Descartes ist vor allem berühmt - oder berüchtigt - für seine radikale Unterscheidung von Materie (res extensa) und Geist (res cogitans). Mit dieser Unterscheidung hat er die Autonomie des Denkens und des Willens vor dem unerbittlichen Zugriff des Physikalisch-Naturgesetzlichen bewahren wollen, gleichzeitig aber hat er alles andere konsequenter als irgend jemand vor ihm diesem Zugriff preisgegeben - einschließlich des Lebens: Die Reizung der Sinnesorgane und die Verarbeitung der sensorischen Information im Gehirn sind für ihn rein mechanistische, kausal ablaufende Prozesse, und zwar bis zu dem Punkt, wo diese Prozesse auf der Ober fläche der Zirbeldrüse "Figuren" (wir würden heute sagen, "Repräsentationen") hervorrufen, die dann unmittelbar von der Seele wahrgenommen werden.

Vieles an der Wahrnehmungs- und Kognitionstheorie von Descartes ist außerordentlich hellsichtig. Er war mit den seinerzeit bekannten neurologischen, psychologischen und psychophysischen Befunden vertraut und hat diese mit seiner Gehirntheorie in Einklang zu bringen versucht. Den entscheidenden Schritt, auch den Geist und die Seele in ein naturwissenschaftliches Weltbild einzufügen, konnte er aus philosophisch-theologischen Gründen nicht tun, oder er hat ihn aus Furcht vor der kirchlichen Inquisition nicht gewagt.

Ein solcher Schritt ist auch heute noch den meisten von uns nicht möglich: Zu verschieden erscheinen die uns umgebende physische Natur und das uns innewohnende Geistige, Mentale: bewußte Wahrnehmung, Ichgefühl, Aufmerksamkeit, Denken, Vorstellen, Erinnern, Willensakt, Handlungsplanung. Diese geistigen Zustände haben nach unserem Empfinden keinen Ort, sie sind unstofflich, verbrauchen - so scheint es - keine Energie, unterliegen nicht den Naturgesetzen. Es erscheint undenkbar, geistige Zustände und damit letztlich uns selbst auf seelenlose, kausal ablaufende Naturvorgänge reduzieren zu können.

Dieser Descartessche Dualismus ist immer bekämpft worden, weil er mehr Probleme aufwirft, als er beseitigt. Wie kann denn - so heißt es - ein Geist, der nicht den Naturgesetzen unterliegt, auf das Gehirn und umgekehrt das Gehirn auf den Geist einwirken, ohne die Naturgesetze zu verletzen? Diesem Dilemma glauben manche wie John Eccles durch den Hinweis auf die begrenzte Gültigkeit des Kausalitätsprinzips im Bereich der Quantenphysik zu entgehen. Nach Eccles steuern Geist und freier Wille das Gehirn durch die Beeinflussung der Wahrscheinlichkeit, mit der an den Kontaktstellen zwischen den Nervenzellen, den Synapsen, Botenstoffe (Transmitter) ausgeschüttet werden. Hier sollen nichtkausale Quantenprozesse eine entscheidende Rolle spielen.

Dieser Ansatz ist von vornherein unbrauchbar, weil es keinerlei Beweis oder Hinweis dafür gibt, daß quantenmechanische Prozesse an einer einzelnen Synapse für das Funktionieren des Gehirns überhaupt eine Rolle spielen. Das menschliche Gehirn enthält zwischen hundert Milliarden und einer Billion Nervenzellen, wovon jede im Durchschnitt 10 000 Synapsen besitzt, was zwischen einer und zehn Trillionen Synapsen ergibt - eine unvorstellbar große Zahl. Bei neuronalen Prozessen, die kognitiven oder geistigen Akten zugrunde liegen, kommt es auf viele Millionen von Neuronen an und eben nicht auf eine einzige Nervenzelle, geschweige denn auf eine einzelne Synapse. Geistige Tätigkeit und das Steuern von Bewegungen durch das Gehirn beruhen auf makroskopischen physikalischen Vorgängen, die sehr viel Stoffwechselenergie benötigen. Das menschliche Gehirn verbraucht, obwohl es nur zwei Prozent des Körpervolumens ausmacht, rund zwanzig Prozent der Stoffwechselenergie. Innerhalb des Gehirns ist die Großhirnrinde, deren Aktivität für Geist und Bewußtsein notwendig ist, besonders energiezehrend.

Als Alternative zum Dualismus des Denkens wird ein radikaler Reduktionismus angeboten, für den Geist "nichts anderes" ist als ein besonderer Zustand von Gehirntätigkeit. Diese Alternative war aber so lange von philosophischer und psychologischer Seite nicht ernst zu nehmen, als es keine empirisch-experimentellen Möglichkeiten gab, eine solche Reduzierbarkeit zu beweisen oder zumindest plausibel zu machen.

Dies scheint sich mit der rasanten Entwicklung der Hirnforschung grundlegend gewandelt zu haben. Hier sind neben einer verbesserten EEG-Technik zur Aufzeichnung von Hirnströmen vor allem die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und die funktionelle Kernresonanz-Spektroskopie (fNMR, "Functional Imaging") zu nennen. Diese Methoden messen die elektrische Aktivität des Gehirns nicht direkt, sondern beruhen auf der Tatsache, daß neuronale Erregungen von einer lokalen Erhöhung der Hirndurchblutung und des Hirnstoffwechsels (vornehmlich hinsichtlich des Sauerstoff- und Zuckerverbrauchs) begleitet sind.