Die Mechanismen der Intelligenz-Schwäche

Jérôme Lejeune

Sonderdruck aus "jahrbuch der Universität Düsseldorf 1972/73" Michael Triltsch Verlag Düsseldorf


Sommaire

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Vortrag anläßlich der Ehrenpromotion am 26. Januar 1973

Man kennt heute bereits eine recht große Anzahl von Krankheiten, die eine Intelligenzschwäche nach sich ziehen können, aber über die Mechanismen, die diese "Amputation" des Geistes bedingen, weiß man so gut wie nichts, Es ist aber von äußerster Wichtigkeit, eine Antwort auf diese Frage zu finden, denn wenn dem Arzt der Angriffspunkt des Leidens bekannt wäre, könnte er wirksame Palliative Maßnahmen ergreifen, auch wenn die Abläufe im Gehirn noch nicht vollständig bekannt sind, etwa so wie ein Pannenhelfer ein Auto an einem Wintermorgen in Gang bringt, indem er die Batterie auflädt, ohne sich dabei groß um die Gesetze der Elektrochemie bei niedrigeren Temperaturen zu kümmern.

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I. Intelligenz und Maschine

Es ist schon soviel über das Gehirn einerseits und die Maschine andererseits geschrieben worden, daß ich es mir ersparen kann, zwischen beiden nochmals eine Parallele zu ziehen. Vielleicht sollte ich aber doch die Grenzen und Mängel dieser Parallele aufzeigen, um denn zu versuchen, ob sich nicht doch praktische Erkenntnisse hieraus gewinnen lassen.

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a) Die Komplexität der Systeme

Die Tatsache, daß das menschliche Gehirn sehr viel komplexer ist als ein auch noch so großer Computer, läßt sich mit einfachen zahlen belegen. Unser Gehirn enthält wahrscheinlich 1010 bis 1011 Neuronen. Da jedes Neuron mit mehreren Hundert oder sogar mehreren Tausend anderer Neuronen verbunden ist, darf man die Gesamtzahl dieser Verbindungen mit 1012 bis 1013 veranschlagen. Größenordnungsmäßig liegt diese Zahl viele 1000mal höher, als die zahl der Bestandteile auch der leistungsfähigsten Maschine. Weiterhin dürfte sich auch das elektronische Funktionieren von Computern grundlegend von den biochemischen Reaktionen in den Nervenbausteinen unterscheiden.

Dieser Unterschied hat aber eine ganz besondere Bedeutung, weil er nämlich zeigt, daß Vorgänge, die an Intelligenz-Prozesse erinnern, ganz unterschiedliche Eigenschaften der Materie ins Spiel bringen können.

Während in einem Computer ein gerichteter ElektronenFluß ein Bauteil je nach seinem Zustand durchläuft oder nicht durchläuft, beruht die einfache PASCALsche Maschine lediglich auf der geometrischen Invarianz eines Festkörpers in Rad- oder Gestängeform. Andere Vorrichtungen, die auf der Flüssigkeits-Dynamik basieren, bestehen aus Flüssigkeits-Strahlen, die in verschiedener Weise abgelenkt werden können, wogegen Lasergeräte mit Photonen-Effekten arbeiten, und gewisse andere Systeme auf der gerichteten Wanderung einer magnetischen Blase beruhen.

Wie beschaffen auch die Physiologie dieser Systeme - wenn man sich so ausdrücken will- sein mag, ihnen allen sind bestimmte, offensichtlich unabdingbare Charakteristika eigen.

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b) Die Funktions-Bedingungen

Allen Maschinen ist eine Vielzahl von Schaltkreisen gemeinsam, denen potentiell eine logische Bedeutung zukommt.

Zweitens sind alle Systeme in der Lage, die Verknüpfungen der Effekte in einer bestimmten Richtung zu lenken und jede Stör-Diffusion auszuschalten. Jeder einzelne dieser möglichen Schaltkreise verfügt hierzu über Verzweigungen, deren Steuerung die einzuschlagende Bahn bestimmt.

Drittens bestehen alle Systeme aus Komponenten mit einer streng punktförmigen und lokalisierten Wirkung, die sich stets gleichbleibt und immer unter identischen Bedingungen in Gang gesetzt wird.

