Die Hypothese des entropischen Gehirns findet als Modell für Bewusstseinszustände zunehmend Unterstützung

Warum das wichtig ist: Zu verstehen, was reiche, weite Bewusstseinszustände von eingeschränkten unterscheidet, könnte beeinflussen, wie wir Erkrankungen diagnostizieren und behandeln, von Depression über Demenz bis hin zu Bewusstseinsstörungen. Die Hypothese des entropischen Gehirns (Entropic Brain Hypothesis, EBH) bietet eine bewusst einfache Brücke zwischen der Physiologie des Gehirns und dem subjektiven Erleben. Dieser Übersichtsartikel, verfasst vom Urheber der Hypothese, zieht Bilanz über die Evidenz seit ihrer Einführung 2014 und ihrer Überarbeitung 2018.

Was behandelt wurde: Es handelt sich um eine narrative Übersichtsarbeit, nicht um ein neues Experiment. Die EBH besagt, dass innerhalb eines funktional relevanten Bereichs die Entropie (informationstheoretische Unvorhersagbarkeit) der spontanen Hirnaktivität die erlebte Weite eines Bewusstseinszustands abbildet. Der Artikel unterscheidet Komplexität vom Typ 1 (Entropie, die in Richtung reiner Zufälligkeit zunimmt) von Komplexität vom Typ 2 (strukturierte, skalenfreie oder kritische Organisation). Die EBH betrifft hauptsächlich Typ 1, und der Autor räumt ein, dass für eine umfassendere Erklärung möglicherweise Eigenschaften vom Typ 2 nötig sind. Die Hypothese entstand aus frühen Neuroimaging-Studien zu Psilocybin. Die verminderte Perfusion in der Arterial-Spin-Labelling-Messung wurde zunächst als thermodynamischer Effekt gedeutet, gilt heute aber wahrscheinlich als Vasokonstriktion und vorübergehende neurovaskuläre Entkopplung. Psychedelika werden inzwischen besser als Auslöser einer exzitatorischen Dysregulation beschrieben, besonders im Kortex. Die Ruhezustands-fMRT zeigt wiederholt eine Desynchronisation des Default-Mode-Netzwerks und eine verringerte Trennung zwischen Netzwerken.

Wichtigste Ergebnisse: Weite Zustände mit höherer Hirnentropie umfassen erfahrene Meditation, Flackerlichtstimulation, Nahtoderfahrungen ähnliche Erlebnisse, atypische Atmung, REM-Schlaf, die präiktale Aura, unbehandelte frühe Psychose und psychedelische Zustände. Zu den Zuständen verminderten oder fehlenden Bewusstseins mit niedrigerer Entropie zählen Bewusstseinsstörungen, Tiefschlaf, Anästhesie, Krampfanfälle, Zustände nach einem Schlaganfall, Altern, kognitive Beeinträchtigung und neurodegenerative Erkrankungen. EEG und MEG, ausgewertet mit der Lempel-Ziv-Komplexität (LZc), sind im zeitlichen Bereich besonders empfindlich. Die fMRT hat eine geringe zeitliche, aber hohe räumliche Auflösung, daher eignen sich für sie räumliche Metriken besser. Drei solcher Metriken sind die Konnektom-Harmonischen-Zerlegung, die normalisierte globale Signalkomplexität und kortikale Spiralwellen. Uneinheitliche fMRT-Befunde zur Entropie werden auf Unterschiede in der Sensitivität der Metriken zurückgeführt. Der Autor beansprucht konvergente, korrelative, prädiktive, diskriminative und externe Validität. Eine erhöhte Entropie unter Psilocybin in einem unterstützenden Umfeld sagte ein verbessertes Wohlbefinden nach einem Monat voraus. Entropieänderungen bilden selektiv die Weite des Erlebens ab und nicht die Erregung (Arousal). Eine entropiebezogene Funktion wird auch in der generativen KI verwendet, was für die Übertragbarkeit spricht.

Implikationen: Der Autor schlägt die EBH als Grundprinzip von Bewusstseinszuständen vor, das über bildgebende Verfahren, biologische Systeme und möglicherweise Substrate hinweg gilt. Er erörtert ihre Bedeutung für das Wesen des Bewusstseins, die psychedelische Therapie, psychische Erkrankungen, die Wirkweise wirksamer Behandlungen und das Verhältnis zwischen künstlicher allgemeiner Intelligenz und menschlicher Intelligenz. Der Zusammenhang zwischen niedriger Entropie und Altern oder Neurodegeneration legt nahe, dass die Hirnentropie als Marker der Hirngesundheit dienen könnte.

Einschränkungen: Die EBH ist deskriptiv und keine kausale Theorie des Bewusstseins. Sie ist einfach gehalten und könnte das Phänomen unzureichend abbilden, und es gibt bislang kein ebenso leistungsfähiges Maß für Komplexität vom Typ 2. Einige fMRT-Ergebnisse waren uneinheitlich, und der Übersichtsartikel stammt vom Urheber der Hypothese.