Das menschliche Gehirn ist ein unglaublich komplexes Organ, das die Grundlage für all unsere Denkprozesse, Verhaltensweisen und Emotionen bildet. Insbesondere der Lernprozess ist ein faszinierendes Zusammenspiel verschiedener Hirnregionen und Funktionen. Dieser Artikel beleuchtet die Rollen der beiden Gehirnhälften, die neuronalen Mechanismen des Lernens und die Unterschiede zwischen dem Lernen bei Kindern und Erwachsenen.
Die duale Natur des Gehirns: Linke und rechte Hemisphäre im Wettbewerb
In den 1980er Jahren prägten duale Konzepte die Gehirnforschung, die von zwei Gehirnhälften oder Hemisphären sprachen: der rationalen/analytischen und der intuitiven/kreativen Hemisphäre. Obwohl die heutige Gehirnforschung sehr viel differenzierter ist, bleibt diese grobe Einteilung nützlich, um die grundlegende Arbeitsteilung des Gehirns zu verstehen.
Die linke Gehirnhälfte ist hauptsächlich für rationales Denken, Logik, Wörter, Grammatik sowie für analytische und mathematische Prozesse verantwortlich. Sie kontrolliert bevorzugt schnelle Abläufe und zeitliche Aspekte der Informationsverarbeitung.
Die rechte Gehirnhälfte steuert mehr die Intuition, Kreativität, Symbole, Gefühle und die Sprachmelodie. Sie wird durch Metaphern aktiviert, die jedem Menschen eigene, dazu passende Bilder, Symbole, Melodien oder Gerüche entstehen lassen können. Die rechte Gehirnhälfte ist eher für die Analyse des Klangspektrums und langsamere Abläufe zuständig.
Bildlich gesagt, befinden sich die linke und die rechte Gehirnhälfte ständig im Wettbewerb darüber, welche Hälfte die ankommenden Informationen verarbeiten soll. Für das Lernen ist es am effektivsten, wenn beide Gehirnhälften beteiligt sind.
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Neuroplastizität: Die Grundlage des Lernens
Das Gehirn ist keine statische Struktur, sondern ein dynamisches Organ, das sich ständig verändert und anpasst. Diese Fähigkeit zur Veränderung wird als Neuroplastizität bezeichnet und ist die Grundlage für das Lernen.
Beim Lernen werden individuell und selektiv erworbene Informationen aus der Umwelt im Gedächtnis in abrufbarer Form gespeichert. Dies geschieht manchmal nur kurzfristig, manchmal auf Erfahrungen aufbauend, auch über längere Zeiträume hinweg, zum Teil sogar für das ganze weitere Leben. Lernen basiert dabei auf einer spezifischen Verstärkung von bestimmten Synapsen, an denen die Signalübertragung durch biochemische und strukturelle Modifikationen erleichtert wird (Stichworte sind hier Langzeitpotenzierung und synaptische Plastizität). Plastische Synapsen verändern hierbei ihre Struktur und ihre Übertragungseigenschaften, was die Grundlage für Lern- und Gedächtnisprozesse ist. Manchmal bilden sich beim Lernen neue Synapsen oder nicht mehr gebrauchte Synapsen werden abgebaut.
Neurowissenschaftler wie Prof. Dr. Stefan Hallermann untersuchen die komplexen Mechanismen im Gehirn, die der Kommunikation und dem schnellen Informationsaustausch zwischen unseren Zellen zu Grunde liegen. Seine Forschung konzentriert sich auf die Nervenenden der Zellen, die sich beim Lernen verändern. Hallermann möchte ergründen, warum das so ist, und sieht darin eine entscheidende Wissenslücke für unser Verständnis von Lernen und Gedächtnis.
Wie wir lernen: Neuronale Prozesse und Gedächtnis
Ungefähr 86 Milliarden Nervenzellen vernetzen sich in einem menschlichen Gehirn. Die Neurone sind über Synapsen miteinander verbunden, die darauf spezialisiert sind, Signale elektrochemisch umzuwandeln und weiterzuleiten.
Äußerliche Reize lösen über die Sinneszellen die Aktivierung der Synapsen aus. Über diese wird nun die Information von Nervenzelle zu Nervenzelle weitergegeben. Je mehr Synapsen und Nervenzellen aktiviert sind, desto tiefer wird die Information im Gehirn verankert. So speichert das Gehirn zwischen 80 und 90 Prozent der Wahrnehmungen, die gleichzeitig durch Hören, Sehen und Erleben aufgenommen werden, von Beginn an. Wer etwas hört, vergisst es - wer etwas sieht und hört, erinnert sich - wer etwas tut, begreift es!
