreiche undifferenzierte Stammzellen. Bisher nur ansatzweise bekannte Kontakt-Signale, Hormone und andere Eiweißkörper steuern aus den Stammzellen das Wachstum differenzierter Zellen und ihren morphologischen Zusammenschluss zu Organen. Bestimmte Gene werden dabei "eingeschaltet" oder auch inaktiv. In einer Minute können dabei 100.000 Zellen neu entstehen. Ernst Haeckel hat beschrieben, wie jeder Mensch bei seiner embryonalen Entwicklung (Ontogenese) Stadien der früheren Stammesentwicklung (Phylogenese) durchlebt. Bestimmte Organe - etwa Schwimmhäute - werden zwar angelegt, doch die Zellen sterben später ab, ihr Tod war bereits "programmiert" (Apoptose). Darin spiegelt sich ein tiefes Prinzip des Lebens wider und das komplexe Zusammenspiel vieler vergangenheits- und gegenwartsbezogener Prozesse ermöglicht erst die gesunde Entwicklung eines Fötus. Auch heute noch empfinden wir es dankbar als wunderbares Geschenk, wenn ein solch komplexer Vorgang glückt. Und Ehrfurcht kehrt ein, wenn wir uns bewusst machen wie jeder Mikrokosmos Mensch ein Universum für sich darstellt, gebildet aus 100 Billionen Zellen, jede für sich ein komplexes System. Durchschnittlich muss sich eine befruchtete Eizelle (Zygote) 47 mal fehlerfrei geteilt haben bis sich ein Mensch daraus entwickelt hat.

In der kurzen Zeit von 12 Wochen hat sich aus der befruchteten Eizelle ein daumengroßer Embryo entwickelt. Dieser Däumling ist erkennbar ein kleiner voll differenzierter Mensch. Die modernen bildgebenden Verfahren - etwa mit Ultraschall - erlauben uns, teilzunehmen am Leben des Fötus im Uterus. Die beeindruckenden endoskopischen Bilder und Filme, wie wir sie etwa Lennart Nilsson verdanken, zeigen uns ein beinahe vertraut erscheinendes Verhalten des Fötus im Fruchtwasser: sich bewegend, Wasser trinkend, träumend (die Augenlider verraten es)... Viele Nervenbahnen und ein Teil der neuronalen Schaltkreise im Gehirn werden angelegt und schon trainiert. Der Hörsinn ist schon ab dem 6. Monat aktiv und 3 Monate nach der Geburt vollständig entwickelt. Musik wird nicht nur gehört, das werdende Menschlein interessiert sich dafür. Schade, dass Erwachsenen keine bewusste Erinnerung an die Zeit vor unserer Geburt und an die ersten Kindesmonate zugänglich ist: Unser Gehirn musste erst "reifen", viele Fähigkeiten und Inhalte unseres Bewusstseins einschließlich bewusster Erinnerung bilden sich erst in einem mehrere Jahre dauernden Prozess aus. Dazu gehören nicht nur unser kognitives Denkvermögen, auch Elemente des Umgebungsbewusstseins wie unser Sehvermögen - ein Fötus kann nur hell und dunkel unterscheiden. Zur Ausbildung der Signalwege für das Sehvermögen werden Lichtreize benötigt: erst 5 Monate nach der Geburt ist die Netzhaut aus Vorläuferzellen ausgebildet und in den folgenden Wochen kann sich das Sehvermögen voll entwickeln. Verblüffend ist, dass die neuronalen Verknüpfungen für unser räumliches Sehen lebenslänglich "umprogrammiert" werden können. Bieten wir unseren Augen im Experiment mit einer Spezialoptik die Umwelt auf dem Kopf stehend an, lernt unser Gehirn innerhalb von zwei Wochen die verdrehte Welt wieder "richtig" zu sehen.