Schließlich läuft auch noch jede Kette von Effekten in einem bestimmten Zeitraum ab, damit ihre Auswirkungen von den Resultaten, die ein anderer Kreis ergeben hat, getrennt bleiben. Die Geschwindigkeit, mit der die grundlegenden Vorgänge ablaufen, ist also von absoluter Bedeutung und darf sich nicht ändern.

Alle heute bekannten Computer erfüllen diese unabdingbaren Voraussetzungen, weih sie sonst nicht betriebsfähig wären. Man darf hieraus folgern, daß das Substrat der Intelligenz den gleichen Notwendigkeiten entspricht.

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II. Defekte im Netz

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a) Zerstörungen der Struktur

Das Fehlen eines Netz-Teiles ist ein geläufiges Vorkommnis. In diesem Sinne sind Arrhinenzephalie bei Trisomie 13, oder Agenesis corporis callosi bei Trisomie 18 als Konstitutions-Fehler anzusprechen. Auch sekundäre Zerstörungen, etwa nach Anoxie, Blutung oder Infektion, oder infolge eines raumbeengenden Prozesses unter dem hydraulischen Druck eines Hydrozephalus, lassen das gesamte Netz oder einen Teil desselben ausfallen, und münden in einen geistigen Defekt.

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b) Ausfall von Schaltkreisen

Die angeborenen Intelligenz-Unterschiede könnten zum Teil mit der Qualität der Schaltkreise zusammenhängen, die sich im Laufe der Entwicklung des Individuums ausgebildet haben, und zwar bis weit über ihren Einbau im embryonalen Stadium hinaus, eventuell auch bis zum Erreichen des Alteis der Vernunft, das mit dem Ende der Myelinisierung der Nervenscheiden und der Ausbildung der meisten Leitungsbahnen zusammenfällt. Diese Entwicklung könnte durch toxische Einflüsse gestört werden. Mit einer Pathogenese dieser Art erklärt man sich z. B. die Geistesschwäche eines genetisch normalen Kindes, das von einer an Phenylketonurie leidenden Mutter geboren worden ist.

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c) Mängel der Isolierungen

Mängel an den Isolierungen, die das Netz gegen "Kurzschlüsse" schützen sollen, können Störungen anderer Art nach sich ziehen. Solche Schädigungen der Nervenscheiden sind leider nur zu gut bekannt bei der Tay-SachsKrankheit (metachromatische Leukodystrophie, Niemann-Pick-Krankheit, Raucher-Krankheit, usw.) Bei diesen Krankheiten führt die Kumulation von IsolationsSubstanzen oder von Derivaten derselben allmählich zur Inaktivierung und zum Absterben des Neurons, so daß schließlich die Leistung des Nervensystems zusammenbricht.

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d) Störungen der Verbindungen

Die Bauteile eines elektronischen Computers sind miteinander verlötet. Im Degensatz hierzu stellen die Synopsen, d. h. also die Umschaltstellen im Nervensystem, keine physikalische Kontinuität zwischen den einzelnen Neuronen her. Der Endknopf des Achsenzylinderfortsatzes ist sogar von der Rezeptorfläche des folgenden Neurons durch einen zwischenrauen von einigen Dutzend Ängström getrennt.

Wegen dieser Diskontinuierlichkeit wäre die Synapse also zwischen einer Lötstelle und einem Transistor einzuordnen.

Synopsen und Ranvier-Schürringe sind besonders verletzlich, weil ihre Funktion durch zahlreiche Substanzen blockiert werden kann, was durch pharmakologische Experimente eindeutig belegt wird.

Es könnte also durchaus der Fall eintreten, daß verschiedene im Organismus entstandene Moleküle das Funktionieren eines an sich normal gebauten Netzes verändern. Einer derartigen Lage sieht man sich in den meisten Fällen von Geistesschwäche gegenüber, in welchen keine ernstere anatomische Anomalie zu eruieren ist. Unter diesem Gesichtspunkt betrachtet könnte man bei diesen Patienten von irgendwie gearteten Drogen-Einflüssen sprechen.

Es ist sicher eine Binsenweisheit, daß eine Intoxikation die intellektuellen Fähigkeiten einschränken oder anregen kann. Auch der gewiegteste Rechenkünstler kann keine Quadratwurzel mehr ziehen, wenn er ein oder zwei Glas Wein konsumiert hat.

