Die Digitalisierung hat in den letzten Jahrzehnten rasant zugenommen und durchdringt nahezu alle Lebensbereiche. Von der Art, wie wir kommunizieren, lernen und arbeiten, bis hin zu unseren Freizeitaktivitäten - digitale Technologien sind allgegenwärtig. Diese tiefgreifende Transformation wirft jedoch auch Fragen auf, insbesondere im Hinblick auf die Auswirkungen auf unser Gehirn und unsere kognitiven Fähigkeiten. Dieser Artikel beleuchtet die vielfältigen Einflüsse der Digitalisierung auf unser Gehirn, von den Veränderungen in Lernprozessen bis hin zu den Herausforderungen durch Künstliche Intelligenz (KI), und bietet Strategien, wie wir unser Gehirn trainieren können, um die Möglichkeiten der digitalen Welt optimal zu nutzen und gleichzeitig negativen Auswirkungen entgegenzuwirken.
Die Neuroplastizität des Gehirns: Anpassung an digitale Reize
Unser Gehirn ist ein unglaublich anpassungsfähiges Organ. Milliarden vernetzter Nervenzellen arbeiten zusammen, wobei verschiedene Areale unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Diese Anpassungsfähigkeit, auch Neuroplastizität genannt, ermöglicht es dem Gehirn, sich an neue Erfahrungen und Anforderungen anzupassen. Die Digitalisierung stellt unser Gehirn vor neue Herausforderungen, indem sie die Reizdichte und -frequenz erhöht.
Veränderungen in Lernprozessen
Experten zufolge verändert die Digitalisierung die Lernprozesse im Gehirn. Neurobiologe Martin Korte von der TU Braunschweig erklärt, dass bereits die Nutzung technischer Geräte wie Tablets beim digitalen Lernen extra Aufmerksamkeit und Energie erfordert, da neben der inhaltlichen Verarbeitung auch die Bedienung der Technik Konzentration beansprucht. Das Scrollen über mehrere Seiten hinweg und das Eintauchen in Hyperlinks kann anstrengend sein, um den inhaltlichen Bezug nicht zu verlieren und den Überblick im Kopf wiederherzustellen.
Die Rolle von Künstlicher Intelligenz (KI)
Künstliche Intelligenz (KI), insbesondere Programme wie ChatGPT, stellt neue Anforderungen an unser Gehirn. Psychologe und Hirnforscher Peter Gerjets vom Leibniz-Institut für Wissensmedien in Tübingen betont, dass es im Bildungsprozess nicht passieren darf, dass der aktive Lernprozess an KI ausgelagert wird und das Gehirn nicht gefordert wird. Er warnt davor, dass eine bestimmte Fähigkeit geschwächt wird, wenn sie nicht mehr benötigt wird, und sich dies auf die entsprechenden Hirnareale auswirkt.
Kognitives Off-Loading: Chancen und Risiken
Die Abgabe kognitiver Arbeitsleistungen an KI, das sogenannte "kognitive Off-Loading", ist immer mit der Frage verbunden, ob damit Freiräume entstehen, die das Gehirn für andere Aufgaben nutzen kann. Gerjets vergleicht dies mit der Einführung von GPS-Navigationssystemen. Zwar ermöglicht der Taschenrechner ein schnelleres Dividieren, aber die Fähigkeit zu dividieren leidet, was sich auf die entsprechenden Hirnareale auswirkt.
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Bewertung von Informationen
Gerjets betont, dass die Fähigkeit, neue Informationen zu bewerten, auszuwählen und Quellen zu vergleichen, immer wichtiger wird. KI-Tools wie ChatGPT erwecken oft den Anschein, korrekte Antworten zu geben, sprachlich glatt und fertig ausformuliert, aber ohne Quellenangabe. Dies stellt eine Herausforderung für unsere Fähigkeit zur kritischen Bewertung dar.
Multitasking und seine Auswirkungen
Viele Menschen nutzen mehrere Medien parallel, was zu einer ständigen Informationsflut führt. Obwohl wir manchmal das Gefühl haben, besonders effizient zu sein, verursacht Multitasking vor allem Stress. Wenn das Gehirn viele Dinge gleichzeitig machen muss, kommt es zur erhöhten Freigabe des Stresshormons Cortisol. Eine Studie der Universität Sussex hat außerdem herausgefunden, dass Menschen, die eine höhere Anzahl an Geräten gleichzeitig nutzen, eine geringere Dichte an der Substanz Gyrus Cynguli aufweisen, die wichtig für die emotionale und soziale Kontrollfunktion ist.