Vereinfacht formuliert ermöglichen die Gene die Reproduktion einer Zelle und enthalten die Anleitung für die Proteinsynthese, den Stoffwechsel in der Zelle. Stoffwechselunterschiede, derentwegen eine individuelle Medikamentenverordnung nützlich wäre, können deshalb aus einer Genanalyse erkannt werden. Das Zusammenspiel der Zellen im Organismus steuern Hormone. Ihre Ausschüttung wird vom Nervensystem beeinflusst. Das Nervensystem kann auch direkt auf Organe einwirken, Abläufe können auf diesem Wege rascher als über Hormone und die Blutbahn koordiniert und geregelt werden. Teile des Nervensystems vermitteln den Anschein als wären sie (beim Erwachsenen) "fest verdrahtet", arbeiten vergleichbar einem Analogrechner mit festem Programm. Das trifft etwa für unser vegetatives (autonomes) Nervensystem zur Steuerung der inneren Organe und das periphere Nervensystem zu. Diese Teile organisieren sich schon während der fötalen Entwicklung vor der Geburt. Und das periphere Nervensystem hat die wichtige Fähigkeit zur Selbstheilung nach einer Verletzung, die im zentralen Nervensystem (Gehirn, Rückenmark) blockiert ist. Die Bildung der Signalverbindungen zwischen Tausenden von Nervenzellen (Neuronen) ist ein komplexes Geschehen: neu gebildete Nervenzellen wandern von ihrem Entstehungsort einem Konzentrationsgefälle folgend gern auch entlang bereits existierender Axone und gerichtet in Bereiche mit spontaner Aktivität von schon vorhandenen Neuronen. Offenbar helfen Gene und Proteine dem Axon sein Ziel oder seine Ziele im Gewirr der zahllosen Neuronen zu finden. Jedes Neuron besteht aus dem zentralen Teil des Zellkörpers mit dem Zellkern (die graue Hirnsubstanz bildend) und Ausläufern (weiße Subtanz): zahlreichen Fortsätzen für den Empfang von Signalen (Dendriten) und einem oder mehreren sich verästelnden Sendeausgängen (Axon oder Neurit). Ob ein Fortsatz als Dendrit wirkt oder sich zum Axon entwickelt, entscheidet sich während der Entwicklung des Neurons. Und diese Entscheidung kann in der Wachstumsphase extern beeinflusst werden - etwa durch die Substanz Taxol. Die Signalübertragung in den Fortsätzen ist immer gerichtet (Simplexverkehr in einer Einbahnstraße) und wird durch ein elektrisches Aktionspotential im Bereich von +40 bis -70 mV bewirkt. Das wird durch Ionenkanäle in der Zellmembran für Kalium-, Natrium- und Kalziumionen erzeugt. Deswegen ist die Signalgeschwindigkeit nicht die Lichtgeschwindigkeit sondern weniger als 100 m/s. Bereits 1859 hatte Hermann Helmholtz 27 m/s gemessen. Ein Neuron kann Signale mit mehreren hundert (bis zu 10.000) anderen austauschen. Forscher unterscheiden funktionell bis zu 400 verschiedene Klassen von Neuronen, die in 50 morphologisch unterschiedlichen Zelltypen am schichtförmigen Aufbau des Cortex beteiligt sind. Es finden sich kleine Bereiche mit besonders starker interner Vernetzung. Sie bilden eine "neokortikale Säule" für ein spezielles "Verarbeitungsprogramm". Wegen der Vielfalt der Vernetzung gleicht kein Neuron irgend einem anderen, nicht einem von uns selbst und nicht dem eines anderen Menschen. Vergleiche es mit einem alten Baum, du wirst keinen genau gleichen finden, nicht in diesem Wald und nicht in einem anderen! Axone wachsen und bilden Übergabeschnittstellen (Synapsen) zu Dendriten anderer Neuronen. An den (chemischen) Synapsen wird die Information vom Axon einer Zelle über einen 20 Nanometer dicken Spalt zum Dendriten einer anderen mit biochemischen Botenstoffen übergeben. Derzeit kennt man 40 "Neurotransmitter" wie Dopamin, Noradrenalin, Serotonin, Oxytocin, Vasopressin, Glutamat, Gamma-Amino-Buttersäure (GABA), Morphium oder Acetylcholin, die in winzigen - im Elektronenmikroskop sichtbaren - Vakuolen (synaptische Vesikel) gespeichert werden. Das Bild rekonstuiert den Schnitt durch ein winziges 40nm großes Vesikel mit rot dargestellten Glutamat-Pünktchen.

