Menschliche Mustererkennung: 4 Merkmale, die sie so effektiv machen

Ray Kurzweil vertritt die Ansicht, dass das Gehirn den Geist durch hierarchische Mustererkennung erzeugt. Er identifiziert vier Schlüsselmerkmale, die das menschliche Mustererkennungssystem so leistungsfähig machen. Zusammen erklären sie alles, von der Frage, warum blinde Menschen Sprache in ihrem visuellen Kortex verarbeiten können, bis hin zu der Frage, wie wir ein ausgefeiltes moralisches Denken entwickeln.

Lesen Sie weiter, um mehr über diese Funktionen zu erfahren und wie sie zusammenwirken, um etwas wirklich Bemerkenswertes zu erreichen.

Mustererkennung beim Menschen

Unter Wie man einen Geist erschafftstellt Ray Kurzweil die These auf, dass der Geist aus der hierarchischen Mustererkennung im Neokortex entsteht. Kurzweil legt vier Merkmale dar, die das Mustererkennungssystem des Menschen so effektiv machen: Plastizität, Integration mit motivationalen Systemen, spezialisierte Strukturen für komplexe Emotionen und kontinuierliches Lernen. Mit Hilfe dieser vier Merkmale schafft das Gehirn das gesamte Spektrum menschlicher kognitiver Fähigkeiten durch einfache, wiederholte Strukturen der Mustererkennung.

Merkmal Nr. 1: Plastizität

Einer der überzeugendsten Beweise für Kurzweils Theorie ist die Plastizität des Gehirns - seine Fähigkeit, sich neu zu organisieren und anzupassen. Da alle Regionen des Neokortex denselben Algorithmus zur Mustererkennung verwenden, können laut Kurzweil verschiedene Bereiche einander bei Bedarf ersetzen. Diese Flexibilität manifestiert sich auf dramatische Weise: Menschen, die blind geboren wurden, können ihren visuellen Kortex für die Sprachverarbeitung nutzen. Schlaganfallopfer können manchmal verlorene Funktionen wiedererlangen, indem andere Hirnregionen die Arbeit der geschädigten Bereiche übernehmen. Kinder, denen eine ganze Gehirnhälfte entfernt wurde, können dennoch eine normale Intelligenz entwickeln, wobei die verbleibende Hemisphäre Funktionen übernimmt, die normalerweise auf beide Seiten verteilt sind.

Kurzweil argumentiert, dass die Fähigkeit einer Hirnregion, eine andere zu ersetzen, unmöglich wäre, wenn verschiedene Regionen grundlegend unterschiedliche Verarbeitungsmethoden verwenden würden. Die Tatsache, dass ein Gehirnbereich, der für das Sehen "konzipiert" ist, erfolgreich Sprache verarbeiten kann, legt nahe, dass sowohl das Sehen als auch die Sprache auf denselben zugrunde liegenden Prinzipien der Mustererkennung beruhen.

Merkmal #2: Integration mit antiken Motivationssystemen

Kurzweil erklärt, dass der Neokortex zwar für die anspruchsvolle Mustererkennung zuständig ist, aber nicht isoliert arbeitet. Stattdessen arbeitet er mit viel älteren Gehirnstrukturen zusammen, die unsere grundlegenden Triebe und Emotionen erzeugen. Diese alten Hirnregionen - darunter die Amygdala (die Angstreaktionen auslöst), der Nucleus accumbens (der Lustgefühle erzeugt) und andere Teile des limbischen Systems - erzeugen die Motivationen, die unsere Vorfahren am Leben hielten: die Suche nach Nahrung, das Vermeiden von Raubtieren, die Partnersuche und der Schutz des Territoriums. Kurzweil zufolge ersetzt der Neokortex jedoch nicht die von älteren Hirnregionen erzeugten Antriebe, sondern lenkt sie lediglich um.

