Griffig & Glatt

Die Hand

Wenn Sie wissen wollen, was Sie so richtig zum Menschen macht, dann berühren Sie einfach einmal mit allen Ihren vier Fingerspitzen Ihren Daumen. Herzliche Gratulation! Außer dem Homo sapiens sapiens, dem modernen Menschen, kann das auf der Welt nämlich keiner.

Der Schimpanse, unser mit Abstand nächster Verwandter, kann seine Finger nur nach unten biegen und beherrscht somit nur den sogenannten „Koffergriff“ (denken Sie einfach daran, wie Sie einen altmodischen Koffer oder eine Tasche mit Henkel halten würden). Seine Finger und seine Handflächen sind länger, seine Daumen verhältnismäßig kürzer als unsere. Er hat weniger Muskeln im Daumen und eine leicht andere Handknochenstruktur. Das hört sich nicht nach übermäßig viel an, macht aber einen riesigen Unterschied.

„Die menschliche Hand ist ein komplett neues muskuloskeletales Organ. Es hat sowohl unsere Armbewegung als auch unser Gehirn radikal verändert. Seine Funktion steht im Zentrum der menschlichen Entwicklung in physischer, kognitiver und sozialer Hinsicht“, formuliert es etwa Frank Wilson, Autor des Buchs „The Hand – How its use shapes the brain, language and human culture“. Etwas vereinfacht gesagt: Es waren diese Unterschiede in unserer Hand, die uns zu dem machten, was wir heute sind.

Dank ihres speziellen Aufbaus können Menschen fester und stabiler zupacken und etwa Keulen oder Faustkeile schwingen – ein enormer Vorteil, wenn es darum geht, Werkzeuge zu bauen, Beutetiere zu erlegen oder dem Konkurrenten eins über die Rübe zu ziehen. Sie können Gegenstände mit enormer Präzision und Kraft werfen, was ganz neue Jagdtechniken und, etwas später, Baseball möglich macht. Und all diese Tätigkeiten sind so komplex und fordernd, dass manche Forscher meinen, dem Menschen sei erst wegen seiner komplizierten Hand ein so großes, leistungsstarkes Gehirn gewachsen. Die Hand hat 22 Gelenke und 35 bis 38 verschiedene Muskeln (je nachdem, wie man zählt).

Ein und derselbe Muskel kann unterschiedliche Bereiche bewegen. Das gibt ihr eine Bewegungsmöglichkeit von 27 Grad Freiheit, wie Mechaniker sagen. Zum Vergleich: Eine Tür hat einen Grad, ein Hubschrauber etwa hat sechs. Und in ihr befinden sich 17.000 Sensoren für Temperatur und Druck, was sie zu einem der sensibelsten Körperteile überhaupt macht. Sie ist extrem vielseitig: Wir benutzen sie, sowohl um Vorschlaghämmer zu bedienen als auch um Taschenuhren zu bauen. All das muss gesteuert und koordiniert werden – und das menschliche Gehirn ist so gut darin, dass trainierte Finger in weniger als einer halben Millisekunde reagieren können.

So kompliziert und einzigartig ist die Konstruktion, dass es Menschen zwar bereits gelungen ist, Roboter auf dem Mars landen zu lassen, aber nicht einmal ansatzweise, die menschliche Hand nachzubauen. „Sehr viele sehr intelligente Menschen arbeiten daran und es gibt weltweit etwa 400 bis 500 verschiedene Handroboterdesigns, aber wir kratzen bisher gerade einmal an der Oberfläche“, sagt Ravi Balasubramanian, Robotikprofessor an der Oregon State University und Mitherausgeber des Buchs „The Human Hand as an Inspiration for Robot Hand Development“. Was Balasubramanian am meisten an der menschlichen Hand fasziniert, ist, wie schnell Menschen lernen, verschiedene Dinge mit ihren Händen zu tun, und wie schnell sie auf die Umwelt reagieren können. „Wenn wir einen Karton angreifen und hochheben und wir wissen vorher nicht, ob er voll oder leer ist, werden wir ihn trotzdem auf Anhieb heben können. Das ist für einen Roboter eine extrem schwere Aufgabe.

Unsere Fähigkeit, mit unseren Händen die Physik zu begreifen, ist phänomenal.“ Balasubramanian arbeitet indes nicht nur daran, die menschliche Hand bzw. einige ihrer Funktionen nachzuahmen. Er untersucht auch, wie Roboterhände helfen können, das Original zu verbessern. „Wir arbeiten daran, das Design der Hand zu verändern, indem wir Biomechanik und Robotik in die Hand selbst einbauen. Wenn Sie zum Beispiel einen Schlaganfall haben und nur mehr 30 Ihrer 35 Handmuskeln benutzen können, dann ist es sehr hilfreich, zu wissen, wie eine Hand auch einfacher funktionieren kann“, sagt er. In ersten experimentellen Studien ist es so bereits gelungen, das Greifvermögen deutlich zu verbessern. Die Hand ist für Menschen mehr als nur ein Werkzeug. Sie hilft uns, unsere Welt wortwörtlich zu begreifen. Schon der griechische Philosoph Anaxagoras war davon überzeugt, dass der Mensch erst dank seiner Hände intelligent wurde.

Die Hand als Symbol für die göttliche Schöpfung und Einzigartigkeit zieht sich durch mehrere Jahrtausende menschlicher Geschichte – vom Alten Testament über Michelangelos Fresko bis hin zu dem schottischen Chirurgen Charles Bell, einem der Väter der modernen Neurologie, für den die menschliche Hand wegen ihrer Komplexität ein Beweis für die Existenz Gottes war. „Ich denke, dass Psychologen und Neurowissenschaftler bisher die Bedeutung der Anatomie der Hand unterschätzten, wenn sie versuchen, einige der Besonderheiten der menschlichen Wahrnehmung zu erklären“, sagt Wilson. „Auch die großen Schwierigkeiten in der Konstruktion und Steuerung von Armprothesen, die viele Wissenschaftler überrascht hat, liegen meiner Meinung nach daran, dass die einzigartige Anatomie der Hand immer noch zu wenig verstanden und geschätzt wird.“ Entwickelt hat sich die Hand über Jahrmillionen aus den Flossen eines Urfischs.

Bis heute hat sie viele Gemeinsamkeiten mit anderen Extremitäten wie etwa Fledermausflügeln. Lucy, das etwa 3,2 Millionen Jahre alte Fossil eines Vorläufers des Menschen, hatte bereits sehr ähnliche Hände wie wir, gleichzeitig war ihr Gehirn nicht größer als jenes eines Schimpansen – ein Hinweis darauf, was evolutionär zuerst kam. „Hand-, Kreativitäts- und Intelligenzentwicklung gehen zusammen“, schreibt der Handforscher Wilson. Menschen lernen viele Dinge schneller und effizienter, wenn ihre Hände mit ihm Spiel sind.

Auch mathematische oder physikalische Konzepte werden leichter verständlich, wenn die Schüler deren Auswirkungen direkt spüren. Das geht so weit, dass diese Unterschiede auch auf Gehirnscans erkennbar sind. Schon das lateinische comprendere (begreifen) stellt eine Verbindung zwischen Hand und Intellekt her – eine weitere Art, wie unser spezieller Griff uns zum Menschen macht.

Text: Tobias Müller | Fotos: Lukas Lorenz