Fische wurden lange Zeit als Kaltblüter wahrgenommen, die keinen Schmerz empfinden und deren Gehirn nur eingeschränkt funktioniert. Doch die Wissenschaft hat in den letzten Jahren viele dieser Vorstellungen widerlegt. Fische sind in der Lage, sich Dinge zu merken und diese Informationen über lange Zeit zu bewahren. Es wurde auch festgestellt, dass das Gehirn eines Fisches Schmerz wahrnimmt und Strategien entwickelt, um diesen Schmerz auszuschalten.
Aufbau und Funktion des Fischgehirns
Das Gehirn eines Fisches ist klein und relativ einfach strukturiert. Dies war lange Zeit die Grundlage für die Annahme, dass Fische weder Schmerzempfinden noch Gedächtnis haben. Zebrafische, die wie alle Fische (und der Mensch) zur Gruppe der Wirbeltiere gehören, können als Beispiel dienen. Unsere Gehirne sind ähnlich aufgebaut, weisen aber spezifische Besonderheiten auf. Das Nervensystem der Zebrafische ist kleiner und genetisch manipulierbar. Eine Gemeinsamkeit besteht darin, wie die unterschiedlich großen Gehirne Verhaltensmuster generieren, die aufgrund von Sinneseindrücken entstehen. Das Lebewesen sieht etwas mit den Augen, nimmt einen Geschmack wahr und handelt entsprechend. Diese Fähigkeit besitzen Fisch und Mensch gleichermaßen.
In Bezug auf die genetische Manipulation steht die Wissenschaft noch am Anfang. Es wird spannend sein zu sehen, welche Erkenntnisse aus zukünftigen Versuchsreihen gewonnen werden. Inwieweit sich Fische manipulieren lassen und inwieweit diese Forschungsergebnisse auf den Menschen übertragen werden können, muss noch erforscht werden. Die Genetik bleibt also weiterhin spannend.
Sensorische Fähigkeiten und Informationsverarbeitung
Der Transfer zwischen verschiedenen Sinnen gehört zu den Eigenschaften, die ein Gehirn aufweisen sollte, das zu höheren Leistungen fähig ist. Hoch entwickelte Säugetiere wie Menschen, Ratten, Primaten und Delfine beherrschen diese Transfers. Viele Fischarten müssen wohl zu dieser Liste hinzugefügt werden. Wissenschaftler haben am Beispiel des Elefantenrüsselfischs bewiesen, dass auch sie zu einem solchen Transfer fähig sind. Sie können zwischen dem Seh- und dem Elektrosinn hin- und herschalten. Zudem können sie etwas, was sie zunächst mit dem Sehsinn wahrgenommen haben, in der Folge mit ihrem Elektrosinn wiedererkennen, ohne dass das Sehen beteiligt sein muss.
Gedächtnisleistung von Goldfischen und anderen Fischen
Das Gerücht, dass Fische keine Gedächtnisleistung haben, hat sich mittlerweile als falsch herausgestellt. Goldfische im heimischen Teich oder im Aquarium haben bewiesen, dass sie sich bis zu fünf Monate an Ereignisse erinnern können. Wenn also ein Fisch immer wieder die gleichen Fehler macht, kann es sein, dass der Fisch das nicht als Fehler ansieht, sondern einfach nur Spaß an seinem scheinbaren Scheitern hat. Forscher an der Plymouth University in England haben Goldfische untersucht und trainiert und es gelang ihnen, Goldfische mehr oder weniger zu dressieren. Des Weiteren konnte den Fischen beigebracht werden, einen Hebel zu betätigen, wodurch die Fische an Futter kamen. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass Goldfische über eine höhere Intelligenz und Lernfähigkeit verfügen, als man ursprünglich angenommen hatte. Die Forscher verglichen diese mit der Lernfähigkeit von Hunden.
