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Lernen macht glücklich

In unserer heutigen Wissensgesellschaft stellen sich viele Fragen rund ums Lernen. Interessante Antworten gibt Prof. Dr. Manfred Spitzer, Professor für Psychiatrie in Ulm und Ärztlicher Direktor der Psychiatrischen Universitätsklinik.

Das tts Knowledge Transfer Forums 2011 stand unter dem Veranstaltungsmotto "Was Hänschen nicht lernt…". Lernt Hänschen wirklich leichter als Hans oder ist es nicht so, dass Hans ganz anders lernt? Anhand zahlreicher Beispiele erläuterte Prof. Dr. Manfred Spitzer in seinem Keynote-Vortrag, wie das menschliche Gehirn funktioniert und welchen Einfluss es auf das Lernen hat.

  • Wie lernen wir?
  • Wann lernen wir und warum lernen wir?
  • Was sind gute Rahmenbedingungen für unser Lernen?

Schon das erste Beispiel verdeutlichte, dass Prof. Spitzer sein Publikum gerne mit provokanten Thesen aus der Reserve lockt. Dazu zeigte er ein Bild von drei Gehirnen, die erstaunliche Abweichungen von einem normalen Gehirn aufwiesen, denn ihnen fehlten große Anteile der Hirnmasse.

„Der Witz an diesem Beispiel ist“, kommentierte der Hirnforscher: „Diese drei Menschen sind klinisch unauffällig.“ Unauffällig! Das schien ganz erstaunlich, denn dem ersten Fall – einem jungen Mädchen – wurde im Alter von drei Jahren die Hälfte des Gehirns entfernt. Grund dafür war eine lebensbedrohliche Erkrankung. Vier Jahre später konnte man trotz des Eingriffs keine Einschränkungen der Gehirnleistung des Mädchens feststellen.

Sie hatte gelernt, mit einer Gehirnhälfte ihr Leben zu meistern und obwohl der Teil, in dem das Sprachzentrum sitzt, entfernt wurde, spricht das Kind zwei Sprachen fließend. „Wenn Sie ohne Sprachzentrum zwei Sprachen können“, fragte Prof. Spitzer in die Runde, „was können Sie dann mit?“ Das Publikum quittierte dies mit einem Lachen.

Die beiden anderen Beispiele zeigten, dass auch hier das Gehirn größtenteils fehlt, doch sowohl der LKW-Fahrer als auch der französische Beamte sind klinisch unauffällig. Das Gehirn wird sogar mit wenig Hirnmasse fertig. „Wenn so etwas geht, warum sind dann 20 Prozent der „normalen“ Menschen unfähig, einen Schulabschluss zu machen?“, fragte sich der Hirnforscher. „Das liegt dann wohl nicht an den Menschen, sondern an der Schule“, schlussfolgerte Spitzer und ging zum nächsten Beispiel über.

Wie lernt unser Gehirn?

Anhand mehrerer Abbildungen von Nervenzellen erklärte Spitzer die grundlegenden Funktionsweisen des Gehirns. „Synapsen, Neuronen, Neurotransmitter. Heute lernt jeder Gymnasiast, wie der Prozess im Nervensystem abläuft“, so der Hirnforscher. „Interessant ist allerdings, was diese Schüler nicht lernen: nämlich, was das Ganze soll.“

Besonders spannend ist doch, warum man Synapsen benötigt bzw. warum der elektrische Impuls in Synapsen auf chemischem Wege übertragen wird. Eine Billiarde Synapsen hat der Mensch in seinem Gehirn. Eine 1 mit 15 Nullen ­– eine unglaubliche Zahl. „Angesichts dieser Masse an Synapsen muss die Frage schon erlaubt sein, warum es diese Bestandteile einer Nervenzelle gibt“, provozierte der Hirnforscher mit einem Augenzwinkern.

Die nächste Abbildung zeigte Synapsen, die elektronenmikroskopisch fotografiert wurden. Darin steckt die Auflösung der vorherigen Frage: Je häufiger eine Synapse benutzt wird – also ein Impuls von ihr übertragen wird – desto stärker verändert sich ihre Form. Vermutet wurde dieser Ablauf bereits vor 100 Jahren, heute kann man den Prozess und sein Ergebnis bildlich nachweisen.

Ist unser Gehirn eine Festplatte?

Was bedeutet diese Erkenntnis nun im Zusammenhang mit der Lernfähigkeit eines Gehirns? Das nächste Forschungsbeispiel zeigte, dass sich die Synapsen eines Gehirns besonders stark verändern, während das Gehirn lernt. Dazu wurden viele Studien gemacht. Diese zeigen: Lernen beruht darauf, dass sich Verbindungen zwischen Nervenzellen ändern.

