Multitasking, Gehirn und Synapsen: Wie digitale Technologien unser Denken verändern

In unserer zunehmend digitalisierten Welt, in der Smartphones und andere Technologien allgegenwärtig sind, stellt sich die Frage, wie sich Multitasking und die ständige Nutzung digitaler Medien auf unser Gehirn und seine synaptischen Verbindungen auswirken. Dieser Artikel untersucht die komplexen Zusammenhänge zwischen Multitasking, Technologieeinfluss und den Veränderungen, die im Gehirn stattfinden können.

Die Rolle der Synapsen beim Lernen

Das Gehirn ist ein faszinierendes Organ, das aus verschiedenen Regionen mit unterschiedlichen Aufgaben besteht. Für das Lernen spielen die gehirneigenen Synapsen eine entscheidende Rolle. Es gibt unzählige davon im Gehirn. Sie sind die Verbindungsstelle zwischen den Nervenzellen und ermöglichen so den Austausch elektrischer Signale. Synapsen leiten die Signale aber nicht einfach nur weiter: Sie bestimmen auch, wie stark oder schwach das Signal ausfällt. Experten sprechen von synaptischer Plastizität - ohne diese Fähigkeit des Gehirns wäre Lernen im wahrsten Sinne des Wortes undenkbar. Um eine bestimmte Fähigkeit zu erlangen und auszubauen, ist eine häufige Wiederholung wichtig. Nur so stellt sich der Lerneffekt ein. Personen, die oft mit dem Ball trainieren, können mit der Zeit zielsicherer werfen, und Kurierfahrer können durch die Arbeit ihr Ortsgedächtnis optimieren. Somit kann man das Gehirn tatsächlich wie eine Art Muskel trainieren. Spannend ist, dass sich das Gehirn ein Leben lang neu- und umstrukturiert - das geschieht durch Erfahrungen, die Personen nicht nur durch das Lernen, sondern unter anderem auch durch Belohnungen sammeln.

Multitasking: Ein Mythos der Effizienz?

Unter Multitasking verstehen wir, mehrere Dinge gleichzeitig zu tun. Die Produktivität sinkt dabei durch ständigen Fokus-Wechsel messbar. Unser Gehirn braucht jedes Mal Rüstzeiten. Bei automatischen Tätigkeiten ist Multitasking üblich, wenn wir uns beim Spazieren unterhalten oder beim Zähneputzen im Spiegel betrachten. Demnach „multitasken“ wir als Menschen eigentlich viel oder sogar ständig. Im Arbeitsleben ist es die größte Ressourcen-Senke. Im übertragenen Sinne geht es häufig um hin und her springen zwischen Aufgaben. Hier erledigen wir de facto immer nur eine Sache, schließen diese aber nicht vollständig ab.

Warum wir Multitasking betreiben

Die einfache Antwort: weil wir es glauben zu können. Wir bilden uns ein, dass wir Menschen gut darin sind. Und unser Hirn belohnt uns für das hin und her Springen. Es schüttet dabei Dopamin - das Glückshormon aus. Es fühlt sich also „richtig“ und erstrebenswert an.

Die Schattenseiten des Multitasking

Multitasking verursacht auch Stress. Das bedeutet, dass unser Körper gleichzeitig Cortisol ausschüttet. Und Cortisol in konstant hohen Mengen hat physische Nebenwirkungen auf Hirn, Muskeln und natürlich auch die Psyche - Stress eben. Eine Studie von 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. Diese ist wichtig für die emotionale und soziale Kontrollfunktion. Unklar ist aber, ob es nicht möglicherweise auch andersherum sein kann: Menschen, die weniger dieser Substanz besitzen, neigen möglicherweise eher zu Multitasking.