Das alte Gehirn erzeugt grundlegende Motivationen durch Lust- und Angstreaktionen, während der Neokortex Strategien zur Erfüllung dieser Triebe entwickelt. Der Trieb, Gefahren zu vermeiden, könnte sich beispielsweise darin äußern, dass man fleißig arbeitet, um den Chef zu beeindrucken (um den Arbeitsplatz zu sichern). Der Jagdinstinkt könnte in das Schreiben eines Buches oder in sportliche Wettkämpfe umgelenkt werden (der Drang, zu jagen und zu fangen, wird in Leistung umgewandelt). Die Partnerschaft zwischen dem Neokortex und älteren Teilen des Gehirns erklärt, warum unser Verhalten sowohl rationale als auch emotionale Komponenten hat.

Merkmal Nr. 3: Spezialisierte Strukturen für komplexe menschliche Emotionen

Kurzweil weist auch auf spezialisierte Gehirnstrukturen hin, die einzigartige menschliche Fähigkeiten ermöglichen. Er hebt die Spindelneuronen hervor - spezialisierte Gehirnzellen mit weitreichenden Verbindungen, die sich über das gesamte Gehirn erstrecken -, die für die Verarbeitung komplexer Emotionen wie Liebe, moralisches Urteil und ästhetische Wertschätzung entscheidend sind. Der Mensch verfügt über etwa 80.000 dieser Zellen, während Menschenaffen weit weniger haben und andere Säugetiere ganz ohne sie auskommen.

Diese Neuronen werden bei intensiven emotionalen Erlebnissen aktiv, etwa wenn man einen romantischen Partner sieht oder sein Kind weinen hört. Ihre umfangreiche Konnektivität ermöglicht es Emotionen auf höherer Ebene, Informationen aus verschiedenen Gehirnregionen zu integrieren, obwohl sie nicht an rationalen Problemlösungen beteiligt sind - was erklärt, warum man Erlebnisse wie Verliebtheit oder emotionale Reaktionen auf Musik nicht bewusst steuern kann. Menschliche Säuglinge entwickeln Spindelneuronen zwischen vier Monaten und drei Jahren, was mit der entstehenden Fähigkeit zu moralischem Denken und emotionalem Verständnis zusammenfällt. Kurzweil zufolge deutet dieses Timing darauf hin, dass unsere hochentwickelten emotionalen und moralischen Fähigkeiten von der Mustererkennung abhängen.

Merkmal Nr. 4: Kontinuierliches Lernen während des gesamten Lebens

Kurzweil erklärt, dass der Neokortex im Gegensatz zu anderen Hirnregionen, die durch die Genetik weitgehend vorprogrammiert sind, fast leer beginnt und während des gesamten Lebens kontinuierlich lernt. Der Neokortex beginnt während der fötalen Entwicklung zu lernen und baut durch ständige Interaktion mit der Umwelt hierarchische Muster auf. Wenn ein Baby kreisförmige Formen sieht - Räder, Kugeln, Teller, Gesichter -, lernen die Mustererkenner allmählich, "Kreisförmigkeit" als ein wiederkehrendes Merkmal zu erkennen. Wenn das Kind mit komplexeren Mustern konfrontiert wird, lernen die Erkennungsfunktionen auf höherer Ebene, grundlegende Merkmale zu anspruchsvollen Konzepten wie Fairness, Schönheit oder Humor zu kombinieren.

Entscheidend ist, so Kurzweil, dass Lernen und Erkennen gleichzeitig stattfinden. Sobald ein Mustererkenner lernt, ein bestimmtes Muster zu identifizieren, beginnt er sofort, zur Erkennung dieses Musters in neuen Situationen beizutragen. So kann der Neokortex sein Verständnis der Welt auf der Grundlage neuer Erfahrungen ständig verfeinern und aktualisieren.