Überforderung und Erschöpfung
Ein permanentes Multitasking führt zu Erschöpfung im Gehirn. Schon die Nutzung technischer Geräte wie Tablets beim digitalen Lernen benötigt extra Aufmerksamkeit und Energie, weil neben der inhaltlichen Verarbeitung auch die Bedienung der Technik Konzentration beansprucht, schildert Neurobiologe Martin Korte von der TU Braunschweig.
Digitalisierung und die Entwicklung des Gehirns bei Kindern
Gerade bei Kindern ist die Nutzung von digitalen Geräten ein heiß diskutiertes Thema, denn längst ist klar: Die Gehirnentwicklung kann durch den Umgang mit digitalen Medien beeinflusst werden. Viele Kinder können schon in den jüngeren Jahren die Hände kaum vom Smartphone lassen. Welche Konsequenzen kann das auf die Gehirnentwicklung von Kindern haben? Dazu gibt es bisher noch wenig wissenschaftliche Aussagen. Was aber sicher ist: Die Synapsen im Gehirn leiden unter dem immer früheren Konsum von digitalen Medien.
Auswirkungen auf Synapsen
Das menschliche Gehirn besteht aus vielen hundert Milliarden Nervenzellen. Deren Verknüpfungen, sogenannte Synapsen, werden ständig abgebaut, neugebaut und umgebaut. Wird neues gelernt, entstehen neue Synapsen, was nicht gebraucht wird, wird gelöscht. Forscher gehen davon aus, dass bei digitalem Lernen weniger Synapsen aktiviert werden und somit auch weniger gelernt wird. Das Gelernte bleibt so meist oberflächlich.
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Training für das digitale Zeitalter: Mindlift und Strategien
Die Digitalisierung der Gesellschaft führt dazu, dass unser Gehirn täglich zahlreichen Ablenkungen ausgesetzt ist, welche es oft schwierig machen, uns gut zu konzentrieren. Wenn wir unser Leben durch digitale Helfer erleichtern, zum Beispiel Telefonnummern ins Handy tippen, anstatt sie uns zu merken oder Apps nutzen, anstatt selber eine Sprache zu lernen, verkümmern bestimmte Gehirnregionen.
Mindlift: Kontrolle über das Nervensystem
Der Autor Kasper van der Meulen hat ein Buch darüber geschrieben, wie man durch Mindlift wieder Kontrolle über das eigene Nervensystem bekommen kann. Für ihn ist der Schlüssel vor allem das Atmen.
- Box-Breathing: Setze dich an einen ruhigen Ort und konzentriere dich voll und ganz auf deine Atmung. Beginne zunächst langsam auszuatmen und dich darauf zu konzentrieren. Atme dann langsam tief durch die Nase ein und zähle dabei langsam im Kopf bis vier. Die Luft füllt deine Lungen und deinen Bauch. Halte dann die Luft an, zähle erneut bis vier. Atme dann durch den Mund für vier Sekunden aus. Halte die Luft anschließend wieder vier Sekunden an und wiederhole alles von vorne.
Förderung des Gehirns
Spiele ein Instrument, treibe Sport, der deine Koordinationsfähigkeit fördert, wie etwa Tennis, lerne eine Sprache oder mache Gedächtnisübungen: Je mehr reale Reize dein Gehirn zu verarbeiten hat, desto mehr Verbindungen muss es schalten. Diese neuronalen Verbindungen helfen deinem Gehirn, leistungsfähig zu sein und zu bleiben. Oder probiere es mal mit gezieltem Training durch digitale Medien: Gehirn und Gedächtnis lassen sich auch durch Apps trainieren. Mit der App Skillz trainierst du zum Beispiel Reflexe, Logik und Gedächtnis.
Auszeiten und digitale Entgiftung
Gönne dir eine Smartphone- und Multitasking-freie Zeit und schalte dein Handy nach 20 Uhr auch mal aus.
Die Rolle von Unternehmen: Prävention 4.0
Die Digitalisierung ist ein Innovationsmotor, der Arbeitsprozesse optimiert. Damit Unternehmen ihre Mitarbeitenden unterstützen, aber auch schützen können, bedarf es einer ganzheitlichen Aufklärung und einer grundlegenden organisationalen Debatte: Wie wollen wir Technologie in unserem Unternehmen einsetzen? Prävention 4.0 ist aus diesem Grund nicht nur personalisiert, sondern auch lebensphasenspezifisch, geschlechtergerecht und gendersensibel.
