Muster psychodelisch

Goldenfeld und seine Mitarbeiter haben ihre Theorie der visuellen Halluzinationen noch nicht experimentell getestet, aber in den letzten Jahren sind harte Beweise dafür entstanden, dass stochastische Turing-Muster in biologischen Systemen entstehen. Um 2010 hörte Goldenfeld von arbeiten von Ronald Weiss, einem synthetischen Biologen am Massachusetts Institute of Technology, der seit Jahren darum ringt, den geeigneten theoretischen Rahmen zu finden, um einige faszinierende experimentelle Ergebnisse zu erklären. Hellgefärbtes Muster mit handgezeichnetem Psilocybin oder halluzinogenen Pilzen auf schwarzem Hintergrund. Die Biofilme bildeten stochastische Turing-Muster, weil die Genexpression ein lauter Prozess ist. Laut Joel Stavans vom Weizmann Institute of Science in Israel ist dieser Lärm für Ungleichheiten zwischen den Zellen verantwortlich, die die gleichen genetischen Informationen haben können, sich aber dennoch anders verhalten. In kürzlich veröffentlichten Arbeiten untersuchten Stavans und seine Kollegen, wie Lärm in der Genexpression zu stochastischen Turing-Mustern in Cyanobakterien führen kann, alten Organismen, die einen großen Teil des Sauerstoffs auf der Erde produzieren. Die Forscher untersuchten Anabaena, eine Art von Cyanobakterien mit einer einfachen Struktur von Zellen, die in einem langen Zug miteinander verbunden sind. Die Zellen einer Anabaena können sich darauf spezialisieren, eine von zwei Aktivitäten durchzuführen: Photosynthese oder Umwandlung von Stickstoff in der Atmosphäre in Proteine. Eine Anabaena könnte zum Beispiel eine stickstofffixierende Zelle haben, dann 10 oder 15 Photosynthesezellen, dann eine weitere stickstofffixierende Zelle usw., in einem scheinbar stochastischen Turing-Muster. Der Aktivator ist in diesem Fall ein Protein, das eine positive Rückkopplungsschleife erzeugt, um mehr solcher Proteine zu produzieren. Gleichzeitig kann das Protein auch andere Proteine produzieren, die zu benachbarten Zellen diffundieren und die Produktion des ersten Proteins hemmen.

Dies ist das Hauptmerkmal eines Turing-Mechanismus: ein Aktivator und ein Inhibitor, der gegeneinander kämpft. In Anabaena treibt Lärm die Konkurrenz an. In den 1920er Jahren, Jahrzehnte bevor der Antikultur-Guru Timothy Leary an der Harvard University Wellen schlug, selbst mit LSD und anderen psychedelischen Drogen zu experimentieren, nutzte sich ein junger Wahrnehmungspsychologe namens Heinrich Klüver als Versuchskaninchen in einer laufenden Studie über visuelle Halluzinationen. Eines Tages in seinem Labor an der University of Minnesota, nahm er einen Peyote-Knopf, die getrocknete Spitze des Kaktus Lophophora williamsii, und dokumentierte sorgfältig, wie sich sein Gesichtsfeld unter seinem Einfluss veränderte. Er bemerkte wiederkehrende Muster, die eine auffallende Ähnlichkeit mit Formen trugen, die häufig in alten Höhlenzeichnungen und in den Gemälden von Joan Mira zu finden waren, und er spekulierte, dass sie vielleicht dem menschlichen Sehen angeboren waren.

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