Wie Babys lernen, Gesichter zu erkennen

Das Lernen könnte chaotischer sein, als Kurzweils saubere Progression vermuten lässt. Forschungen über die Entwicklung der Gesichtserkennung bei Säuglingen zeigen, dass Neugeborene anfangs nicht speziell von Gesichtern ange zogen werden, sondern von allen Mustern, die mehr visuelle Elemente im oberen Teil aufweisen. Säuglinge lernen also zunächst, "kopflastige" visuelle Muster zu bevorzugen. Dann lernen sie durch wiederholten Kontakt mit Gesichtern über mehrere Monate hinweg, was Gesichter besonders macht und was sie von anderen kopflastigen Mustern unterscheidet. Erst danach können sie lernen, einzelne Menschen zu erkennen, was Kurzweils Vorstellung erschwert, dass Mustererkenner sofort damit beginnen, die spezifischen Muster zu lernen, die sie erkennen sollen, sobald sie diesen Mustern ausgesetzt sind.

Der Prozess des hierarchischen Lernens verläuft auch weniger linear als Kurzweil beschreibt. Während Säuglinge von der einfachen zur komplexen Erkennung fortschreiten, verlieren sie auf dem Weg dorthin Fähigkeiten durch "Wahrnehmungsverengung". Anfänglich können Neugeborene Gesichter aus allen ethnischen Gruppen gleich gut verarbeiten, aber mit drei Monaten erkennen sie Gesichter aus ihrer eigenen ethnischen Gruppe besser. Dieser Zeitplan widerspricht auch der Vorstellung vom gleichzeitigen Lernen und Erkennen: Das Erlernen des Erkennens von Gesichtern dauert viele Monate, und selbst Hirnregionen, von denen die Forscher annehmen, dass sie auf die Gesichtserkennung spezialisiert sind, benötigen zunächst umfangreiche Lernphasen.

Übung: Erkennen Sie die Mustererkennung Ihres Gehirns bei der Arbeit

Kurzweil argumentiert, dass alles menschliche Denken - von der grundlegenden Wahrnehmung bis hin zu komplexer Kreativität - aus der hierarchischen Mustererkennung hervorgeht. Wenn Sie sich bewusst machen, wie Ihr Geist Muster verarbeitet, können Sie sowohl die menschliche Intelligenz als auch das Potenzial künstlicher Intelligenzen besser verstehen.

Denken Sie an einen kürzlichen Moment, in dem Sie eine kreative Einsicht oder einen "Aha!"-Moment hatten. (Vielleicht haben Sie z. B. erkannt, dass ein Kommunikationsproblem mit einem schwierigen Kollegen den Meinungsverschiedenheiten mit Ihrem Teenager zu Hause ähnelt, was Sie dazu veranlasst hat, bei der Arbeit einen anderen Ansatz zu wählen.) Beschreiben Sie, was passiert ist, und versuchen Sie, die verschiedenen Muster zu erkennen, die Ihr Verstand verbunden hat. Welche Muster auf einer niedrigeren Ebene (Fakten, Erfahrungen, Konzepte) wurden kombiniert, um Ihre Erkenntnis auf einer höheren Ebene zu schaffen?
Denken Sie an eine Fähigkeit, die Sie beherrschen (Autofahren, Kochen, ein Instrument spielen, usw.). Wie hat sich Ihre Mustererkennung verändert, als Sie erfahrener geworden sind? Welche Muster erkennen Sie jetzt automatisch, während Sie sich früher bewusst darum bemühen mussten?
Denken Sie an die digitalen Technologien, die Sie regelmäßig nutzen - Suchmaschinen, Navigations-Apps, Empfehlungssysteme oder Sprachassistenten. Wie könnten diese Tools bereits Ihre Fähigkeiten zur Mustererkennung verbessern? Welche Muster können Sie damit erkennen, die Sie selbst vielleicht übersehen würden?

Mustererkennung weiter erforschen

In seinem Buch erklärt Kurzweil nicht nur, wie das menschliche Gehirn sein Mustererkennungssystem implementiert, sondern er sagt auch voraus, dass Computersysteme irgendwann eine Mustererkennung auf menschlichem Niveau erreichen werden. Erfahren Sie mehr in unserem Leitfaden zu Wie man einen Geist erschafft.