Definition

Als Bindungsproblem bezeichnet man in den Neurowissenschaften eine Reihe von Fragen, die sich darum drehen, wie räumlich und zeitlich verteilte Informationen für Prozesse der Wahrnehmung, der Entscheidungsfindung und Handlung zusammengefügt werden. Das Bindungsproblem der Neurowissenschaften ist eng verwandt aber nicht identisch mit dem Kombinationsproblem der Philosophie des Geistes. Das ist hier kurz vorgestellt.

Das Bindungsproblem der Neurowissenschaften

Das Wort Bindungsproblem, auf Englisch binding problem wird vorzugsweise im Zusammenhang mit den Neurowissenschaften verwendet^[7]^[36], oft in Verbindung mit Konzepten der Informatik^[2]^[11]. Die Grundfrage ist dabei, wie räumlich und zeitlich verteilte Aktivitäten von Zellen des Gehirns so zusammenarbeiten, dass daraus integrierte Wahrnehmungen, Entscheidungen und Handlungen entstehen^[1]. Eine wichtige Rolle scheint dabei die Synchronisationen über gemeinsame Schwingungen zu spielen^[15]^[25]. Auffällig ist das Fehlen von eher philosophisch relevanten Begriffen wie Bewusstsein, Geist, Seele oder Psyche in Literturlisten zum Bindungsproblem. Die neurowissenschaftlichen Erklärungsversuche des Bindungsproblem scheinen vorrangig materialistisch motiviert zu sein. Eng verwandt mit dem Bindungsproblem ist das Konzept verteilter Systeme (distributed systems) aus der Informatik, etwa ein Multiagentensystem ↗

Das Kombinationsproblem der Psychologie

Verwandt mit dem Bindungsproblem, aber nicht identisch gebraucht, ist die Idee des Kombinationsproblem der Psychologie und Philosophie. Hier ist die zentrale Frage, wie aus verteilten Bewusstseinen, dem hypothetische Mind-stuff^[38] oder Zellseelen^[39] ein übergeordnetes, ganzes Bewusstsein werden soll. Eine frühe Formulierung findet sich bereits bei William James^[40]. Siehe auch Kombinationsproblem ↗

Fußnoten

[1] Feldman, Jerome, das Bindproblem dreht sich um verteilte Information: "One of the most famous continuing questions in computational neuroscience is called 'The Binding Problem'. In its most general form, 'The Binding Problem' concerns how items that are encoded by distinct brain circuits can be combined for perception, decision, and action." In: Jerome Feldman: The Neural Binding Problem(s). University of Berkeley. Veröffentlicht um das Jahr 2011 (abgeschätzt nach der zitierten Literatur). Online: https://www1.icsi.berkeley.edu/pubs/ai/ICSI_NBPs12.pdf

[2] Barrett L, Feldman JA, Mac Dermed L (2008) A (somewhat) new solution to the binding problem. Neural Computation 20:2361-2378

[3] Bouvier S, Treisman.A (2010) Visual feature binding requires reentry. Psychological Science 21:200-204

[4] Brockmole JR, Franconeri SL (eds) (2009) Binding. Visual Cognition 17(1-2):1-292

[5] Browne A, Sun R (2000) Connectionist variable binding. Springer Verlag, Heidelberg

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[10] Fries P (2005) A mechanism for cognitive dynamics: Neural communication through neuronal coherence. Trends Cogn Sci 9:474-480

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[21] Sato Y, Jenia J, Burwick T, von der Malsburg C (2010) Dynamic Link Models for Global Decision Making with Binding-by-Synchrony. In: NaBIC: Second World Congress on Nature and Biologically Inspired Computing, Fukuoka, Japan. 15-17 December 2010

[22] Shadlen MN, Movshon JA (1999) Synchrony unbound: a critical evaluation of the temporal binding hypothesis. Neuron 24:67–77

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[25] Sommer FT (2013) Neural oscillations and synchrony as a mechanism for coding, communication and computation in the visual system. In: Werner JS, Chalupa LM (eds)

[26] Treisman A (1999) Solutions to the binding problem: Progress through controversy and convergence. Neuron 24:105-125

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[28] von der Marlsburg C, Phillips WA, Singer W (eds) (2009) Dynamic coordination in the brain: From neurons to mind - Ernst Struengmann Forum report, Frankfurt Am Main, Germany. MIT Press, Cambridge, MA

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[33] Wendelken C, Shastri L (2004) Multiple instantiation and rule mediation in SHRUTI. Connection Science 16:211–217

[34] Whitney D (2009) Neuroscience: Toward unbinding the binding problem. Curr Biol 19:251-253