© R.Jahn MPI für biophysikalische Chemie Göttingen

Die Verfügbarkeit etwa von Acetylcholin und Glutamat in den Synapsen scheint mit zunehmendem Lebensalter etwas abzunehmen, was eine Ursache für eine langsamere Signalübertragung sein könnte. Die Zuverlässigkeit der Signalübertragung ist abhängig von der Anzahl bereitstehender mit Neurotransmitter gefüllter Vesikel. Die Regeneration der Vesikel ist ein komplexer biochemischer Vorgang. Der in den synaptischen Spalt freigesetzte Neurotransmitter diffundiert innerhalb einiger Millisekunden zu Rezeptoren in der Membran des Dendriten. Es gibt auch Synapsen, in denen eine schnellere Signalübertragung direkt über das elektrische Aktionspotential erfolgt. Einige Neurotransmitter wie Serotonin und Dopamin wirken als Botenstoffe im Organsystem des Körpers. Serotonin vermittelt Sicherheit und  Gelassenheit, Dopamin Aufregung und Leidenschaft, sie sind in diesem Sinn Antagonisten. Oxytocin und Vasopressin sind bei Frauen und Männern wichtige Botenstoffe beim Sex, Dopamin unterstützt das Belohnungssystem.

Neugeborene einiger Tierarten beherrschen unmittelbar nach der Geburt komplexe Abläufe wie Orientierung und Bewegung in der Umwelt und Beute machen. Vererbung aber auch besonders frühe Entwicklungsstadien des Gehirns bestimmen, welche Neuronen mit anderen Verbindungen eingehen. Dass Gene die Ausbildung der Struktur neuronaler Verbindungen festlegen können, ist von Barry Dickson an neuronalen Schaltkreisen der Fruchtfliege Drosophila mit dem Austausch von Genen bewiesen worden. Nicht nur im groben Maßstab ist die Anatomie des Gehirns genetisch vorgegeben, vielleicht sind an der Architektur des neuronalen Netzwerks viele unserer Gene beteiligt. Ein Verdacht drängt sich auf, dass selbst Verhaltensmuster beim Menschen ererbt sein könnten. Haben wir Menschen mit genetischen "Altlasten" zu kämpfen etwa bei unserer Bereitschaft zu Aggressionen? Im Verhalten von hoch entwickelten Tieren - etwa Schimpansen - kann man etwa nach Verletzung des Territoriums einer Gruppe durch ein fremdes Tier "Mord und Totschlag" beobachten.

Unzählige neuronale Verbindungen bilden sich erst nach der Geburt, etwa wie schon gesagt für die Bildverarbeitung im Gehirn aus den Sinnesreizen der Netzhaut. Und unser Gehirn behält lebenslang diese bemerkenswerte Fähigkeit! Auf diese Weise organisiert es sich innerhalb seiner genetischen Grenzen durch seine Aktivität selbst. Für ein erfolgreiches "Neuronenkonzert" unentbehrlich ist lebenslange Aktivität und Training der Signalwege. Benutzung mit Versuch und Test des Ergebnisses stärkt existierende Verbindungen. Aus einer größeren Zahl sich zunächst bildenden Verbindungen bleibt eine Teilmenge übrig. Wie an der Anbindung von Neuronen an einzelne Muskelfasern studiert werden konnte, findet ein regelrechter Verdrängungswettbewerb zwischen Neuronen statt: Aus der Anzahl vorher existierender Verbindungen bleiben nur die "stärksten" übrig. Dieser "Verdrängungswettbewerb" scheint ein wichtiges Element im Algorithmus der Selbstverdrahtung - also der Selbstentwicklung des Programms im Gehirn zu sein. Eric Kandel hat an Meeresschnecken und Mäusen zeigen können, dass beim Lernen gebildete Proteine nicht nur die Funktion, auch die Form der betroffenen Synapsen verändern. Nervenzellen teilen sich sehr selten, dennoch werden auch im Alter im Gehirn neue Neuronen gebildet. Speziell im Gyrus dentatus - einer Region am Hippocampus - bilden sich aus adulten Stammzellen lebenslang neue Nervenzellen und fügen sich in das neuronale Netzwerk ein. Das ist wichtig, da Neuronen im Hippocampus absterben wie es alle Zellen lebenslänglich eben auch tun. Denn der ist ein Flaschenhals und wichtiges Bindeglied, um neue Kurzzeiterinnerungen in Langzeiterinnerungen umwandeln und in entfernten Hirnregionen speichern zu können. Er ist ein entscheidender Helfer für unsere lebenslange Lernfähigkeit, die "Plastizität" unseres Gehirns. Dabei müssen schwache Verbindungen verstärkt und zusätzliche angelegt werden etwa im Cortex. Das beinhaltet komplexe biochemische Abläufe besonders im Bereich der Synapsen.