Lesen Sie auch: Synaptische Auswirkungen von Strychnin

Multitasking im Unternehmenskontext

Multitasking in Unternehmen würde ich beschreiben als viele angefangene Aufgaben, Projekte oder sonstige Einheiten. Und warum das ein Ressourcen-Grab ist, beschreibt die folgende Abbildung recht gut. Aufgaben, die noch nicht begonnen sind, haben null Wert für das Unternehmen erzeugt, aber auch null Kosten (Zeit, Geld, Ressourcen) verschlungen. Aufgaben (Work in Progress), die begonnen sind, haben null Wert für das Unternehmen erzeugt (es ist ja noch nicht fertig, was den Geschäftswert zu Folge haben soll), aber es sind Ressourcen nötig gewesen, daran zu arbeiten. Aufgaben, die abgeschlossen sind, haben Ressourcen verbraucht und es ist ein Geschäftswert entstanden. Das ist unsere Bestimmung der Arbeit - Aktivitäten, um Wert zu erzeugen. Multitasking bedeutet hier, viele Aufgaben im mittleren Cluster zu haben. Es sind von jeder Aufgabe Ressourcen verbraucht und keine Werte erzeugt worden. Die Ressourcen summieren sich auf. Daraus wird ersichtlich, dass eine große Menge an Angefangenem einem Investment-Grab gleicht. Und das ist die Grundlage und das durchgehende Credo der agilen Methoden. Sie zielen auf die Reduktion von Verschwendung und Unfertigem ab. Ein eindrucksvolles Beispiel habe ich in einem Gespräch mit einem Software-Entwickler wahrgenommen, was sich sicher auf alle Aufgaben in der komplizierteren Lösungsfindung übertragen lässt: Er schätzt die Zeit, die er braucht, um nach einer Unterbrechung wieder voll in den Code-Zeilen zu sein, auf ca. 20 Minuten. Wenn man sich jetzt überlegt, er wird vielleicht einmal pro Stunde unterbrochen, werden 30 % seines Arbeitstages vernichtet. Was für eine Verschwendung und wie frustrierend. Es braucht Übung und Disziplin, sich in der Abarbeitung einer Aufgabe nach der anderen zu gewöhnen, tut aber gut und ist hocheffizient.

Der Einfluss digitaler Technologien auf das Gehirn

Seit mittlerweile drei Jahrzehnten prägen digitale Technologien unseren Alltag. Menschen jeden Alters nutzen Plattformen oder Geräte zur Kommunikation und Information. Dank Smartphone und Navigationsgerät können sie ihrem Wissensdurst und Informationsbedürfnis praktisch von überall nachgehen. Zusätzlich liefern Anwendungen mit künstlicher Intelligenz wie ChatGPT neue Impulse. All diese Technologien stellen enorme Informationsmengen zur Verfügung, helfen bei ihrer Verarbeitung und vernetzen Menschen miteinander. Da sich das Leben für viele Personen immer mehr in der Online-Welt abspielt, haben sich Forschende damit beschäftigt, wie Technologien das Gehirn und das Verhalten verändern können.

Digitale Demenz: Ein Warnsignal?

Ein recht neuer Begriff in Verbindung mit Technologien ist die sogenannte „Digitale Demenz“. Er drückt aus, dass bei Personen kognitive Fähigkeiten (Kommunikationsfähigkeit, Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Entscheidungsfähigkeit) nachlassen, wenn sie übermäßig viel digital unterwegs sind. Gründe dafür gibt es einige. Ein Beispiel: Wenn Personen ihre Termine in der Kalenderfunktion des Smartphones verwalten, müssen sie sich nicht selbst erinnern - eine Technologie-Abhängigkeit, selbst bei einfachen Aufgaben, kann langfristig zu einer verminderten Leistung beim Gedächtnisabruf führen. Studienergebnisse legen zudem nahe, dass digitale Tools wie Smartphones und soziale Medien eine Teilaufmerksamkeit begünstigen. Das geschieht durch dauerhafte Ablenkungen, hervorgerufen durch ständige Benachrichtigungen oder permanentes Scrollen. Betroffene „tauchen“ dann nicht mehr in eine Aufgabe ein, sondern beschäftigen sich oberflächlich mit mehreren gleichzeitig. Wer dauerhaft teilaufmerksam ist, bei dem können die Produktivität und das Gedächtnis nachlassen.

Die Auswirkungen auf die Gehirnentwicklung 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. 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.

Die Rolle von Dopamin und Suchtverhalten

Eine Studie der Uni Heidelberg konnte sogar aufzeigen, dass exzessive Handynutzung ähnliche physiologische Auswirkungen auf unser Gehirn haben kann, wie Alkohol-, Nikotin- und Spielsucht. Durch übermäßigen Gebrauch von sozialen Netzwerken wird besonders schnell und viel Dopamin ausgeschüttet. Das geschieht vor allem durch das menschliche Belohnungssystem. Bekommen wir eine Nachricht, ein Like oder ein Match, löst das Zustände wie Freude und Zufriedenheit aus. Logisch, dass wir versuchen, dieses Gefühl immer häufiger auszulösen und so schnell eine Art Sucht entsteht. Letztlich könnten Internet- und Handynutzung manche Leute abhängig machen, glaubt Korte. "Es gibt Menschen, die so stark abhängig werden, dass sich Internetnutzung wie ein Suchtverhalten auswirkt, weil man beispielsweise andere Dinge liegen lässt und ständig Dinge aufschiebt." Fachleute sprechen dann von einer Internetnutzungsstörung. Hier sind vor allem Online-Computerspiele von Bedeutung. Computerspielsucht wurde 2017 von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) als Krankheit anerkannt. Zu den Kriterien dafür gehöre etwa eine verminderte Kontrolle über das Nutzungsverhalten, erklärt Brandhorst. Außerdem: "die Priorisierung gegenüber anderen Lebensbereichen wie Schule, Familie, Freunde, aber auch Körperhygiene, Gesundheit und Schlaf. Das dritte Kriterium ist die Fortsetzung des Verhaltens trotz negativer Konsequenzen." Um von einer Erkrankung zu sprechen, müsse dieses Verhalten in der Regel über zwölf Monate oder wiederkehrend auftreten und bedeutsames Leiden hervorrufen, erklärt Brandhorst. Diese Kriterien ließen sich analog auf eine Soziale-Netzwerk-Nutzungsstörung übertragen. Offiziell anerkannt ist diese Störung aber bisher nicht.