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Das Wiederholen beim Lernen führt dazu, dass die Synapsen regelmäßig neu aktiviert werden. Dadurch werden die Kontakte zwischen den Nervenzellen verstärkt. Etwas nicht nur einmal auswendig zu lernen, sondern ab und an zu wiederholen, fördert also das langfristige Speichern im Gedächtnis.
Noch einfacher geht´s, wenn wir das Lernen mit Geschichten, Bildern oder Anekdoten verknüpfen und wirkliches Interesse am Thema zeigen. Das liegt daran, dass sich unser Gehirn besser die Inhalte merken kann, auf die wir uns beim Lernen intensiv konzentriert haben und die wir uns vorstellen können. Deshalb eignen sich alltagsrelevante Beispiele und kreative Hilfsmittel optimal als wirklich nachhaltige Methoden zum Lernen für Schüler. Wenn sich Kinder selbstständig durch Ausprobieren die Lösung erarbeiten, sorgt dies für ein Aha-Erlebnis, das das Gehirn so schnell nicht wieder vergisst.
Doch auch die Emotionen, die wir durch andere Lernmethoden als stumpfes Auswendiglernen zutage fördern, begünstigen das langfristige Speichern der Informationen im Gedächtnis. Erinnern Sie sich an das spannendste Buch, das Sie je gelesen haben? Ein Buch, das Sie regelrecht gefesselt hat? Bestimmt, denn wenn Sie emotional in eine Handlung und Geschichte eintauchen, werden Sie diese so schnell nicht vergessen können.
Gabi Reinmann, Diplom-Psychologin und Hochschullehrerin, erklärt, dass Informationen oft mit verschiedenen Wahrnehmungen, Gefühlen und Erinnerungen verbunden werden. Das ermöglicht es, neu erlerntes Wissen im Langzeitgedächtnis abzuspeichern. Zudem wirkt emotionale Verbundenheit mit einer Geschichte oder deren fiktiven Personen im Unterbewusstsein nach und unterstützt zusätzlich die sichere Abspeicherung des Wissens, z. B. beim Schlafen und Träumen.
Israelische und amerikanische Forscher haben in einem Experiment zum räumlichen Lernen beobachtet, was im Gehirn beim Schlafen passiert, und herausgefunden, dass unser Gehirn während eines Traums neue Lerninhalte verarbeitet. Dies bestätigt Schlafforscher Jan Born, der sich mit dem Zusammenhang von Schlaf und Gedächtnis beschäftigt. Während des Schlafens, der Zeit, in der die äußeren Reize für das Gehirn ausgeschaltet sind, verarbeitet und filtert das Gehirn neue Informationen. Der Lernprozess funktioniert „wie im Schlaf“.
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Unterschiede im Lernen: Kinder vs. Erwachsene
Die renommierte Neurowissenschaftlerin und Psychologin Prof. Dr. Brigitte Röder hat zur Gehirnentwicklung bei Kindern geforscht und die Hauptunterschiede zwischen dem Lernen von Kindern und dem von Erwachsenen herausgearbeitet.
Auf neuronaler Ebene entwickelt sich unser Gehirn von Geburt an über viele Jahre und reift noch bis Mitte unserer Zwanzigerjahre. Lernen ist das, was wir als neuronale Veränderung von Strukturen und Funktionen im Gehirn sehen, wir nennen es Neuroplastizität. Gerade in den ersten zwei Lebensjahren und auch im weiteren Verlauf der Kindheit nimmt das Gehirn viele strukturelle Veränderungen vor. Wenn wir geboren werden, haben wir ein großes Reservoir, einen riesigen Überschuss an neuronalen Verbindungen. Diesen bauen wir sequenziell wieder ab, um etwa die Hälfte. Wir nennen das in der Forschung „Pruning“, also das gezielte Zurückschneiden von überschüssigen neuronalen Verbindungen, was einhergeht mit einem gleichzeitigen Differenzieren, dem Verstärken von Verbindungen, um effizientere und spezialisierte Netzwerke zu schaffen. Wir machen aus Feldwegen Autobahnen, wenn Sie so wollen. Erwachsene haben dagegen schon dieses ausdifferenzierte, effiziente Netzwerk im Gehirn. Wichtige Verbindungen wurden ausgebaut, andere sind verschwunden, weil sie nicht gebraucht wurden.