„Genau das ist Lernen“, so der Hirnforscher. Eine wichtige Schlussfolgerung aus dieser Erkenntnis ist, dass das Gehirn für das Auswendiglernen von Einzelheiten nicht geeignet ist. „Für das Faktenlernen sind wir nicht konstruiert“, betonte Spitzer. „Ihr Gehirn ist keine Festplatte, kein Kassetten- oder Videorecorder.“

So viel zur schlechten Nachricht. Der Hirnforscher hatte aber auch eine gute: „Ihr Gehirn ist besser als eine Festplatte!“ Warum das so ist, erläuterte Manfred Spitzer anhand eines weiteren Beispiels: nämlich wie ein Baby laufen lernt. Auf den ersten Blick scheint das Laufen lernen ein simpler Vorgang zu sein. Doch die Komplexität dieses Lernprozesses wird deutlich, wenn Forscher versuchen, einem Roboter das Gehen auf zwei Beinen beizubringen.

Spätestens dann wird klar, wie viel Arbeit hinter diesem Lernprozess steckt. Beim Baby erledigt das Gehirn diese Arbeit. Das Baby zieht sich hoch und plumpst hin, zieht sich hoch und plumpst hin – fortwährend. Wochenlang übt das Kleine, ohne aufzugeben, bis es irgendwann klappt. „Ich kenne kein Baby, das sich nach zwei Monaten gedacht hat, ‚ich schmeiß’ es jetzt’, das ist mir zu anstrengend’“, lachte Spitzer.

Würde das Gehirn Fakten abspeichern, liefe der Prozess anders ab. „Also, wie lernt ein Baby laufen?“, fragte der Mediziner in die Runde. „Ganz einfach: von Fall zu Fall“. Was sich witzig anhört, ist absoluter Ernst im Lernprozess. Denn anhand der Einzelfälle werden Zusammenhänge erkannt und vom Gehirn abgebildet. Ganz wesentlich ist die Erkenntnis, dass dieser Prozess von alleine abläuft. Das Gehirn kann gar nicht anders als zu lernen.

Das Erlernen der Sprache funktioniert nach dem gleichen Prinzip. Experimente haben gezeigt, dass ein Baby bereits ab einem Alter von sieben Monaten die Grammatik seiner Muttersprache erlernt. Damit ein Kind mit sechs Jahren in die Schule gehen kann, ist es sogar essenziell, dass der Lernprozess so früh einsetzt.

Für den Laien erstaunlich ist allerdings, dass Kinder, genauso wie Erwachsene, Grammatikregeln richtig anwenden, ohne diese aktiv formulieren zu können. Den Beweis für diese Theorie erbrachte der Hirnforscher postwendend, indem er mit dem Publikum ein kleines Gedankenexperiment machte.

Inhalt des Versuchs war die von Spitzer selbst formulierte Regel, dass Verben, die auf „–ieren“ enden, im Partizip nicht durch ein „ge-“ am Wortanfang gebeugt werden. Ohne darüber nachzudenken, wendete das Publikum diese Regel auch bei Kunstwörtern „intuitiv“ richtig an. „Ihr Gehirn beherrscht diese Regel“, erklärte der Hirnforscher den gelungenen Versuch. „Ihr Gehirn lernt dauernd Regeln – ob Sie das wissen oder nicht. Das Gehirn kann gar nicht anders: es ist sein Job. Genau dafür haben wir die eine Billiarde Synapsen.“ Das Gehirn lernt also immer. Kinder lernen aber nicht immer das, was Erwachsene oder Lehrer wollen.

Lernen hinterlässt Spuren im Gehirn – gute und schlechte

Neueren Studien zufolge ist eine häufige und intensive Nutzung oder auch die gleichzeitige Nutzung unterschiedlicher Medien für die Lernfähigkeit des Gehirns schädlich. „Multitasking fördert vor allem eines: die Unaufmerksamkeit“, so Spitzer. Auch die in Deutschland durchschnittliche Bildschirmnutzung von 5,5 bis 6,5 Stunden pro Tag gibt aus Sicht von Prof. Spitzer Anlass zur Sorge, denn er vertritt die Meinung, dass wir unser Gehirne dadurch „vermüllen“, was langfristig Konsequenzen für unsere Gesellschaft und Wirtschaft haben kann.

Angesichts der Erkenntnisse aus der Hirnforschung warnte er vor einer zunehmenden Mediennutzung gerade im Unterricht. Grund für diese Warnung ist die Erkenntnis der Neurologie, dass Erfahrungen in unserem Gehirn „Spuren“ hinterlassen. „Seit 2003 wissen wir, dass es sich auf ‚Trampelpfaden’ besonders gut läuft“, erläuterte Spitzer.