Lesen Sie auch: Grundlagen der Signalübertragung an Synapsen

Auswirkungen auf die Psyche

Die übermäßige Nutzung von Smartphones und insbesondere sozialer Medien, die vorwiegend per Handy konsumiert werden, steht auch im Verdacht, sich negativ auf die Psyche auszuwirken. Gesichert ist dies aber nicht: Verschiedene Studien deuten zwar auf einen Zusammenhang mit Depressionen und Angststörungen hin, doch andere stellen keine Korrelation fest. Daten, die benötigt würden, um eine eindeutige Einschätzung zu treffen, würden "von den großen Firmen wie Meta oft unter Verschluss gehalten", heißt es in einem Statement des Science Media Center. Dennoch kann davon ausgegangen werden, dass soziale Medien etwa den sozialen Vergleich fördern. "Gerade Jugendliche vergleichen sich sehr stark. Beispiel Instagram: Wie sehen andere aus? Wie sehe ich aus? Werde ich dem gerecht?", merkt Korte an. Dabei gerate in den Hintergrund, dass soziale Medien lediglich einen Bruchteil der Realität abbilden.

Wie man das Gehirn trotz und mit Technologien trainieren kann

Es gibt jedoch auch positive Aspekte der Technologie, und es ist möglich, das Gehirn so zu trainieren, dass es die Vorteile der Digitalisierung nutzt und gleichzeitig die negativen Auswirkungen minimiert.

Synaptische Plastizität nutzen

Wie eingangs erwähnt, sind Wiederholungen und eine regelmäßige Nutzung bestimmter Fähigkeiten wichtig, um in gewissen Bereichen leistungsfähig zu bleiben (Stichwort: „Synaptische Plastizität“). Damit stellt sich die Frage, ob Technologien das Gehirn grundsätzlich negativ beeinflussen. Schließlich nehmen sie Personen viel kognitives Training ab, das sie sonst selbst erledigen würden. Tatsächlich zeigen Studien, dass beispielsweise die Verwendung eines Navigationsgeräts mit der Zeit zu einem Rückgang des räumlichen Gedächtnisses führt. Doch die gute Nachricht ist, dass die Fähigkeiten, in diesem Fall zur Navigation, nicht verloren sind, sondern mit genügend Training wiederbelebt werden können. Technologien sind aber nicht grundsätzlich schlecht zu bewerten, es kommt auf die Auswahl an. So gibt es durchaus Online-Anwendungen, die neuronale Schaltkreise anregen und so die Hirnleistungen verbessern, einen wohltuenden Schlaf ermöglichen oder andere positive Effekte auf die Gehirngesundheit ausüben. Technologien bieten auch erweiterte Möglichkeiten, um zu lernen - selten war es so einfach, eine neue Sprache einzustudieren. Außerdem können sie soziale Kontakte über weite Distanzen hinweg unterstützen. Und manchmal lösen sie sogar Probleme, die sie selbst geschaffen haben. Hirnforschende betonen in dem Zusammenhang, dass aktives Wissen weiterhin unabdingbar ist. Schließlich müssen die von der Technologie bereitgestellten Daten hinterfragt, eingeordnet und kombiniert werden - nur so wird aus Informationen Wissen und in einem Geflecht mit anderen Wissensbereichen Bildung. Menschen können sich so auch mit kritischen Inhalten, beispielsweise in sozialen Medien, befassen.