Das neuronale Netzwerk ist gigantisch. Zwischen unseren Neuronen - geschätzt werden 2*10¹⁰, mehr als 10 Milliarden -  mit jeweils einigen tausend Verknüpfungen zu anderen Neuronen (10¹⁴ , vielleicht mehr als 100 Billionen Synapsen) und Fasern von vielen 100.000 km Länge hat es eine gewaltige Kapazität. Die Verbindungen sind nicht nur wesentlich für das Abbild, das in unserem Gehirn von der Welt entsteht, auch für unsere Denkfähigkeit, unsere Gefühle und Emotionen. Unsere 1,3kg Gehirn beinhalten die Persönlichkeit und sind die erste Instanz unseres Lebens: Das darin enthaltene Abbild von uns, unserer Biografie und der Umwelt bestimmt unser Lebensgefühl, unsere Innenperspektive für uns selbst, wie wir uns selbst wahrnehmen, unser ICH. All das spielt sich in mikroskopischen und submikroskopischen Dimensionen ab. Dieses Universum in uns zu erforschen, fehlen uns noch zerstörungsfreie Werkzeuge mit mikroskopischer Auflösung - eben weil die schwer zugänglichen elementaren Vorgänge im Gehirn sich im Nanobereich abspielen. Minimalistische Experimente mit Tieren und mit Tierpräparaten - beispielsweise mit Insekten, Schnecken oder Mäusen - erlauben schon einzelne Schritte und Abläufe bei der Reizfortleitung oder der Bildung eines Kommandos für eine Muskelkontraktion zu verstehen. Die Chance zur Verallgemeinerung ist gegeben, weil die Evolution viele ihrer "Entwicklungen" immer wieder kopiert hat. Eines von vielen Beispielen ist die Erforschung von Ionenkanälen im Mikrometerbereich mit der Glasmikropipette durch Erwin Neher und Bert Sakmann. Die Anwendung spezieller Verfahren der Fluoreszenzmikroskopie - etwa Vertico-SMI-Mikroskopie (mit "Spatially Modulated Illumination") - mit fluoreszierenden Proteinen (wie GFP) wird einem revolutionären Wissenszuwachs über Vorgänge in lebenden Zellen ermöglichen. Damit ist eine Tür für Beobachtungen im Nanobereich - also auch weit unter der klassischen  Auflösungsgrenze optischer Mikroskope aufgetan! Zerstörungsfreie (oder wenig belastende) Werkzeuge der Zukunft werden es schrittweise ermöglichen, im einzelnen Neuron und seinen Fortsätzen ablaufende elektrochemische und biochemische Vorgänge genauer zu analysieren.

Und es wird durch Simulation des Zusammenspiels vieler Neuronen möglich werden, die komplexen Abläufe beim Erinnern (Speicherung) bis zum Zustandekommen eines Gedankens - einem Wetterleuchten von vielen erregten Neuronen - elementar zu verstehen. Heute sind nicht nur im mikroskopischen Bereich noch grundlegende Fragen offen. An einem komplexen Ereignisablauf und seiner Rekapitulation in der Erinnerung sind sehr viele - vielleicht bis zu 10⁷ Neuronen - beteiligt. Es stellt sich das Problem der großen Mengen. Selbst "generalisierte" Zustände sind deshalb noch nicht voll verstanden, in denen sich das Gehirn im Wachzustand, in den verschiedenen Schlafzuständen, in Traumphasen, in der Hypnose und in der Narkose befindet. Im Zustand der Hypnose ist die Verbindung zum Bewusstsein für die Umgebung einschließlich des Körpergefühls unterbrochen. Schlaf ist keine Willensentscheidung, er ist biologisch notwendig: ohne Schlaf besteht nach einigen Tagen Lebensgefahr. Da Gründe dafür nicht hinreichend bekannt sind, darf ich spekulieren: Die Kommunikation zwischen Neuronen - also die Aktivität unseres Gehirns - ereignet sich im Zeitbereich von Millisekunden, die Evolution hat diese erstaunliche Fähigkeit geschaffen. Bestimmte Ressourcen dafür - sozusagen Neurotransmitter-Verbrauchmaterialien - befinden sich in mikroskopisch kleinen Vesikeln und Vakuolen und werden nach "Dauerbetrieb" rar. Ersetzt werden können sie nur in komplexen biochemischen Prozeduren, im Zeitbebereich einiger Stunden, das Gehirn meldet Schlafbedarf, wir werden müde. Allerdings trifft das nicht für alle Gehirnareale zu: Das Stammhirn dient der Regelung essentieller Lebensfunktionen und leistet das ohne Unterbrechung.