Der beschriebene Prozess des „Prunings“ entspricht in der Pädagogik den sensiblen Perioden in der Entwicklung eines Kindes. Sensible Perioden sind bestimmte, einzigartige Phasen der Gehirnentwicklung. In diesen lernt das Kind in einem bestimmten Bereich enorm viel und enorm schnell. Und weitgehend passiv, ohne dass eine Konsequenz damit verbunden sein muss. Zunächst lernen Kinder die Statistiken der Welt wahrzunehmen, einfache Ereignisketten wie: Was passiert immer zusammen? Was folgt auf was? Das, was sich nicht wiederholt, was nicht in einem Zusammenhang erscheint, das ist nicht relevant. Das wird sofort wieder vergessen, entsprechende neuronale Verbindungen werden weggeschnitten. Das, was sich als wichtig herausstellt, damit ich in meiner Umwelt, in der ich geboren wurde und lebe, zurechtkomme, das speichere ich in diesen sensiblen Phasen.
Diese sensiblen Phasen lassen sich zeitlich nicht klar eingrenzen, da Menschen sehr komplexe, sich sehr lange entwickelnde Gehirne haben. Wann diese Zeiträume, in denen das Gehirns besonders empfänglich für bestimmte Erfahrungen ist, auftreten, unterscheidet sich für einzelne Hirnbereiche. Sie laufen nicht sequenziell in einer bestimmten Reihenfolge ab, sie haben auch kein abruptes Ende. Das heißt, Lernen in den jeweiligen Bereichen bleibt auch in späteren Lebensphasen möglich. Auch eine Hundertjährige kann noch eine neue Sprache lernen, aber nicht mehr so gut wie ein Kind, nicht mehr so schnell und nicht mit den gleichen neuronalen Mechanismen. Das heißt, sensible Perioden beschreiben gewisse individuelle Peaks, also maximale Ausprägungen von Lernfähigkeit. Und diese müssen genutzt werden, möchte man eine bestimmte Funktion oder Fähigkeit vollständig erlernen beziehungsweise in dieser ein hohes Niveau erreichen.
Im Erwachsenenleben sind weit weniger neuronale Verbindungen vorhanden, die ich nutzen kann, um eine Expertenfunktion herauszukristallisieren und zu elaborieren. Wir sprechen hier von Neurokonstruktion. Dieser Mechanismus steht mir nur während sensibler Perioden der Hirnentwicklung in seinem vollen Umfang zur Verfügung. Es gibt jedoch schwächere Varianten der Neurokonstruktion. Neuere Forschung hat gezeigt, dass auch Erwachsene, die etwas Neues lernen, möglicherweise noch einmal einen gewissen Überschuss an neuronalen Verbindungen produzieren. Dieser wird erneut zurückgeschnitten und damit eine neue Funktion etabliert. Im Vergleich zur Kindheit finden diese Prozesse aber in einem vielfach kleineren Umfang statt.
Lernschwierigkeiten und Gehirndominanz
Das Lernkonzept ORTHOLOGIX® basiert auf der Annahme, dass Kinder mit Lernstörungen - egal ob es um Legasthenie oder Dyskalkulie geht - eines gemeinsam haben: Sie denken bzw. lernen anders.
Die linke Hemisphäre wird gekennzeichnet durch Eigenschaften, die sich dem Kind im Laufe der intellektuellen Entwicklung und Reifung erst erschließen wie Logik, Systematik, Analyse. Liegt bei einem Kind eine Rechtshirndominanz vor, beginnt das Problem. Denn die Inhalte der Grundschulpädagogik sind überwiegend für die Verarbeitung in der linken Gehirnhälfte gemacht. Anders ausgedrückt könnte man auch sagen, dass die Lernschwierigkeiten auftreten, weil der Lernstoff im Gehirn des Kindes am falschen Ort ankommt und dort nicht richtig oder seiner Anlage entsprechend verarbeitet und verankert werden kann. Diese Kinder sind also keineswegs weniger intelligent. Sie müssen die Inhalte nur ihren speziellen Verarbeitungsmöglichkeiten entsprechend angeboten bekommen, damit neue neuronale Verknüpfungen im Gehirn entstehen können. Praktisch betrachtet müssen die Lerninhalte dafür so aufbereitet sein, dass sie erst einmal mit der rechten Gehirnhälfte erfassbar werden, damit dann nach und nach die linke Gehirnhälfte mit einbezogen werden kann und sie letztlich auch mit der linken Gehirnhälfte bearbeitet und gespeichert werden können.
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