07/09/2010 00:00
Digitale Lebenswelten
Dass die Natur keine Sprünge macht, sondern in Kontinuen sich entwickelt, ist seit der antiken Philosophie eine Erkenntnis, deren Gewinn auch auf die Gemütsruhe des Menschen einwirkt. Man könnte di... »
Diskussion
des Autors dazu führt, diesem, trotz seiner Rückgriffe
in die Vergangenheit, ziemlich auf die IT focussierten
Artikel einen andern nachfolgen zu lassen.
Dieser müsste sich mit den Gefahren des digitalen
Denkens der Menschen auseinandersetzen. Dass es
nur selten ein 'schwarz oder weiss' gibt,
ein '0 oder 1', sondern das die Komplexität der
auf die Menschheit zukommenden und von ihr zu
lösenden Probleme ein Denken erfordert, in
welchem neben schwarz und weiss alle
Abstufungen von Grautönen vorhanden sind.
Das Digitale ersetzt das Analoge nicht,
es ergänzt es.
Viele Leser werden nicht wissen, dass auch
das beim Menschen vorhandene neuronale
Reizleitungssystem sich auf das Digitalprinzip
stützt. Frenk möge mich korrigieren oder ergänzen...
Du hast recht. Die Digitalisierung ist keine Erfindung des Menschen. Und vielen ist nicht bewusst, dass beide Signalverarbeitungen parallel existieren - in der Natur und in der Technik. Der Digital-Analog-Wandler und sein inverser Gegenspieler, der Analog-Digital-Wandler (Englisch: ADC, DAC), ist ein unverzichtbarer Baustein der Elektronik. So kommt Musik ohne den einen nicht auf die CD und ohne den anderen nicht aus dem Lautsprecher.
Deshalb irren Leute, die angebliche kalte, verzerrte, digitale Stufen auf der CD hören wollen, wonach sie die glorreiche Vinylplatte für die einzig wahre High Fidelity halten. Die euphonische Verzerrung der Letzteren vermag allerdings unser Trommelfell aufs Entzückenste zu stimulieren und, zusammen mit der Erinnerung an vergangene Tage, holographische Bühnenbilder zwischen unsere Ohren zu zaubern.
Daselbst sind beide Signalverarbeitungen aufs intimste miteinander verquickt. So empfängt ein sensorisches Neuron analoge Signale aus der Umwelt, die es digital weiterleitet - mit dem Aktionspotential (vgl. auch saltatorische Reizleitung). An der Verbindungsstelle zum nächsten Neuron - der Synapse - findet eine analoge Übertragung statt, die gequantelt ist. Das ist nur ein scheinbarer Widerspruch. Die Ausschüttung des Neurotransmitters erfolgt zwar in kleinen Paketen, die Summe ist aber von der Frequenz der ankommenden Aktionspotentiale abhängig. Die Pakete sind sehr klein, wie auch einzelne Ströme von Ionenkanälen. Die zeitliche Summierung der einzelnen Päckchen ergibt dann eine glatte, analoge Signalkurve.
Darauf bestimmen die Neurotransmitter-Rezeptoren, wie es mit der Reizleitung weitergeht. Erfolgt, einerseits, ein zeitliche und örtliche Summation, die einen Schwellenwert überschreitet, kommt es zur Weiterleitung, sonst nicht. Erfolgt, andererseits, die Stimulation der Rezeptoren stark und übere längere Zeit, werden die an der synaptischen Struktur beteiligten Komponenten angepasst. Man spricht in der Physiologie von Modulation, in der Psychologie von Lernen (learning and memory).
Die Reizleitung endet dann wieder analog, zum Beispiel am Muskel. So kommt der Gedanke vom "freien Willen" eine Aktion auszuführen. Das Grosshirn gibt dazu den Befehl. Das Kleinhirn übernimmt das Feintuning, damit die Bewegung in all seiner Komplexität orchestriert wird und alle an der Aktion beteiligten Muskeln zur richtigen Zeit, mit der nötigen Schnelligkeit und Kraft angespannt und erschlafft werden. Dies erfolgt in der Regel über die Rekrutierung von einzelnen Muskelfasern anhand von vielen neuromuskulären Synapsen. So können wir mit demselben System den Meissel mit den Hammer schlagen oder eine Feder in ein Uhrwerk einbauen.
Ist es nicht faszinierend in was für einer bunten Welt wir leben? Wer möchte sich da schon mit schwarz oder weiss, digital oder analog begnügen...;-)
Ich danke Dir für den neurophysiologischen
Update.
Das mit der Pulshäufigkeits-Modulation
haben die Neuronen sich ja schlau
ausgedacht . Die müssen auch von S/N
und Signalregeneration schon etwas
gewusst haben. Wenn Neuronen
patentieren lassen könnten, dann wären
die Bell laboratories längst pleite...
Lassen wir's also weiterhin modulieren bzw.
lernen. Nicht nur A/D und D/A -mässig sondern
in allen Dimensionen, wie Du sagst...
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