Schlafzustände bewirken nicht nur "Erholung" des Gehirns und befreien uns von Schmerz, in ihnen trainiert es anscheinend neu angelegte oder neu anzulegende neuronale Verknüpfungen und gibt Verbindungen wieder "frei" für neue Gedächtnisinhalte in der folgenden Wachphase. Tatsächlich spielen alle Schlafphasen - besonders der Tiefschlaf -  eine Rolle beim dauerhaften Speichern von Informationen im bewusst (deklarativ) arbeitenden Neokortex. In der nachfolgenden REM-Phase (rapid eye movement-) des Schlafs sind für Minuten bis zu durchschnittlich 2 Stunden (bei Babys länger) Teile des Gehirns (das limbische System) und die Augenmuskeln aktiv wie im Wachzustand, während die sonstige Motorik inaktiv bleibt. Dabei wird anscheinend das prozedurale Gedächtnis für unbewusst ablaufende Bewegungsabläufe trainiert. Im EEG (Elektroenzephalogramm) erkennt man kleine Ausschläge als Summe vieler Aktionspotentiale bei etwa 30Hz. Im Tiefschlaf dagegen synchronisieren sich Neuronen, was höhere Amplituden bei niedrigen Frequenzen bewirkt.

Bei Zuständen intensiver Meditation oder Trance kann das rezeptive Empfinden für den eigenen Körper reduziert sein, der Körper ist eins mit der Umgebung oder geht in ihr auf. Beim Meditieren können kognitive Denkprozesse "ablaufen", Umweltreize und das Wahrnehmungsbewusstsein verändert sein. Körpergefühle wie Schmerz verschwinden dann ebenso wie es bei Zuständen in Todesnähe beobachtet wird, während andere Funktionen mit "Abstand zum eigenen Körper" etwa Erlebnisfähigkeit im Traumbereich und Langzeiterinnerungen besonders aktiv sein können. In religiöser Ekstase entwickelt sich im Hippocampus kein Zeitgefühl und keine räumliche Orientierung.

Viele Hinweise verdanken wir der Analyse von Funktionsstörungen Kranker und der chirurgischen Versorgung Verletzter. Dank der bildgebenden Verfahren wie der PET (Positronenemissionstomografie) und fMRT (funktioneller Magnetresonanztomografie) können inzwischen zahlreiche spezifische Aufgaben bestimmten Hirnlappen zugeordnet werden, die dabei besonders aktiv arbeiten. Man kennt etwa die an der "Vorverarbeitung" von Bildern beteiligten 30 Bereiche der primären Sehrinde im hinteren Teil des Großhirns und im Assoziationskortex oder die für kognitive Denkvorgänge zuständigen Zentren in den Frontallappen. Dennoch gibt es keinen einfachen "Bildbereich" im Gehirn wie etwa in einer Kamera, vielmehr sehen wir nicht mit dem "gesamten" Gehirn aber viele Bereiche beteiligen sich. Wir sehen verarbeitete Inhalte, letztlich ein mit einem erlernten Begriff interpretiertes Objekt in seiner Umgebung inmitten anderer Begriffe - wie uns optische Täuschungen lehren. Die Quelle unseres Sehvermögens, die optischen Sinnesrezeptoren sind besser untersucht. 95% von ihnen sind in einem kleinen Bereich der Netzhaut - der Makula - konzentriert. Über eine Makula verfügen nur Vögel und höhere Primaten. Sie ermöglicht nicht nur scharfes Sehen des interessierenden Objektes, sie ist auch die Voraussetzung für den im Gehirn erzeugten räumlichen Eindruck. Jeder hat gewiss schon beobachtet, wie eine sich in das Wohnzimmer verirrte Biene nicht über die offene Balkontür in die Freiheit findet, wenn sie auf eine andere Lichtquelle fixiert ist. Man muss ihr helfen, denn ihre Augen und Ganglien erlauben ihr kein inneres Abbild des Zimmers. Wohl aber kann eine Fliege der sich nähernden Hand reflektorisch sehr schnell ausweichen, auch ohne Überblick über den gesamten Raum. Ein Vogel dagegen kann sich in einer komplexen räumlichen Umgebung schnellstens orientieren. Seinem Gehirn hat es allerdings schwer, eine durchsichtige Scheibe zu identifizieren, wenn das in seinem Lebensraum nicht trainiert werden konnte.