„Eine Spur wird nicht genommen, weil es die beste Problemlösung darstellt, sondern weil sie schon vorhanden ist.“ Diese Erkenntnis lässt den Schluss zu, dass es viel leichter ist, sich eine schlechte Gewohnheit gar nicht erst anzugewöhnen, als sie sich wieder abzugewöhnen. Eine neue Spur zu legen – also zu lernen und zu denken – ist dagegen richtig aufwändig.

Vernetzung ist alles – oder wie Mathe mit den Fingern zusammenhängt

Basis für das erfolgreiche Lernen ist die Vernetzung der verschiedenen Einheiten im Gehirn. Für diese neurologische Erkenntnis führte Manfred Spitzer verschiedene Fälle an, die belegen, dass das Gehirn vernetzt funktioniert. Beispielsweise sind Sehen und Motorik eng miteinander vernetzt, weshalb etwa Probanden für das Greifen eines Holzklötzchens, das mit der Zahl Acht versehen ist, die Greiffinger anfangs weiter öffnen als für das Greifen des Klötzchens mit der Zahl Zwei – schließlich ist Acht größer als Zwei.

Noch besser kann man den Zusammenhang an der Verknüpfung von Fingerspielen mit mathematischen Fähigkeiten ablesen. Die meisten Menschen lernen Zählen mit Hilfe ihrer Finger. Internationaler Konsens ist das Zählen bis zehn mit zwei Händen. Einzige Ausnahme sind die Chinesen, die an einer Hand bis zehn zählen können und erst ab der Elf die zweite Hand benötigen. Der Handwechsel hat Auswirkungen auf die Schnelligkeit beim Rechnen. Experimente zeigen, je größer die Zahl wird, umso länger dauert das Rechnen.

Die Verknüpfung von Fingermotorik und Mathematik kann man auch bei Schlaganfallpatienten beobachten: Immer dann, wenn Patienten nach einem Schlaganfall ihre Finger schlecht bewegen können, ist auch ihre Rechenfähigkeit eingeschränkt. Eine weitere Erkenntnis: Je mehr Fingerspiele ein Kind im Kindergarten macht, umso besser ist es später in Mathematik. „Wenn Sie also wollen, dass ihr Kind später gut in IT wird, dann sollte es im Kindergarten keinen Laptop haben“, warnte der Mediziner.

Diesen grundsätzlichen Zusammenhang zwischen Motorik und Sehen untersuchte das Team von Prof. Spitzer in einer eigenen Studie. Heraus kam, dass die Vernetzung der beiden Hirnregionen, welche für das Sehen und die Motorik zuständig sind, einen eklatanten Einfluss auf die Denkgeschwindigkeit hat. Hintergrund dafür ist, dass beide Hirnregionen je einen Drittel des Gehirns ausmachen.

Lernt ein Proband seine Seh- und Motorikfähigkeit gleichzeitig zu aktivieren, dann arbeiten beim Denken Zweidrittel seines Gehirns. „Es hängt also von der Art des Trainings ab, wie Sie hinterher denkend mit einem Sachverhalt umgehen können“, resümierte der Hirnforscher den Studieninhalt. „Es ist also nicht egal, ob Ihre Kinder im Kindergarten die Welt mittels eines Mausklicks erfahren oder mittels ihrer Motorik im wahrsten Sinne des Wortes begreifen.“

Nicht zuletzt diese Erkenntnis bewegt beispielsweise Familienunternehmen immer häufiger dazu, bereits in einem eigenen Betriebskindergarten mit der „Personalentwicklung“ zu beginnen. Der Einsatz von Computern sollte dabei tunlichst vermieden werden, denn Computer übernehmen die Denkarbeit für den Lernenden. Doch wer sich nicht anstrengen muss, der lernt weniger und wird später in seiner Denkleistung langsamer sein.

Über den positiven Effekt vom Einsatz von Computern auf das Lernverhalten von Schülern sind derzeit noch keine Studien verfügbar. Dafür gibt es jede Menge Untersuchungen dazu, wie sich die Lebensumgebung auf die Entwicklung des kindlichen IQs auswirkt. Beispielsweise besagen Adoptionsstudien, dass die Höhe des sozioökonomischen Status der Familie Einfluss auf die Höhe des IQs hat.

Zusätzlich macht der Bildungsstand der Person viel aus, die sich vornehmlich um das Kind kümmert. „Der Effekt eines guten Kindergartens auf die Bildung ist etwa so groß wie der Effekt des Rauchens auf die Krankheit Lungenkrebs – sehr hoch“, betonte der Hirnforscher. Mehr Geld in die Bildung zu investieren, ist daher für Manfred Spitzer eine absolute Notwendigkeit.