Tipps für ein gesundes Gehirntraining

• Gedächtnistraining: Gedächtnistraining findet jeden Tag statt, bewusst und unbewusst. Wer sich gezielt Zeit für die Förderung der Gehirnleistungen nehmen möchte, kann das mit speziellen Apps tun. Ob tatsächlich ein Effekt eintritt, hängt aber stark von den App-Inhalten ab und kann nicht pauschal beantwortet werden.
• Technologie-Pausen: Personen können ihr Gehirn zudem trainieren, indem sie bewusst auf Technologien wie den Smartphone-Kalender oder den Taschenrechner verzichten - so kommen die grauen Zellen wieder in Schwung.
• Körperliche Aktivität: Auch mit Tanzen, Musizieren, Lesen oder Bewegung bringen Menschen geistige Fitness in ihren Alltag.
• Digitale Entgiftung: Technologiefreie Zeiten oder Alternativen wie ein klassisches Taschenbuch helfen, kognitive Funktionen zurückzugewinnen - idealerweise mit festen Detox-Zeiten, zum Beispiel nach 19 Uhr oder sonntags.
• Achtsame Technologienutzung: Jeder Mensch kann sich bewusst entscheiden, wann, wo und wie er Technologien einsetzt. Das kann so aussehen, dass jemand für lange Strecken das Navigationsgerät nutzt, sich bei Zielen in der Umgebung aber anstrengt, den Weg selbst zu finden. Auf diese Weise fördert man gesündere Gewohnheiten.
• Medienkompetenz entwickeln: Um die digitalen Fähigkeiten auszubauen, gibt es spezielle Schulungen, zum Beispiel in der Volkshochschule. Bei der Medienkompetenz geht es darum, die Technologien verantwortungsvoll einzusetzen und die eigenen digitalen Gewohnheiten zu reflektieren. Dabei können auch Smartphone-Tools helfen, die einen Überblick über die Mediennutzung geben.
• Aufmerksamkeitswecker stellen: Um bei der Sache zu bleiben und sich durch digitale Einflüsse nicht ablenken zu lassen, können Personen beispielweise eine „Eieruhr“ stellen.

KI als Lernunterstützung

Der Einsatz von KI-Tools wie ChatGPT kann Prozesse im Oberstübchen verändern. Nachhaltiges Lernen muss aktiv passieren. Im Gehirn arbeiten Milliarden vernetzter Nervenzellen, verschiedene Areale haben unterschiedliche Aufgaben. Die Digitalisierung verändert Experten zufolge Lernprozesse im Gehirn. Psychologe und Hirnforscher Peter Gerjets vom Leibniz-Institut für Wissensmedien in Tübingen geht davon aus, dass ChatGPT und ähnliche Angebote einen großen Einfluss auf das Bildungswesen haben werden. "Es darf nicht passieren im Bildungsprozess, dass der aktive Lernprozess an ChatGPT ausgelagert und das Gehirn nicht gefordert wird", sagt der Bildungswissenschaftler zum Internationalen Tag der Bildung am 24. Januar. "Es ist wichtig, was im Kopf passiert und was als echte Lernleistung herauskommt. Kognitive Arbeitsleistungen an KI abzugeben sei immer mit der Frage verbunden, ob damit Freiräume entstehen, die das Gehirn für andere Aufgaben nutzen könne. "Fakt ist: Wird eine bestimmte Fähigkeit nicht mehr benötigt, dann werden die Hirnareale, die diesen Skill implementieren, geschwächt." Gerjets nennt als Beispiel: "Wenn ich den Taschenrechner zum Dividieren nutze, bin ich im Ergebnis wesentlich schneller, aber meine Fähigkeit, zu dividieren, leidet und das wirkt sich auf die entsprechenden Hirnareale aus." Das sei aber kein Drama. Der Forscher erläutert: Bestimmte Bereiche "schwellen" quasi an bei besonders starken Anforderungen. "Sie werden größer und dichter." Und sie verkleinern sich bei abnehmender Anforderung. Schon das Nutzen technischer Geräte wie Tablets beim digitalen Lernen benötigt extra Aufmerksamkeit und Energie, weil neben der inhaltlichen Verarbeitung auch die Bedienung der Technik Konzentration beanspruche, schildert Neurobiologe Martin Korte von der TU Braunschweig. Beim Scrollen über mehrere Seiten hinweg und Eintauchen in Hyperlinks sei es anstrengend, den inhaltlichen Bezug nicht zu verlieren, den Überblick im Kopf wieder herzustellen. Da nun absehbar KI mit Tools wie ChatGPT verstärkt hinzukommen, gelte umso mehr: "Wenn wir beim Lernen durch vorgefertigte Antworten nur passive Zuschauer sind, ist das Lernen nicht nachhaltig", sagt Korte. Aktivität sei wichtig - und ebenso, dass man Inhalte und Informationen reflektieren könne. Daraus entstehe dann Wissen, das im Gehirn abgespeichert werde - was wiederum "die Verschaltungen, also die Struktur des Gehirns verändert". Eine KI, die verstanden werde in ihren Stärken und Schwächen, könne ein Gewinn sein. "Neue Informationen zu bewerten, auszuwählen, Quellen zu vergleichen - alles das ist Arbeit für den Frontallappen unseres Gehirns. Diese Fähigkeit zur Bewertung wird immer wichtiger", betont Gerjets. ChatGPT erwecke stets den Anschein, eine korrekte Antwort gegeben zu haben: "Sprachlich glatt und fertig ausformuliert, im Brustton der Überzeugung, aber ohne Quellenangabe. Viele Menschen finden das glaubwürdig. 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.