"Geist und Bewusstsein sind nicht vom Himmel gefallen, sondern haben sich in der Evolution der Nervensysteme allmählich herausgebildet" - sagen Neurowissenschaftler. Und was wir durch Beobachtung des Verhaltens vieler Tierarten längst wussten,  wird durch immer mehr ausgefeilte Experimente noch deutlicher: Fische (Barsche) können logisch denken und Beobachtungen verallgemeinern, Eichhörnchen und Vögel (Raben und Krähen) planen ihr Nahrungsverhalten und sorgen für die Zukunft vor, Erdmännchen und Krähen halten Unterrichtsstunden für ihre Kinder ab...  Da die Tiere nicht einfach mit uns kommunizieren können, sind die Experimente so ausgelegt, Denkergebnisse an ihrem Verhalten zu erkennen.

Das was uns zu etwas Besonderem als Mensch macht - etwa unser semantischer Code für das Symbolsystem der Sprache und die Fähigkeit zum kognitiven Denken - spielt sich nicht nur in den Frontal- und Temporallappen der Großhirnrinde ab (dem Broca- und Wernicke-Areal, an Stirn und Schläfen). Und nichts davon wird uns geschenkt. Im unbewussten "Reifungsprozess" und mühevollen Lernprozess muss es besonders im Kindes- und Jugendalter mit "Inhalt" gefüllt werden. Überraschendes wird dazu herausgefunden, etwa dass Babys vier Monate nach der Geburt schon addieren können. Was vordergründig als Nachteil des Menschen im Vergleich zu anderen hoch entwickelten Lebewesen auffällt, ist seine lange Entwicklungszeit bis zum "Erwachsensein", besonders die lange Reifungszeit von Teilen seines Gehirns. So gibt es Hinweise dafür, dass die im Stirnhirn (dorsaler Prämotor Cortex) sich ansiedelnde Kontrollinstanz für bewusstes Handeln erst mit 17 bis 20 Jahren voll entwickelt ist. Virtuelle Welten werden von Jugendlichen leicht als Realität empfunden. Vielleicht ist aber gerade die lange Reifungszeit des menschlichen Gehirns eine der Voraussetzungen dafür, dass der Mensch fast lebenslang kreativ sein, dass er flexibel und kognitiv denken kann.

Unser Geist und Körper sind eine einzige materielle Instanz, alle anderen Annahmen sind Mythos (materialistischer Monismus). Das ICH ist unsere Selbstwahrnehmung, es ist unser individuelles Neuronenkonzert im Gehirn, ständig im Fluss in einem laufenden Prozess. Es beinhaltet genetische Anlagen, entwickelt sich in den ersten beiden Lebensjahren und wandelt sich in unserem ganzen biographischen Lernprozess. Es muss sich mit seinen ästhetischen, logischen und ethischen Inhalten im ganzen Leben mit dem entwicklungsgeschichtlich alten gefühlsorientierten Zentrum - im Thalamus und der Amygdala (den beiden "Mandelkernen") - erfreuen und auseinandersetzen. Es muss selbst erst langsam Gestalt annehmend schließlich mit einem unvollkommenen alternden "Wirtsorganismus" befreundet bleiben. Wenn abstraktes Denken uns scheinbar einen Schlüssel zum Unvergänglichen anbietet, sind doch die körpernahen Gefühle und "Glückshormone" die besonderen Reichtümer unseres vergänglichen Wesens. Sie überfallen uns - "unsere erste Liebe macht uns blind", überraschend angegriffen fühlen wir uns leer, gute Argumente fallen uns viel zu spät ein. Und gerade auch dies mahnt uns zum rücksichtsvollen Umgang mit anderen höher entwickelten Lebewesen, die solche Gefühle mit uns teilen. Wir wissen doch längst: Elefanten trauern, Schimpansen sind zärtlich, schuldbewusst, aber sie tricksen und betrügen. Über ein Belohnungssystem verfügen sie wie wir. Auch Orgasmus ist eine alte Erfindung der Evolution. An dem Gewittersturm beteiligen sich Hormone wie Oxytocin, Prolactin und Dopamin und das kurze Lied spielt sich in unterschiedlichen Hirnregionen ab - auch entwicklungsgeschichtlich alten Teilen des Hypothalamus. Dieses Neuronenkonzert ist feiner strukturiert als unsere jetzigen fMRT-Bilder auflösen können - einstweilen bleibt nur der vage Verdacht es könnte ein winziges Zentrum dafür geben. Der "Algorithmus" für das Speichern im neuronalen Netzwerk und das Wiederauffinden oder Suchen ("Merken" und "Erinnern") aber auch die Histochemie beim Auf- und Abbau der Netzwerkverbindungen werden noch lange Gegenstand der Forschung bleiben. Manche Spekulation wird durch exaktes Wissen zu ersetzen sein. Hat nach dem Jahrhundert der Elementarteilchen gerade das "Jahrtausend des Gehirns" begonnen?

