NEUROWISSENSCHAFT
Das Denken dopen
Wie können wir unserem Gehirn beim Lernen auf die Sprünge helfen? Unsere Aufmerksamkeit und unser Gedächtnis tunen? Übers Internet finden sich unzählige Tipps, Anleitungen und Apps, die rasch sensationelle Erfolge versprechen. Neuropsychologe Stephan Vogel hält nichts von diesem Hype, der keiner seriösen wissenschaftlichen Prüfung standhalten würde. Er erforscht, wie sich das Lernen tatsächlich verbessern lässt, speziell im Fach Mathematik. Dazu beobachtet er, welche Prozesse beim Rechnen im Gehirn ablaufen.
„Dass Mathematik nur die linke Gehirnhälfte fordert, ist ein klassischer Fehlmythos“, sagt Stephan Vogel. Beim Lösen von Rechenaufgaben sind mehrere Regionen unserer Schaltzentrale aktiv. „Für das Zahlenverständnis hat der Parietalkortex im Scheitellappen eine zentrale Funktion“, weiß der Forscher vom Institut für Psychologie der Universität Graz. Die Fähigkeit zur Verarbeitung numerischer Mengen scheint genetisch festgelegt zu sein. „Studien zeigen, dass bereits Säuglinge im Alter von sechs Monaten im Parietalkortex Sensitivität zeigen, wenn man ihnen Punktwolken präsentiert“, berichtet Vogel.
Im Frontalkortex wiederum sind unterschiedliche Regionen dafür zuständig, die eigenen Denk- und Lernprozesse zu beobachten und zu verstehen beziehungsweise gezielt zu steuern: „Das metakognitive Monitoring überwacht, ob wir alles richtig machen. Und das Controlling sucht nach Möglichkeiten, einen Fehler zu korrigieren. Dies könnte sein, noch einmal nachzurechnen oder einen anderen Lösungsweg zu wählen“, erklärt der Wissenschaftler.
Selbsteinschätzung als Schlüssel
Dieser Regelkreislauf des Überwachens der eigenen Handlungen und des Anpassens der Strategie spielt beim Lernen eine entscheidende Rolle. „Wer gut einschätzen kann, ob er oder sie eine Aufgabe verstanden hat oder nicht, ob ein errechnetes Ergebnis falsch oder richtig ist, tut sich im Allgemeinen wesentlich leichter beim Erwerben neuer Kompetenzen“, sagt Vogel und verdeutlicht dies anhand eines Beispiels: „Ein Schüler und eine Schülerin bereiten sich auf einen Test vor. Beide haben die Materie noch nicht ganz verstanden. Sie ist sich dessen bewusst und übt daher weiter. Er meint jedoch, bereits den Durchblick zu haben, und legt das Arbeitsbuch beiseite.“
Im Rahmen eines vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF geförderten Forschungsprojekts untersucht Vogel mit seinem Team, was im Gehirn abläuft, wenn die Instanzen der Metakognition ihre Arbeit erledigen. EEG und die funktionale Magnetresonanztomografie ermöglichen Einblicke in die neuronalen Prozesse. Zudem wird in Kooperation mit Kolleg:innen der Pädagogischen Hochschule Steiermark untersucht, wie sich die Metakognition bei Kindern entwickelt und wie sie den Kompetenzerwerb im Fach Mathematik unterstützt. Ziel ist, die Genauigkeit der subjektiven Einschätzung und damit den Lernerfolg zu erhöhen. Dies wird mit Schüler:innen trainiert, indem sie nach jeder Rechenoperation gefragt werden, wie sicher sie sich sind, dass ihr Ergebnis richtig oder falsch ist. Es folgt ein entsprechendes Feedback, um Einschätzung und Ergebnis analysieren zu können.
Fragwürdige Stimulationen
Führt tatsächlich kein Weg am Üben vorbei? Im Internet findet sich jede Menge zum Thema Neuroenhancement – Doping fürs Gehirn – mit Hilfe verschiedenster psychoaktiver Substanzen. Stephan Vogel rät von Selbstversuchen ab. Zum einen sind leistungssteigernde Effekte nur für ganz wenige Wirkstoffe nachgewiesen, zum anderen birgt die Einnahme das Risiko gefährlicher Nebenwirkungen.
Eine andere Idee ist, Lernprozesse durch sanfte elektrische Gehirnstimulation zu unterstützen. „Bisherige Studien konnten zur Wirksamkeit dieser Methode noch keine validen Ergebnisse liefern“, berichtet der Neuropsychologe der Uni Graz, der auch zu diesem Thema forscht. An die Kopfhaut angelegte Elektroden leiten elektrische Ströme mit einer Stärke von 1,5 Milliampere in bestimmte Gehirnregionen. „Wir untersuchen damit unter anderem, ob sich auf diese Weise das Verankern von mathematischem Faktenwissen – dazu zählt zum Beispiel das Einmaleins – beschleunigen lässt. Bei manchen Testpersonen zeigen sich geringe bis mittlere Effekte, bei anderen gar keine“, erzählt Vogel. Es brauche jedenfalls noch viel Forschung, um sagen zu können, ob diese Form der Gehirnstimulation wirkt beziehungsweise bei wem oder in Abhängigkeit von welchen Bedingungen.
Diskutiert werde eine Anwendung der Methode bei Kindern mit Dyskalkulie, einer Rechenschwäche, der ein mangelndes Zahlenverständnis zugrunde liegt. „Die Idee wäre, den Parietalkortex zu stimulieren, während das Kind numerische Aufgaben übt. So könnte möglicherweise die Sensitivität der für die Zahlenverarbeitung zuständigen Gehirnregion erhöht und damit der Lernprozess unterstützt werden“, schildert Vogel. Aus ethischen Gründen sind solche Forschungen bislang aber nur an Erwachsenen zulässig, da noch zu wenig über mögliche Auswirkungen bekannt ist.
Sich weiterentwickeln wirkt
Und wie hält ein Gehirnforscher seine grauen Zellen fit? Gleich vorweg: Ein Wundermittel gibt es nicht, sehr wohl aber einen förderlichen Lebensstil. „Ich arbeite täglich mit komplexen Themen, setze mir jeden Tag neue Lerninhalte und Ziele, versuche neue Fertigkeiten und Fähigkeiten zu entwickeln“, sagt der Neuropsychologe, der im ersten Beruf Kameramann beim ORF Tirol war und sich dann als Tauchlehrer in Asien immer mehr für die faszinierenden Fähigkeiten des Gehirns zu interessieren begann: „Schon damals fand ich es spannend, wie wir unter Wasser – in einer ganz ungewohnten Umgebung – zurechtzukommen.“ Das führte ihn zum Psychologiestudium an die Universität Innsbruck und schließlich in die neurowissenschaftliche Forschung.
Das tägliche Leben bietet genug Chancen, sich immer wieder neuen Aufgaben zu stellen und die grauen Zellen auf Trab zu halten. Wer ihnen noch einen Extra-Boost geben will, kann ein Musikinstrument lernen. Studien belegen, dass diese komplexe Herausforderung, die sowohl kognitive als auch motorische Fähigkeiten fordert, unser Gehirn besonders stark stimuliert.