Die Fähigkeit des menschlichen Gehirns, Informationen aufzunehmen, zu verarbeiten und wieder abzurufen, ist die Grundlage für Lernen und Entwicklung. Ob im Klassenzimmer, beim Spielen oder im Alltag - das Gehirn lernt kontinuierlich. Dieser Artikel beleuchtet, wie das Gehirn lernt, welche Faktoren diesen Prozess beeinflussen und welche Konsequenzen sich daraus für die Gestaltung von Bildung ergeben.
Die Neuroplastizität des Gehirns: Ein Leben lang lernfähig
Bis vor einigen Jahren herrschte in der Wissenschaft die Meinung vor, dass sich das Gehirn eines Erwachsenen nicht mehr verändert. Heute wissen wir, dass das Gehirn bis ins hohe Alter umgebaut wird. Neurobiologen vergleichen es mit einem Muskel, der trainiert werden kann. Diese Erkenntnis hat zur Entwicklung von Gehirnjogging-Programmen geführt, die die Lern- und Gedächtnisleistung verbessern sollen.
Die Vorstellung, dass das Gehirn ein Leben lang lernfähig bleibt, ist aus wissenschaftlicher Sicht unbestritten. Anders hätte der Mensch die vielfältigen Herausforderungen, denen er im Laufe eines Lebens begegnet, auch gar nicht bewältigen können. So können wir bis ins hohe Alter eine Fremdsprache und Yoga lernen, uns Gesicht und Stimme eines neuen Arbeitskollegen merken oder den Weg zu einer neuen Pizzeria.
Wie funktioniert das Lernen im Gehirn?
Das Gehirn ist ein Meister des Registrierens, Erinnerns und Neusortierens von Informationen. Mit einem durchschnittlichen Gewicht von 1,4 Kilogramm verbraucht es 20 Prozent des täglichen Energiebedarfs. Lernen passiert nicht nur bewusst in der Schule oder Universität, sondern auch beiläufig, während eigentlich ganz andere Ziele verfolgt werden, beispielsweise wenn Kinder spielen. Hierbei werden komplexe Bewegungsabläufe, soziale Fähigkeiten und Interaktionsmuster gelernt. „Das Gehirn lernt immer, und es tut nichts lieber als das“, sagt Prof. Dr. Dr. Manfred Spitzer.
Eine kleine Struktur im Gehirn, der Hippocampus, ist für das Lernen und Erinnern verantwortlich. Er ist ständig damit beschäftigt, Informationen aufzunehmen, kurzzeitig abzuspeichern und in die Großhirnrinde, den „Hauptspeicher“, weiterzuleiten. Das Lernen ist ein hochkomplexer Prozess, bei dem unzählige neuronale Mechanismen ablaufen. „Informationen und Eindrücke aus der Umwelt werden als elektrische oder biochemische Impulse über sensible Nervenverbindungen im Gehirn, so genannte Neuronen, geleitet. Die Kontaktstellen an den Neuronen (Synapsen) verändern sich beim Lernen, bestehende Verbindungen werden verbessert oder neue Verknüpfungen im Gehirn geschaffen. Es entsteht eine Gedächtnisspur. Wir erinnern uns besser an die abgespeicherte Information, je öfter wir diese Spur aktiv gebrauchen - sinnbildlich vorstellbar wie ein kleiner Trampelpfad, der sich bei häufiger Nutzung zu einem stabilen Weg festigt“, beschreibt der Hirnforscher.
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Sensible Perioden der Gehirnentwicklung
Das Gehirn entwickelt sich von Geburt an über viele Jahre, es reift noch bis Mitte der 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 sequentiell 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.
Konsequenzen für die Praxis des Lernens und Lehrens
Die Erkenntnisse der Hirnforschung haben wichtige Konsequenzen für die Gestaltung von Lernumgebungen und Lehrmethoden.