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e) Die Abrufgeschwindigkeit im Wegkreis

Wenn man die enorme Anzahl der Leitungen bedenkt, die für einen Schaltkreis erforderlich sind, wird man verstehen, daß jeder Wirksamkeits-Verlust sich in einer Verlängerung der Durchlaufzeit, beginnend mit einer einfachen Verlangsamung und endend mit einer fast vollständigen Blockade, niederschlägt. Die Intelligenzaktivität, kraft welcher wir die Außenwelt erfassen und begreifen, spielt sich in realer Zeit ab. Deswegen ist die Geschwindigkeit, mit der sie abläuft, von großer Bedeutung.

Jeder von uns weiß, daß der Bord-Computer der ersten Mond-Landefähre beim Anflug auf den Erdtrabanten praktisch "geistesschwach" wurde. Der Rhythmus, in welchem ihm die Meßdaten der Instrumente aufgegeben wurden, überstieg seine Fähigkeiten zur Informations-Auswertung. Eine ähnliche Abhängigkeit von der Zeit ist uns allen vertraut.

So wie man nicht "mit verhängtem Zügel" denken kann, so wenig darf man den Lauf der Gedanken zu sehr verlangsamen, weil man sonst "den Faden verliert". Klares Bewußtsein und logische Analyse verlangen einen ganz bestimmten Rhythmus, der nur in engen Grenzen willkürlich geändert werden kann.

Um dieses dynamische Gleichgewicht ohne eine beträchtliche Veränderung der Geschwindigkeiten sicherzustellen, wirkt das zentrale Netz einer möglichen Überlastung entgegen, indem es bestimmte Schaltkreise, die es üblicherweise steuert, ausschaltet. Es kommt vor, daß ein Mensch, der aufmerksam etwas Schönes betrachtet, den Mund aufsperrt und seine Zunge heraushängen läßt. So läßt auch der Geistesschwache seine Zunge heraushängen, wenn er sie nicht willkürlich zurückzieht, weil er nämlich seine geringen Möglichkeiten schonen muß.

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III. Biochemische Untersuchungen

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a) Das Molekül-Signalsystem

Die empfindliche Neuron-Membran ist mehr oder weniger mit der Molekül-Falle vergleichbar, die der bekannte MAXWELLsche Dämon betätigt, und die bestimmte Moleküle durchläßt, andere nicht. Die anflutende chemische Überträgersubstanz modifiziert selektiv die Durchlässigkeit der Membran für Ionen, und setzt sie damit in die Lage, Teilchen in gewisser weise zu sortieren und bestimmte Zonen bevorzugt passieren zu lassen.

Es ist nun keineswegs überraschend, daß man dem MAXWELLschen Dämon im Rahmen der Synopsen-Funktion begegnet, denn da das Gehirn ja dazu bestimmt ist, aus der Umwelt Informationen aufzunehmen, muß es teilweise in einer dem Fluß der Entropie entgegengesetzten Richtung arbeiten.

Bis heute kennt man etwa zehn Moleküle, welche eine Rolle als chemische Mittlersubstanzen spielen können. Man weiß ferner, daß eine gegebene Oberfläche eine spezifische Ansprechbarkeit für eine bestimmte Überträgersubstanz besitzt, für eine andere nicht, und daß ganze Kreise ausschließlich eine gegebene Mittlersubstanz benutzen, so das parasympathische System Acetylcholin, und die sympathischen NervenEndplatten Noradrenalin, usw.

Die Molekül-Spezifität der Hirnkreise ist sozusagen nach unbekannt, aber man könnte sich vorstellen, daß eine gemeinsame "Molekülsprache" die wesentliche Besonderheit dieser Kreise und vielleicht die Ursache ihrer relativen Autonomie ist.

Wenn man dies bedenkt, wird man verstehen, wieso bestimmte Intoxikationen oder auch bestimmte Funktionen wie z. B. Stimmungslage, Wachbewußtsein, Gedankenbildung oder Urteilsvermögen Einfluß nehmen können, wenn nämlich die ihnen zugrundeliegenden Schaltkreise von Rezeptoren gesteuert werden, die von diesen Giften oder Medikamenten beeinflußt werden.

Eine derartige Möglichkeit würde sich gut mit der Tatsache vereinbaren lassen, daß Stimmung und Gedächtnis bei vielen geistesschwachen Menschen erstaunlich gut erhalten sind, und daß sich die sittlichen und künstlerischen Fähigkeiten bei diesen Patienten oft vollkommen normal entwickeln.