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Die Vorstellung, dass Goldfische - oder auch Fische allgemein - ein schlechtes Gedächtnis haben, basiert auf dem Mythos, dass sie sich nur etwa drei Sekunden lang Dinge merken können. Betrachtet man das Gehirn von Goldfischen, könnte man tatsächlich auch glauben, dass an der Annahme etwas dran ist. Denn die Tiere verfügen über keinen Hippocampus, der im menschlichen Gehirn wahrscheinlich maßgeblich an der Verwertung von Informationen aus dem Kurzzeitgedächtnis ins Langzeitgedächtnis beteiligt ist. Doch deswegen anzunehmen, dass Fische sich durch die von Säugetieren unterschiedliche Struktur des Gehirns nichts merken können, wäre falsch. Ein weiterer Grund, weshalb man das Gedächtnis von Goldfischen häufig als nicht besonders gut bezeichnet, sind sich wiederholende Verhaltensweisen, die sie häufig im Aquarium zeigen. Zum Beispiel schwimmen sie immer wieder dieselbe Bahn oder suchen dieselben Ecken im Becken auf. Diese immer gleichen Verhaltensmuster erwecken entsprechend den Eindruck, dass sie sich nicht an Vergangenes erinnern können. Allerdings sind sie vielmehr ein Anzeichen für stereotypes Verhalten durch falsche Haltungsbedingungen. Denn wenige Fische wurden lange so verkehrt gehalten wie Goldfische. Das Bild eines einsamen Fisches, der die immer gleichen Runden in einem winzigen Becken schwimmt, hat also wenig mit seiner Gedächtnisleistung zu tun.
Professor Culum Brown von der Macquarie University in Sydney in Australien plädierte schon 2015 dafür, Goldfischen dasselbe Maß an Mitgefühl und Pflege zuzugestehen wie anderen Wirbeltieren. „Aus Sicht des Tierschutzes würden die meisten Forscher sagen, dass, wenn ein Tier empfindungsfähig ist, es höchstwahrscheinlich auch leiden kann und daher sollte ihm in irgendeiner Form Schutz geboten werden. In seiner Überprüfung der Studienlage verweist der Wissenschaftler auf Ergebnisse, die belegt haben, dass Goldfische ein exzellentes Langzeitgedächtnis haben. Sie können sich bis zu elf Monate lang Wege durch ein Aquarium oder ein Labyrinth merken. Sie können komplexe Traditionen entwickeln, können Artgenossen erkennen und mit ihnen kooperieren. Außerdem scheinen sie sogar in der Lage zu sein, Werkzeuge zu gebrauchen und chemische Alarmsignale zu geben. Auch Adelaide Sibeaux, Expertin für Verhaltensökologie, erforscht an der englischen Oxford-Universität seit Jahren Goldfische. Dies widerlegt klar die Annahme, dass Goldfische ein schlechtes Gedächtnis haben, wie viele immer denken. Wenn sich die Tiere in freier Wildbahn nicht merken könnten, ob sie gerade einem Fressfeind oder einem freundlichen gesinnten Artgenossen begegnen, wären sie mit Sicherheit längst ausgestorben. Auch wenn sie keine Erinnerungen an Futtergründe und die Strukturen im Wasser speichern könnten, wären Goldfische in der Natur wohl kaum überlebensfähig. Dies konnte jedoch in einer weiteren Studie aus dem Mai 2024 bestätigt werden. Sie können sogar die kürzesten und effektivsten Wege vorab im Geiste planen, ohne sie je geschwommen zu sein. Wie schlau Goldfische also tatsächlich sind, wird sich hoffentlich anhand des erwachten wissenschaftlichen Interesses bald noch genauer sagen lassen.
Schmerzempfinden bei Fischen
Fische können sehr wohl Schmerzen empfinden und sich dessen bewusst sein. Für diese Erkenntnis wurden verletzte Tiere in einem Becken gehalten und an der Stelle, die sie bislang meistens gemieden haben, wurden Schmerzmittel im Wasser aufgelöst. Schon nach kurzer Zeit schwammen viele Fische genau in diesen Bereich, den sie zuvor nicht hatten aufsuchen wollen. Die Tiere haben damit den Zusammenhang zwischen weniger Schmerz und der anderen Beschaffenheit des Wassers gefunden.