Hans und Hänschen

Doch wie sieht es nun mit dem Lernen von Hans und Hänschen aus? Zunächst muss man wissen, dass sich Synapsen im Laufe des Lebens verändern. Das hat zur Folge, dass Zehnjährige noch sehr schnell lernen, während es danach rapide bergab geht. Schon 17-jährige lernen deutlich langsamer. Im Kindergarten oder der Kita ist die Lernkurve am steilsten, senkt sich jedoch in der Schule und später im Beruf immer weiter ab.

Noch ein Grund mehr für den Hirnforscher, Geld vor allem in die frühkindliche Förderung zu stecken. „Das Gehirn ist kein normaler, sondern ein paradoxer Schuhkarton“, so Manfred Spitzer. „Je mehr drin ist, desto mehr passt rein!“ Deshalb lernt auch ein Erwachsener ganz anders als ein Kind. Kann beispielsweise ein Erwachsener bereits fünf Sprachen, dann lernt „Hans“ die sechste Sprache schneller als „Hänschen“.

Kann der Erwachsene aber erst eine Sprache und soll eine weitere lernen, ist Hänschen im Vergleich viel schneller als Hans. „Wenn Sie mit 20 Jahren noch nichts gelernt haben, dann lernen sie auch in Zukunft nichts mehr“, provozierte der Hirnforscher das Auditorium augenzwinkernd. „Lebenslanges Lernen muss daher unbedingt schon im Kindergarten und der Schule beginnen.“

Die Rolle von Emotionen beim Lernen

Emotionen haben einen großen Einfluss auf das Lernverhalten. Im Falle von Angst ist die Funktion des sogenannten Mandelkerns entscheidend für die Art der Reaktion. Am Beispiel einer Schlange, auf die ein Spaziergänger im Wald trifft, erläuterte Manfred Spitzer den Reaktionsablauf: Über das Sehorgan nimmt der Spaziergänger auf, dass eine Schlange vor ihm auf dem Weg liegt.

Doch noch bevor der Spaziergänger tatsächlich weiß, was er da sieht, hat der Mandelkern die Gefahr bereits erkannt und entsprechende Reaktionen eingeleitet. Der Mandelkern sorgt also dafür, dass nicht das laterale Denken angesprochen wird, sondern eine einfache Reaktion, nämlich „Wegrennen“, das Überleben sichert. In anderen Zusammenhängen nennt man diesen Vorgang „Blockade“.

Mit Angst zu lernen blockiert das kreative Finden von Lösungen, weshalb genau das im Unterricht oder in Schulungen verhindert werden sollte. Als Beispiel führte der Hirnforscher Mathematik als sogenanntes Angstfach in der Schule an.

Ein Zusammenhang zwischen Denkfähigkeit und Farben ist ebenfalls nachgewiesen, da der Mensch mit Farben bestimmte Emotionen verbindet, wie zum Beispiel die Gefahren- und Signalfarbe Rot. Sie behindert das Finden kreativer Lösungen. Grund hierfür ist wiederum der Mandelkern, der bei Rot aktiviert wird, weil er eine Gefahrensituation vermutet und damit kreatives Denken verhindert. Eine Schlussfolgerung kann daher sein, dass man bei kreativen Aufgaben weniger ängstlich sein sollte, während bei der Fehlersuche Angstgefühle unterstützen, da diese nachweislich zu einem genaueren Arbeiten führen.

Lernen macht glücklich

Zum Abschluss seines spannenden Vortrags berichtete der Hirnforscher über die Auswirkungen von positiven Emotionen auf das Lernen. Verantwortlich für positive Gefühle ist das sogenannte Glückszentrum. Ist es aktiviert, werden unterschiedliche Stoffe, unter anderem eine große Menge Dopamin, ausgeschüttet, das wiederum Lernprozesse beschleunigt.

„Wenn ihr Glückszentrum anspringt, dann lernen Sie also besonders schnell“, so Spitzer. Doch das Glückszentrum springt nur dann an, wenn etwas Positives passiert, das der Mensch noch nicht weiß. „Was also aktiviert wird, ist gar nicht ihr Glückszentrum, sondern ihr Lernzentrum“, klärte der Mediziner das Publikum auf. „Dauerglück ist allerdings nicht möglich.“ Bestes Beispiel ist das in unserer Gesellschaft beliebte Shopping-Erlebnis.

Experten nennen es „Hedonistische Tretmühle“, denn Menschen kaufen ständig ein, weil sie gerne glücklich sein möchten. Das Glücksgefühl hält aber laut verschiedener Experimente nicht länger als zehn Sekunden an, denn schon beim Kaufvorgang ist das Glück wieder vorbei. Trotzdem gilt: „Tief in unserem Gehirn sind Glück und Lernen aufs Engste miteinander verknüpft“, schloss Prof. Spitzer seinen Vortrag. „Dauerglück ist nicht möglich, aber Glück immer wieder, und das erreichen Sie durch Lernen.“