- Frühkindliche Förderung: Lernen solle nie aufgeschoben werden. Man sollte die Chancen, die sich frühzeitig bieten, nicht verpassen. Wenn ein Kind fähig ist, etwas zu lernen, sollte es ihm jetzt angeboten werden. Man sollte nicht von der Fehlannahme geleitet werden, man könne damit warten und das später nachholen.
- Individuelle Förderung: Kinder entwickeln individuelle Lernbedürfnisse in unterschiedlichen Phasen ihres Lebens. Um diese zu stillen, muss ihnen ihr Umfeld, zu dem wesentlich auch die Schule gehört, die entsprechenden Lern- und Entdeckungsmöglichkeiten sowie Wiederholungs- und Vertiefungsmöglichkeiten anbieten.
- Aktives und selbstbestimmtes Lernen: Richtiges Lernen sollte aktiv und selbstbestimmt ablaufen, um erfolgreich zu sein. „Beim Wissenserwerb wird das Glückshormon Dopamin ausgeschüttet. Wir empfinden Freude, wenn wir Neues kennenlernen. Deshalb fällt uns das Lernen auch leichter, wenn wir für Themen eine Leidenschaft entwickeln oder Spaß am Hinterfragen von Zusammenhängen haben“, erläutert Professor Spitzer. Die aktive Auseinandersetzung mit der Welt ist wichtig. Selbst Erfahrungen zu machen ist eine grundlegende Voraussetzung für effektives Lernen. Nur zuhören ist wenig effektiv. Wenn aber beim Sprachenlernen Wörter mit bestimmten Bewegungen oder Emotionen verbunden werden, spricht das im Gehirn auch visuelle, akustische und sensomotorische Zentren an. Die Schüler können sich an die Wörter leichter erinnern.
- Berücksichtigung des individuellen Lernrhythmus: Nach neurowissenschaftlichen Erkenntnissen sollte eine Schulstunde stärker an den individuellen Lernrhythmus der Schüler angepasst werden. Außerdem brauchen Kinder und Jugendliche eine Balance zwischen Lern- und Entspannungsphasen, um neues Wissen zu verarbeiten und zu festigen.
- Gehirngerechtes Lernen: Wenn Ihr Kind weiß, wie es gehirngerecht lernt, wird aus „Pauken“ ganz schnell auch viel Spaß. Lernen bleibt es natürlich trotzdem und manche Themen werden Ihrem Kind leichter von der Hand gehen als andere. Doch Ihr Kind wird sich Lerninhalte schneller, besser und langfristiger merken - und deshalb mehr Erfolgserlebnisse haben. Gehirngerechtes Lernen funktioniert beispielsweise über positive Emotionen und Wiederholung. Die Gefühle sagen Ihrem Gehirn, was wichtig ist und die Wiederholungen sorgen dafür, dass es sich das Wissen einprägt.
Der Einfluss von Emotionen auf das Lernen
Unser Gehirn hat seine Vorlieben. Es merkt sich Lerninhalte besser, wenn wir sie auf eine bestimmte Weise lernen - und zwar verknüpft mit positiven Emotionen. Diese funktionieren nämlich wie Wegweiser: Unser Gehirn neigt dazu, sich besser auf Inhalte zu konzentrieren, die mit positiven Emotionen verbunden sind. Gute Gefühle setzen im Gehirn außerdem Dopamin frei, den „Botenstoff des Glücks“. Das schafft eine positive Verknüpfung mit dem Lernstoff, was wiederum Motivation und Interesse fördert. Wenn Ihr Kind also das nächste Mal Vokabeln lernt, kann es den Lernprozess so gestalten, dass sein Gehirn sich freut. Zum Beispiel kann es sich, anstatt einzelne Wörter auswendig zu lernen, eine lustige Geschichte ausdenken, in der die Vokabeln die Hauptrolle spielen. Oder ein Spiel basteln, bei dem Vokabeln und Übersetzungen auf Karten stehen und richtig zugeordnet werden müssen. Indem Lerninhalte mit einer emotional spannenden Geschichte oder einem unterhaltsamen Spiel verknüpft werden, entsteht eine positive emotionale Verbindung zum Lernstoff.
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