Dass man Fischen kein Schmerzbewusstsein zugesteht, liegt nicht nur daran, dass sie keine Schreie ausstoßen können, sondern auch daran, dass ihnen ein wichtiger Bestandteil im Gehirn fehlt: Ein Teil der Großhirnrinde, Neokortex genannt. Der Neokortex ist bei Menschen und anderen Säugetieren für das Bewusstsein zuständig und eben auch für das Schmerzempfinden. Also, logisch: Kein Neokortex, keine Schmerzen. Das Argument mit dem fehlenden Neokortex ist jedoch fragwürdig, da inzwischen klar ist, dass nicht alle Lebewesen ihr Gehirn auf dieselbe Art und Weise nutzen. Ein gutes Beispiel dafür sind Vögel, die nach heutigem Stand der Wissenschaft als extrem intelligent gelten. Vogelhirne sind anders aufgebaut als die von Säugetieren und ihnen „fehlen“ sogar einige Teile. Wenn wir streng nach der vorher genannten Argumentation gehen würden, sollten Vögel gar nichts sehen können, da sie ganz andere Bereiche im Hirn nutzen, um optische Reize zu verarbeiten. Es ist ignorant anzunehmen, dass unser Hirn als Maßstab für alle Lebewesen gilt und zeigt, wie wenig Menschen in der Lage sind, andere Lebewesen als gleichwertig zu akzeptieren. Wer kann uns denn garantieren, dass das bei den Fischen nicht auch einfach so läuft, dass ein anderer Teil des Gehirns die Funktion des nichtvorhandenen übernimmt und sie sehr wohl Schmerzen empfinden? Noch ist leider immer noch nicht wissenschaftlich belegt, ob Fische nur reflexartig reagieren oder ein Schmerzbewusstsein haben. Allerdings wurde in unterschiedlichen Experimenten der Verdacht auf zweiteres bereits erhärtet. Bei diesen Experimenten zeigten Fische unter Schmerzeinfluss die selben Reaktionen wie Säugetiere.
Unterschiede im Fischgehirn
Die Frage, ob die Gehirne von Fischen gleich sind, lässt sich nicht mit Ja oder Nein beantworten. Einerseits sind Fischgehirne ähnlich aufgebaut, das gilt für alle Mitglieder der Wirbeltiere, zu denen wir Menschen aber auch gehören. Die Größe des Gehirns soll ebenfalls Aufschluss über Fähigkeiten geben. Bei den Fischen ist es erwiesen, dass größere Gehirne mit einer verringerten Fruchtbarkeit zusammenhängen. Die Fische mit größeren Gehirnen zeigten aber auch ein besseres Sozialverhalten. Einige Fische können menschliche Gesichter unterscheiden, andere nicht. Das mag daran liegen, dass sie mehr Kontakt zu unserer Spezies haben oder nicht. Fischgehirne sind nicht genormt, nicht jede Fischart hat die gleichen Besonderheiten aufzuweisen. Es gibt Fische, die ihren Sehsinn kaum nutzen, für andere ist er überlebensnotwendig. So ist das Gehirn auf die stetige oder mangelnde Übung ausgelegt und differiert daher in seiner Struktur.
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Ethische Aspekte des Angelns
Auch wenn Fische ein Gehirn haben und dieses zu nutzen wissen, heißt es nicht, dass das Angeln deshalb verboten sein sollte. Aber vielleicht sind diese wissenschaftlichen Erkenntnisse dabei behilflich, das schöne Hobby achtsamer zu betreiben. Einen Fisch zu fangen und zu verspeisen, ist kein Frevel. Es werden schließlich auch Säugetiere und Vögel geschlachtet und verspeist. Nur wäre es vielleicht ratsam, das neue Wissen mit ans Gewässer zu nehmen und darauf zu achten, dass das Angeln keine unnötigen Qualen für die Fische bedeutet. Erfahrene Angler wissen, wie sie ein Tier professionell und ohne Qualen töten können. Dieses Wissen sollte daher immer Priorität haben, da Fische ein Gehirn haben, fühlen können und weitere höhere kognitive Fähigkeiten unter Beweis gestellt haben. All diese neuen Erkenntnisse können aber auch dazu beitragen, dass das Angeln jetzt ein höheres Ansehen genießen wird.
Mythos der kurzen Aufmerksamkeitsspanne
Als 2015 eine Studie von Microsoft Kanada die Nachricht verbreitete, Menschen hätten inzwischen eine geringere Aufmerksamkeitsspanne (8 Sekunden) als ein Goldfisch (9 Sekunden), verbreitete sich das ruckzuck auf allen Kontinenten. Es ist jedoch schwierig nachzuvollziehen, woher die Daten zu der Aufmerksamkeitsspanne von Goldfischen stammen. So konnte beispielsweise das Genetic Literacy Project ausschließlich eine australische Studie finden, die sich mit dem Erinnerungsvermögen von Goldfischen beschäftigt. Die Untersuchung kam auch zu dem Ergebnis, dass Menschen, die sich häufig mit digitalen Medien auseinandersetzen, Informationen intensiver und effizienter aufnehmen und Relevantes schneller herausfiltern. Wir haben also die Fähigkeit entwickelt, mehr Informationen in kürzerer Zeit aufzunehmen und zu verarbeiten. Wir können durch schnelles Überfliegen und Filtern heute schneller denn je die Inhalte finden, die wichtig für uns sind.