Mit dem Gedächtnis, der Fähigkeit Informationen zu speichern und zu Lernen, hat die Evolution einen gewaltigen Vorteil entwickelt, das Gehirn ist ihre Trumpfkarte: Auf dem Weg des Nachahmens eines Vorbildes, der "Lehre" können bei höheren Tieren in wenigen Tagen komplexe Abläufe in den Nachkommen "programmiert" werden. Vögel lernen beispielsweise durch Nachahmung in wenigen Tagen so etwas komplexes wie Fliegen. Und die lebenslange Lernfähigkeit ist besonders beim Menschen ausgeprägt. Das Gehirn wird gern mit einem Computer verglichen. Aber seine Architektur ist viel komplexer und intelligenter als die unserer derzeitigen Computer. Es hat die erstaunliche Fähigkeit, sich sein Programm selbst nicht nur adaptiv sondern schöpferisch weiter zu entwickeln. Das geschieht auch und vor allem nach dem grundlegenden Prinzip des Versuchs. Es lernt am Testergebnis, fast so wie wir auch  Wissenschaft betreiben (Positivismus). Und die Halbwertszeit, daraus neue Verhaltensmuster, neue Abläufe, neue Erkenntnisse zu gewinnen ist um viele Dezimalen kleiner als es die Evolution über die Gene je ermöglicht hätte. Das Gehirn ist die "Geheimwaffe" - nicht nur aber besonders - der menschlichen Art. Die aktuelle "kulturelle oder gesellschaftliche Evolution" stellt sich atemberaubend dar - wie eine Revolution in der evolutionären Geschichte des Lebens auf der Erde. Sie legt gegenwärtig ein unvergleichliches Tempo vor und wird im Unterschied zur genetischen Evolution nur von der Spezies "Homo sapiens" angetrieben. Dieser Vorgang ist in der bisherigen Geschichte des Lebens auf der Erde einmalig, insofern ist auch der Mensch etwas Besonderes. Aus der Vergangenheit mit dem Auftreten und Aussterben vieler Arten kann man deshalb nicht alles über die Zukunft der Spezies Mensch lernen.

Im Konkurrenzkampf könnte der Mensch seinen Vorsprung gegenüber anderen Arten gnadenlos ausnutzen. In der Vergangenheit sind viele Arten ausgestorben, wobei wir annehmen, dass sie sich Umweltveränderungen nicht schnell genug anpassen konnten. Heute verändern wir Menschen unsere Umwelt vor allem selbst. Die Anforderungen in der Gesellschaft und im Beruf verändern sich schon innerhalb einer Generation, also lassen wir der genetischen Evolution nur eine geringe Chance zu unserer Anpassung. Unser Gehirn mit seiner Lernfähigkeit muss ausgleichen und leisten, wozu der Mensch nicht "entworfen" wurde, und es leistet das! Wir müssen - in Zukunft noch mehr - mit der Diskrepanz zwischen unseren geerbten Anlagen und unserer veränderten Umwelt klarkommen: Rückenschmerzen wegen "zu viel" Büroarbeit, Fettpolster wegen nicht eingetretener Hungerperioden, Kopfschmerzen wegen gehäufter Anforderungen schwieriger Aufgaben, Stresssymptome wegen zu viel Konkurrenz oder zu viel gleichzeitigen Tätigkeiten unter Leistungsdruck... Unser Wissen von gestern kann schnell veralten und das Wissen von heute kann morgen schon nutzlos sein. Wir werden zum Opfer unserer eigenen intellektuellen Fähigkeiten. Unsere Vorfahren kannten noch bleibende Werte und konnten auf verlässliches Wissen zurückgreifen. Für uns wird es immer dringlicher, aus der Masse an Informationen zur Qualität des Wesentlichen zu gelangen. Kein Mensch ist mehr in der Lage alles Wissen zu erfahren und zu speichern, kaum noch im eigenen Fachgebiet. Computer und Internet helfen uns als Wissensspeicher, beschleunigen und erleichtern die Suche. Bewusste geistige "Hygiene" kann jeder nur selbst üben, sich der Reizüberflutung, der Oberflächlichkeit zu entziehen und den vielfältigen Versuchungen seine Lebenszeit zu verschwenden...

