Antwort von Prof. Benedikt Grothe, Neurowissenschaftler an der Ludwig-Maximilians-Universität München und am Max Planck Institute für biologische Intelligenz in Martinsried:  Die einfach Antwort lautet: Weil die Frage unsinnig ist.

Natürlich lässt sich die für sehr spezielle Fragestellung – zum Beispiel wenn es um den Inhalt im Kurzzeitgedächtnis geht – durch psychologische Teste eine in-etwa-Äquivalenz der Leistung mit denen von digitalen Speichern herstellen. Wie sinnvoll dies außerhalb standardisierter psychologischer Gedächtnistests ist, deren Inhalte idealerweise nicht mit persönlichen Erfahrungen, Erwartungen und so weiter verknüpft werden sollte, bleibt fraglich.

Die "Datenmenge im Gehirn" in Bits abschätzen zu wollen ist jedoch aus einer ganzen Reihe von Gründen ein sinnloses Unterfangen:

1. Der Informationsgehalt von einem Bit basiert auf der Auswahl aus zwei möglichen, gleich wahrscheinlichen Zuständen (0,1) in digitalen Systemen. Die Annahme, unser Gehirn würde nach ähnlichen Prinzipen arbeiten ist irrig. Erstens sind mit Aktionspotenzialen – die oft als Evidenz für eine digitale Arbeitsweise des Gehirns herangezogen werden – nicht mit einer 1-0-Kodierungen zu vergleichen denn:

– das Nicht-Auftreten eines Aktionspotenzials kann nicht als "0" gewertet werden, da es keine universelle Taktfrequenz in unserem Gehirn gibt;

– Aktionspotenziale haben unterschiedliche Höhen, unterschiedliche Anstiegsflanken und unterschiedliche Dauer. Daraus ergeben sich unterschiedliche Integrale des Verlaufs und damit unterschiedliche Auswirkungen auf das Einströmen von Kalzium-Ionen in den Synapsen. Letztere regulieren die Transmitterausschüttung .

2. Synapsen funktionieren nicht digital, sondern sind dynamische, analoge und durch vielfältige Prozesse variierbarer Strukturen.

3. Auch das räumliche und zeitliche Aufsummieren synaptischer Eingänge im postsynaptischen Neuron erfolgt analog und kann wiederum in vielfältiger Weise moduliert werden.

4. Aktionspotenziale hemmender wie auch modulierender Neurone sind informationstechnisch nicht einfach zu bewerten, unter anderem weil sie extrem vielfältig sind.

6. "Volume Transmission", die axonale, aber nicht synaptische Ausschüttung von Neurotransmittern oder modulatorischer Substanzen im Umfeld von Neuronen lässt sich nicht in Bitraten fassen, spielt aber eine sehr wichtige Rolle bei der Verarbeitung von Signalen innerhalb des Gehirns.

Allein aus diesen Gründen sind selbst grobe Abschätzungen, wieviel "Information", beispielsweise durch unsere Sinnessysteme in das Gehirn gelangen, nicht wirklich sinnvoll – zu dynamisch sind die Interaktionen beziehungsweise ist die Signalübertragung zwischen Neuronen in unserem Gehirn.

Wie absurd aber weitergehende diesbezügliche Betrachtungen sind, verdeutlicht ein einfacher Vergleich: Es sind nur wenigen Millionen Axone der Nerven der wichtigsten Sinnesorgane, die Aktionspotenziale in nachgeschaltete Zentren des Gehirns liefern. Demgegenüber steht die immense Zahl interner Verschaltungen. Alleine die wichtigste Verbindung der beiden Großhirnrinden, das Corpus callosum (Balken) besteht aus hundertmal mehr Axonen, als alle Nerven der Sinnensysteme zusammen. Das Gehirn spricht also weitestgehend mit sich selbst, bildet Hypothesen darüber, was da draußen gerade vor sich geht und filtert entsprechend die einlaufenden "Informationen". Viele Neurowissenschaftler sehen das aus dieser Tatsache abgeleitete Prinzip des "predictive coding" deshalb als eine der wichtigsten konzeptionellen Schritte zu Verständnis der Arbeitsweise unseres Gehirns an. Bitraten können hierzu nur wenig beitragen.

Protokolliert von Arvid Leyh.