Konzentrationsfähigkeit des Menschen im digitalen Zeitalter
Die Microsoft-Forscher haben den Grund für die angeblich geringere Aufmerksamkeitsspanne des Menschen in der ständigen Reizüberflutung ausgemacht, die im Zeitalter von Smartphones und Tablets auf uns einprasselt. Der digitale Lebensstil wirke sich auf unsere Gehirnaktivität und damit unsere Konzentrationsspanne aus. Wer den ganz normalen Alltag im 21. Jahrhundert betrachtet, kommt zu der Überzeugung, dass da etwas dran sein könnte. Wer da konzentriert bleibt, hat entweder ein dickes Fell - oder die richtige Strategie. Digitale Kommunikations- und Hilfsmittel sind heute nicht mehr wegzudenken. Das wäre auch kontraproduktiv - denn gerade in Form von Fitness-Apps, Wearables und Co. sind die digitalen Helfer nützlich für unsere Gesundheit. Tatsache ist aber auch, dass moderne Technik keinesfalls unschuldig an der massiven Reizüberflutung ist, der wir täglich ausgesetzt sind. Multitasking als erfolgreiche Arbeitsmethode? Immer mehr Forscher glauben, dass das Gegenteil der Fall ist: Denn drei Dinge auf einmal zu tun, steigert nicht die Effizienz, sondern schadet der Konzentration. Und wer sich nicht konzentrieren kann, macht meist bei kurzen Ablenkungen häufiger Fehler und benötigt mehr Zeit für seine Aufgaben.
Nicht nur im Berufsalltag, auch im Privatleben werden Konzentrationsschwächen deutlich. Der Informatik-Professor Alexander Markowetz etwa hat ermittelt, dass der durchschnittliche Nutzer pro Tag alle 18 Minuten seine jeweilige Tätigkeit unterbricht, um einen Blick aufs Smartphone zu werfen. Das führt dazu, so Markowetz, dass wir unser Konzentrationsvermögen fragmentieren. Gerade für Kinder und Jugendliche ist das problematisch: Viele scheinen immer größere Probleme damit zu haben, einfach mal ein Buch zu lesen oder eine normale Unterhaltung zu führen und zeigen bereits deutliche Anzeichen von Konzentrationsschwächen.
Um konzentrierter und mehr bei der Sache zu sein, empfehlen Experten vor allem, sich in Selbstdisziplin zu üben. To-Do-Listen sind ebenfalls ein probates Mittel, um Ballast im Kopf loszuwerden. Ein weiterer wichtiger Aspekt: die richtige Ernährung und viel Ruhe. Genug Schlaf, ein gutes Frühstück, überwiegend leichte Kost (z.B. Obst und Gemüse) und ausreichend Trinken (mindestens 2 Liter pro Tag) - all das hilft der Aufmerksamkeitsfähigkeit zuverlässig auf die Sprünge. Das Gleiche gilt auch für konzentrationsfördernden Sport, beispielsweise Yoga oder Tai-Chi. Wer zwischendurch etwas für seine Fokussierung tun möchte, dem seien einfache Atem- und Entspannungsübungen ans Herz gelegt. Zur Unterstützung gibt es dafür - so paradox es auch klingen mag - sogar entsprechende Apps. Letztlich gilt eben: Der richtige Umgang mit den digitalen Tools macht’s!
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Mythen über das Lernen und die Lernenden
Jungen Menschen wird nachgesagt, sie haben eine Aufmerksamkeitsspanne wie ein Goldfisch (angeblich neun Sekunden). Die psychologische Forschung scheint dies zu bestätigen, indem sie zeigt, dass die Aufmerksamkeitsspanne junger Menschen seit 2012 kontinuierlich abnimmt. Was dabei gerne übersehen wird, ist (1) wie häufig wir unsere Aufmerksamkeit ohne Probleme und Methodenwechsel teils über Stunden aufrechterhalten können und (2) wie stark sich die Welt um uns herum seit der Einführung der ersten Fernseher und Leuchtreklamen verändert hat. Die Welt spricht uns an. Nicht nur Kunstwerke, sondern auch Alltagsgegenstände rufen uns förmlich zu „Beschäftige dich mit mir!“. Diese teils sirenenartige Ansprache wird meist als Affordanz oder Aufforderungscharakter bezeichnet und spielt unter anderem in der Usability-Forschung eine große Rolle.