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Digitale Resilienz
Ein wichtiger Erfolgsfaktor in diesem Zusammenspiel aus Vorsorge und Selbstsorge ist die (digitale) Resilienz. Diese ist erlernbar. Denn ebenso, wie das menschliche Gehirn in der Lage ist, komplexe Sachverhalte oder digitale Tools zu verstehen und anzuwenden, so kann es auch für den bewussteren Umgang mit Technologien konditioniert werden. Unternehmen können digitalem Stress entgegenwirken, indem sie sich damit auseinandersetzen, wie viele Technologien sie gleichzeitig einführen und wie viele davon sie ständig erneuern.
Künstliche Intelligenz als Chance im Bildungsbereich
Gerjets sieht in KI-Tools wie ChatGPT enorme Chancen für den Bildungsbereich. Für Schülerinnen und Schüler könnten diese viele Vorteile haben, etwa beim Generieren von Übungsmaterial, beim Abfragen von Gelerntem. Ob sich womöglich langfristig auch Hirnstrukturen durch die Nutzung von KI ändern werden, sei noch nicht abzusehen, sagt der Tübinger Forscher.
KI an Hochschulen
Auch in der Hochschulwelt ist KI längst angekommen. In Bonn zeigte man sich kürzlich dennoch überrascht: Ein Test des Instituts für Medizindidaktik ergab, dass Studierende in fast der Hälfte der Fälle nicht korrekt zuordnen konnten, ob Multiple-Choice-Fragen von Mensch oder KI kamen. Zudem stuften sie die Schwierigkeit der Aufgaben als praktisch identisch ein, wie das Uniklinikum Bonn schildert.
Vom Biomasse-Gehirn zum Elektronengehirn: Die Zukunft der Intelligenz
Die Tatsache, dass der natürliche Intelligenzträger „Gehirn“ ein materielles Objekt ist, das physikalischen Grundsätzen unterliegt, mündet in der logischen Annahme, dass man auch im Computer vollständig nachbilden kann, was unser Gehirn leistet. Das wurde bereits im Bereich des Rechnens bewiesen: Künstliche Rechenmaschinen arbeiten schneller, leistungsfähiger und fehlerfreier als das menschliche Gehirn.
Die Denkmaschine
Selbst im Zeitalter von Computer, Digitalisierung und (schwacher) künstlicher Intelligenz stellt eine Denkmaschine nach menschlichem Vorbild eine besondere Herausforderung dar. Der Weg, künstliche neuronale Netze (KNN) nach dem Vorbild unseres Gehirns aufzubauen, hat zu enormen Leistungen in der KI geführt, im Bereich der Wahrnehmung und Mustererkennung menschliche Fähigkeiten zu übertreffen (z. B. ermüdungsfreies Erkennen von Phänomenen auf Bildern).
Starke KI
Prof. Dr. Robert Grebner, Präsident der Technischen Hochschule Würzburg-Schweinfurt, hat die Vision, eine künstliche Denkmaschine zu erschaffen, die über die Fähigkeiten des menschlichen Gehirns verfügt. Starke KI mit den acht Intelligenzfeldern kann durch maschinelle Konzeptualisierung (Entwerfen und Verifizieren von Konzepten durch Maschinen) realisiert werden und so die wesentlichen Bereiche der Intelligenz realisieren: Wahrnehmen, Denken und Handeln.
Die Chronologie der Maschinen: Von der Kraftmaschine zur Denkmaschine
Die Chronologie der aufeinander aufbauenden menschengeschaffenen Technologien und Maschinen von der Kraftmaschine bis zur Rechenmaschine in verschiedenen Epochen lässt auf eine logische Weiterentwicklung der Maschinen schließen: Auf der Grundlage der Digitalisierung wird sich die starke künstliche Intelligenz in einer Denkmaschine manifestieren. Das Zeitalter des Intellektualisierens der Maschinen beginnt.
CAIRO: Inkubator angewandter starker KI
Im Kompetenzzentrum für Künstliche Intelligenz und Robotik (CAIRO - Center for Artificial Intelligence and Robotics) bündelt die THWS ihre KI-Forschungsaktivitäten. Der Fokus liegt auf einem ganzheitlicheren Verständnis der KI und nicht auf isolierten Einzelszenarien, wie sie heutzutage noch üblich sind. Insbesondere werden dabei Methoden der starken KI mit denen angewandter KI entwickelt und verbunden. Starke KI bedeutet, dass die entwickelte Software eigenständig und problemorientiert denken und handeln kann, ähnlich oder genauso wie das menschliche Gehirn.