Wir leben in permanenter Verunsicherung und werden uns noch mehr um das Gleichgewicht zwischen Körper und Geist bemühen müssen. Die Diskrepanz zwischen Veranlagung und neuen Anforderungen wird sich wohl noch vergrößern. Gute Zeiten für Therapeuten! Oder in einer ferneren Zukunft auch für Genmanipulation? Ganz sicher! Die Menschen haben schon immer alle Werkzeuge ausgenutzt, deren sie mächtig waren. Und durch sie ist der Mensch erst zu etwas Besonderem und "mächtig" geworden. Und diese Entwicklung ist sehr eindrucksvoll, ein direkter Weg führt von der Pfeilspitze aus Feuerstein bis zum Laserskalpell. Bisher haben wir es mehr schlecht als recht aber endlich doch nach jedem Rückschlag etwas besser verstanden, unsere Werkzeuge im Rahmen selbst aufgestellter ethischer und moralischer Grundsätze einzusetzen. Verantwortungsbewusstsein ist kein Fremdwort mehr und wird sich weiter entwickeln. Wir haben Glück, dürfen in einer Zeit leben, in der unsere Gesellschaft große persönliche Freiheiten erlaubt - ein Wert, der verteidigt werden will. Mehr Wahlfreiheit bedeutet freilich für jeden von uns auch, mehr Entscheidungen zu treffen.

Nach unserem Empfinden wird die Menschheit klüger. Unsere Natur scheint uns aber wenig Chancen gegeben zu haben, bestimmte Fragen zu beantworten, mit denen wir uns gerade als etwas Besonderes qualifiziert haben. Die Frage "wozu" - "weshalb existiert die Welt mit uns Menschen" - scheint von einem außermenschlichen Standpunkt aus unzulässig zu sein. Unsere Erfahrung, dass es für alles - unser Verhalten oder Ereignisse in der Natur - eine "Begründung" gibt, die man nur finden muss, um als Mensch alles nachvollziehen zu können, scheint für bestimmte Fragen nicht hilfreich zu sein. Die Evolution hat uns Menschen so geschaffen wie wir sind, um in unserer Welt zu überleben und uns zu reproduzieren, zur Entwicklung und Perspektive der Art beizutragen (biologischer Imperativ). Insofern dürfen wir uns nicht wundern, wenn die Ergründung des Mikro- und Makrokosmos uns nicht so leicht mit den uns mitgegebenen Sinnen gelingen kann und wir auch neue wenig anschauliche Wege fern unserer Intuition beschreiten müssen. Die Evolution hat uns die Fähigkeit zum Denken mit auf den Weg gegeben und damit zugleich ein Problem: Wir können nicht verstehen, weshalb wir sind, weshalb das Universum existiert.

Eine nie zu vollendende Aufgabe ist, das Universum in uns selbst zu ergründen. Ehrfurcht und Demut vor der Schöpfung sind dabei auch in Zukunft angesagt. Selbsterkenntnis hilft uns, das Göttliche in uns zu finden, das uns befähigt Selbstloses zu tun und unser Leben in Würde zu bestehen, auch Harmonie mit unseren Nächsten zu üben. Angesichts unseres zerbrechlichen und endlichen Daseins in der Welt von Fressen und Gefressen-Werden, von Naturkatastrophen und extrem lebensfeindlichen Bedingungen fast im ganzen Universum sollte uns die Suche nach dem Menschsein helfen, ein Gleichgewicht für unsere Seele zu finden, den Lebensmut und unsere Liebeskraft zu stärken. Anscheinend bemühen sich Menschen schon seit Urzeiten darum - seit sie ein Bewusstsein erlangt haben.

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