In seiner Analyse des 15-Minuten-Mythos der Aufmerksamkeit betreibt Neil Bradbury Mythen-Ahnenforschung entlang einer fast 40 Jahre andauernden Zitationskette und kann so die „magischen 10-15 Minuten“ auf eine Studie von 1978 zurückführen. Die Autoren untersuchten, wie sich die Menge der angefertigten Mitschrift-Notizen im Verlauf einer Vorlesung ändert. Nach 10 bis 15 Minuten wurde eine Abnahme der Notizen festgestellt. Die Autoren selbst merken in mehreren Publikationen an, dass diese eine Vorlesung nicht repräsentativ und das Machen von Notizen zudem kein Indikator für die Aufmerksamkeit sei. Außer dieser Studie gibt es keine weitere empirische Evidenz, auf die sich der Mythos stützt.
Neuronale Grundlagen von Lernvorgängen
Neuronale Grundlagen von Lernvorgängen im Gehirn sind Gegenstand vieler wissenschaftlicher Studien. Dabei spielen häufig Synapsen eine Rolle, die durch den Transmitter Glutamat erregt werden. Bei der Entstehung eines exzitatorischen postsynaptischen Potentials (EPSP) an einer solchen Synapse wirken die Rezeptortypen I und II zusammen. Der von Rezeptortyp II abhängige Ionenkanal besitzt die Spezifität, dass er von einem Mg2+-lon blockiert ist, das sich erst ab einer gewissen Konzentration an Na+-Ionen im Zellinneren löst.
Verhalten in Fischschwärmen
Viele Fischarten bilden Schwärme. Wird ein Mitglied eines Fischschwarms verletzt, so wird der Stoff Chondroitinsulfat aus der verletzten Fischhaut freigesetzt.
Verhaltensexperimente mit Goldfischen
Goldfische (Carassius auratus) werden bei der Erforschung neurologischer Grundlagen von Verhaltensweisen eingesetzt, da sie unter anderem einfach zu halten sind. In einer Versuchsreihe wird das Lernverhalten von Goldfischen untersucht. Hierzu wird ein Wasserbecken durch eine Abtrennung in zwei Bereiche unterteilt, die jeweils mit einer Lampe und einer Vorrichtung zum Auslösen eines schwachen, aber für den Fisch spürbaren Stromschlags ausgestattet sind. Durch eine Öffnung in der Abtrennung kann ein Fisch von einem in den anderen Bereich gelangen. Während eines Versuchsdurchgangs wird jeweils ein Goldfisch in das Becken gesetzt und mehreren Trainings- und anschließend einer Testphase ausgesetzt. In der Trainingsphase wird in dem Bereich, in dem sich der Fisch befindet, das Licht eingeschaltet und kurz darauf ein schwacher Stromschlag ausgelöst. In der Testphase wird nur das Licht eingeschaltet. Nach einigen Trainingsdurchgängen zeigt der Fisch in der Testphase nach Einschalten des Lichts erhöhte Aktivität und schwimmt durch die Öffnung in den anderen, nicht beleuchteten Beckenbereich. Dieses Lernverhalten der Fische kann mit ethologischen Fachbegriffen interpretiert werden.
Forschende haben in weiteren Versuchen den Einfluss des zeitlichen Abstands zwischen Lichtsignal und Stromschlag während der Trainingsphase untersucht. Außerdem wurde die Anzahl der Trainingsdurchgänge variiert. In einer weiteren Versuchsreihe wurde der Einfluss von 2-Amino-5-phosphonovaleriansäure (AP5) auf das Lernverhalten der Goldfische untersucht. Verschiedenen Testgruppen wurden vor bzw. nach der unter 1 beschriebenen Trainingsphase unterschiedliche Mengen an AP5 unter die Schädeldecke injiziert. In der Testphase wurde der Anteil der Fische bestimmt, die durch die Öffnung in den anderen Beckenbereich schwammen und damit ein Vermeidungsverhalten zeigten.