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Was die Sprachen von Nervenzellen und Menschen gemeinsam haben

Das Forscherteam um Gasper Tkacik vom IST Austria in Klosterneuburg hat analysiert, welche Signale eine Salamander-Netzhaut durch den Sehnerv schickt, wenn man ihr einen Schwarz-Weißfilm mit schwimmenden Fischen vorspielt. Als Werkzeug verwendeten sie dazu physikalisch-statistische Formeln aus der Thermodynamik.

"Wir fanden dabei eine ungewöhnliche Eigenschaft: Die Wahrscheinlichkeit, wie oft bestimmte Muster vorkommen, und die Anzahl ihres Auftretens sind unglaublich präzise ausbalanciert", sagte Tkacik gegenüber der APA. Es hängt also strikt zusammen, wie kompliziert und damit unwahrscheinlich, und wie (wenig) oft solche "Nervensprache-Worte" verwendet werden.

Zipfsches Gesetz

Ähnliche statistische Zusammenhänge gäbe es bei der menschlichen Sprache. Bekannt ist das als Zipfsches Gesetz, benannt nach dem US-Sprachwissenschafter George Kingsley Zipf, der es in den 1930er Jahren aufstellte.

Die Erkenntnisse lassen sich freilich auch in der Sprache der Thermodynamik formulieren: Demnach ergäbe sich aus der Entropie und der Energie jeder Nervenzelle eine mathematische Funktion, deren Form nahe einem (allerdings ungewöhnlichen) 'kritischen Punkt' ins Gleichgewicht verfällt. Ein 'kritischer Punkt' ist in der Thermodynamik das Ende einer Dampfdruckkurve, ab dem die Grenzen zwischen Gas und Flüssigkeit verschwinden. Mathematisch gesehen entspreche also die Verteilung von Botschaften, die etwa die Netzhaut an das Gehirn sendet, dem Verhalten von Materie nahe eines solchen kritischen Punktes, so die Forscher.

Service: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1514188112

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