[35] Zhang X, Wang R, Zhang Z (2010) Dynamic phase synchronization characteristics of variable high-order coupled neuronal oscillator population. Neurocomputing 73:2665-2670

[36] Zimmer HD, Mecklinger A, Lindenberger U (eds) (2006) Handbook of binding and memory: Perspectives from cognitive neuroscience. Oxford U Press, Oxford

[37] Das Kombinationsproblem behandelt die Frage, wie auch Mikro-Bewusstseinen eine übergeordnetes Bewusstsein entstehen soll: "According to constitutive micropsychism, micro-level entities have their own very basic forms of conscious experience, and in brains these micro-level conscious entities somehow come together to constitute human and animal consciousness. The problem is that this is very difficult to make sense of: “little” conscious subjects of experience with their micro-experiences coming together to form a “big” conscious subject with its own experiences." In: Stanford Encyclopedia of Philosophy. Dort der Artikel "Panpsychismus" in der überarbeiteten Version vom 13. Mai 2022, speziell der Abschnitt "4.2 The Comination Problem". Online: https://plato.stanford.edu/entries/panpsychism/#CombProb

[38] Mind-Stuff ist definiert als "the simple elements of which consciousness is composed". In: William Kingdon Clifford. Encyclopedia Britannica, 30 Apr. 2023. Siehe auch Mind-stuff ↗

[39] Über die Seele von Zellen: „Die wundervollste aller Naturerscheinungen, die wir herkömmlich mit dem einen Worte 'Geist' oder 'Seele' bezeichnen, ist eine ganz allgemeine Eigenschaft des Lebendigen. In aller lebendigen Materie, in allem Protoplasma müssen wir die ersten Elemente des Seelenlebens annehmen, die einfache Empfindungsform der Lust und Unlust, die einfache Bewegungsform der Anziehung und Abstoßung – Nur sind die Stufen der Ausbildung und Zusammensetzung dieser 'Seele' in den verschiedenen lebendigen Geschöpfen verschieden; sie führen uns von der stillen Zellseele durch eine lange Reihe aufsteigender Zwischenstufen allmählich bis zur bewußten und vernünftigen Menschenseele hinauf.“ In: Ernst Häckel: Die Welträtsel. Gemeinverständliche Studien über Monistische Philosophie. Neu bearbeitete Taschenausgabe. Leipzig. Alfred Kröner Verlag. 1909 (Erstausgabe 1899). Siehe auch Zellseele ↗

[40] Eine von mehreren frühen Fassungen des Kombinationsproblems von William James: "Take a hundred of them [feelings], shuffle them and pack them as close together as you can (whatever that may mean); still each remains the same feeling it always was, shut in its own skin, windowless, ignorant of what the other feelings are and mean. There would be a hundred-and first-feeling there, if, when a group or series of such feelings were set up, a consciousness belonging to the group as such should emerge. And this 101st feeling would be a totally new fact; the 100 feelings might, by a curious physical law, be a signal for its creation, when they came together; but they would have no substantial identity with it, nor it with them, and one could never deduce the one from the others, nor (in any intelligible sense) say that they evolved it." In: James, William, [1890] 1981, Principles of Psychology, vol. 1. Cambridge, MA: Harvard University Press. Siehe auch Kombinationsproblem ↗

[41] Kollektives Bewusstsein als eine Verbindung räumlich verteilter Menschen über Spiegelneuronen wird in enger Analogie zum klassischen Bindungsproblem betrachtet: "This paper discusses supportive neurological and social evidence for ‘collective consciousness’, here understood as a shared sense of being together with others in a single or unified experience." Die gemeinsame Erfahrung wird durch den neurologischen Prozess der Spiegel-Neuronen: "Combining these ideas with social mirror theory it is not difficult to imagine the creation of similar dynamical patterns in the emotional and even cognitive neuronal activity of individuals in human groups, creating a feeling in which the participating members experience a unified sense of consciousness. Such instances pose a kind of ‘binding problem’ in which participating individuals exhibit a degree of ‘entanglement’". Dabei betrachten die Autoren das kollektive Bewusstsein tatsächlich als ontologisch ein Bewusstsein, und nicht nur eine Gemeinsamkeit ähnlicher aber getrennter Inhalte: "The phrase collective consciousness is taken here in the strong sense of a shared feeling of being together with others in a single or unified field of experience. We contrast this with the ordinary meaning originally suggested by Émile Durkheim in 1893 to identify shared beliefs and moral attitudes within a society". In Allan Combs and Stanley Krippner: Collective Consciousness and the Social Brain. In: Journal of Consciousness Studies, 15, No. 10–11, 2008. Zur - hier ausdrücklich nicht gemeinten - Idee Durkheims, siehe Kollektivbewusstsein ↗