Syntea: Ein Beispiel für KI-gestütztes Lernen

An der Internationalen Hochschule (IU) in Erfurt hat man bereits etliche Praxiserfahrungen mit dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz im Lehr- und Lernprozess gesammelt. Quintus Stierstorfer, Director Synthetic Teaching der IU, war an der Entwicklung maßgeblich beteiligt. Er erklärt gegenüber Forschung & Lehre die Ziele des KI-Einsatzes: "Unsere Mission ist es, Menschen durch die beste personalisierte Bildung zu befähigen. Dafür ist generative AI die ideale Technik, um die individuellen Lernbedürfnisse jedes einzelnen Studierenden zu berücksichtigen. Langfristig soll Syntea zu einem personalisierten Lernbuddy werden, der die Studierenden aktiv motiviert und dabei unterstützt, ihre Lernziele zu erreichen." Darüber hinaus sei Syntea viel mehr als ein reiner Bot, erläutert Stierstorfer: "Syntea hat ein Gesicht und einen Namen. Es redet mit den Studierenden, motiviert sie und macht zwischendurch sogar Scherze. Viel wichtiger noch ist, dass Syntea nicht nur auf Zuruf funktioniert, es ermutigt die Studierenden zum Weiterlernen, macht proaktiv auf sich aufmerksam und lenkt den Nutzenden in die richtige Richtung. Auf die Frage von Forschung & Lehre, ob ein Lern-Bot bei den Studierenden nicht den eigenständigen Blick über den Tellerrand einschränke, kontert Dr. Sven Schütt, CEO Internationalen Hochschule, überzeugt: "Das Gegenteil ist der Fall. Durch den sokratischen Lernansatz werden Studierende aus ihrer Komfortzone gelockt und zu weiteren Fragen und tieferem Verständnis angeregt. Syntea hat dabei den Vorteil, dass die KI Informationen aus der IU-eigenen Lernbibliothek heranzieht. Dies ermöglicht es Syntea, akademisch korrekte und prüfungsrelevante Antworten zu geben, die - im Gegensatz zu Antworten generischer KI-Bots - von den Studierenden direkt verwendet werden können. Darüber hinaus verweist Syntea in den Antworten direkt auf die Quelle im Skript, was ein nahtloses Weiterlernen ermöglicht." Zudem sei die Hemmschwelle, Fragen zu stellen, laut Schütt deutlich gesunken: "Zuvor trauten sich viele Studierende in der Gruppe nicht, bestimmte Fragen an ihren Tutor oder ihre Tutorin zu stellen. Seit Herbst 2023 können sie Syntea in einem privaten und anonymen Chat-Dialog Fragen stellen. Seitdem werden um ein Vielfaches mehr Fragen gestellt. 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. Bekannt war dort zwar schon, dass ChatGPT und ähnliche Tools Fragen in medizinischen Staatsexamina beantworten können. Genutzt würden die Programme auch bereits zum Selbsttesten des angeeigneten Wissens. Laut Dr. Sven Schütt, CEO der IU, werden die Lehrenden zukünftig durch den Einsatz von KI enorm entlastet: "Die ideale Situation für jede oder jeden Lehrenden wäre, Studierenden den Lernstoff in individuellen Tutorien zu vermitteln. Dies ist in größeren Gruppen aber leider nur begrenzt möglich. Durch den Einsatz von KI ist eine wesentlich zielgerichtetere und personalisierte Vermittlung von Wissen möglich. Die Erfahrungen von Studierenden mit Syntea zeigen etwa, dass Syntea ihnen gezielt und individuell hilft, Lernlücken zu erkennen, schneller zu lernen und ihre Lernergebnisse zu verbessern. Damit komplementiert Syntea die Lehre unserer Fakultät.

Lesen Sie auch: Deine Razer-Tastatur optimal einrichten mit Synapse

tags: #multitaskin #und #synapse