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b) Die Struktur der Synapsen-Membran

Um einen Strom von ionisierten Teilchen steuern zu können, muß die Synopsen-Membran Poren aufweisen, deren Größe sowie elektronische Eigenschaften strikt spezifisch sind. Ihm aber auch das Molekül der angemessenen chemischen Mittlersubstanz "erkennen" zu können, muß die Membran Bereiche aufweisen, die derselben genau komplementär sind.

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c) Rezeptor-Störungen

So rein theoretisch diese Modelle auch sein mögen, so geben sie doch eine mögliche Erklärung für die oben erwähnten toxischen Effekte.

Wenn man von der Annahme ausgeht, daß ein Molekül in der Lage ist, sich mehr oder weniger gut an den ErkenntnisBereich anzulagern, ohne dabei aber die Ladungsschranke der Zonenpore in nützlicher Weise verändern zu können, so hätte man damit genau das Bild erreicht, das man sich von einer Leitungs-Störung macht. Es käme nunmehr zu einem Wettstreit zwischen chemischer Mittlersubstanz und abnormalem Molekül. Wenn sich letzteres sehr solide fixiert haben sollte, erfolgt eine vollständige Blockade, so wie sie Atropin auch bedingt. Ist die Fixierung unvollständig, wird die Wirkung der Mittlersubstanz zwar verzögert, sie obsiegt aber im Endeffekt.

Die Latenzzeit kommt in einer Verlängerung der Durchlaufzeit der Kreise zur Geltung, wodurch die Wirksamkeit des Netzes in gleicher Weise verringert wird.

Außerdem müßte die induktive Beweisführung, die hier auf acetylcholin-empfindliche Synopsen angewendet worden ist, auf alle anderen Synopsen-Typen (noradrenergische, dopaminergische, serotoninergische, histaminergische Synopsen, usw.) angewendet werden, ehe man eine vorläufige Bestandsaufnahme der empfindlichen Punkte ins Auge fassen kann.

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d) Systematische Untersuchung

Der tatsachliche Wert dieses theoretischen Modells ließe sich zum Teil an Hand einer klinischen Gegenprobe beurteilen. Die "Verschmutzung" eines Synapse eines bestimmten Typs müßte deren Reaktionen modifizieren, d. h. daß ein Patient, der an einer besonderen Stoffwechsel-Störung leidet, in einem solchen Falle bestimmte abnormale pharmakologische Sensibilitäten aufweisen müßte.

Trisomie 21-Patienten dieser Kategorie sprechen kochempfindlich auf Atropin an und reagieren mit einer sehr viel intensiveren Mydriase oder Tachykardie als ein gesunder Proband. Auch ihre Reaktion auf Ephedrin läßt paradoxe Besonderheiten erkennen.

Man könnte zur Untersuchung dieser Störungen eine ganze Batterie von pharmakologischen Tests in Stellung bringen. Tests in denen die Empfindlichkeit der Iris eine Rolle spielt, könnten z. B. zu einer echten pharmakologischen Prüfung ohne irgendein Risiko für den Patienten dienen.

Alle diese Möglichkeiten und auch noch viele andere, lassen vermuten, daß die Medizin der Intelligenz-Mängel nicht wegen ungenügender Therapie-Möglichkeiten ins Hintertreffen geraten ist, sondern weil das Wesen der Krankheit noch nicht erkannt ist. Deswegen müssen wir das Problem heuristisch angehen, wie im Vorstehenden gezeigt worden ist.

Mit diesen Gedankenabriß soll keine neue Beschreibung der merkwürdigen Wechselwirkung zwischen Geist und Materie versucht werden. Vielmehr wollte ich nur gewisse Dispositionen der Materie aufdecken, welche den Geist daran hindern, sich voll zu manifestieren.

Es ist kein überhebliches Unterfangen, die Krankheiten der Intelligenz heilen zu wollen.


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Literatur

1. LEJEUNE, J.: Sur un modele de recherche dans certains cas de débilité. C. R. Acad. Sciences Paris, 271, 2068-2069 (1970).

2. LEJEUNE, J.: Essai d'analyse topologique sur site cholinergique. C. R. Acad. Sciences Paris, 274, 3630-3631 (1971).