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05. Aug 2013

Svenja Friedrichs

Archiv

Mit Stromschlägen zum Mathe-Genie

-ARCHIV-

Die Leistung des Gehirns kann durch Stimulation verbessert werden

Leichte Stromstöße fördern die Lernfähigkeit

"Fortschritt ist die Verwirklichung von Utopien" – das hat schon Oscar Wild gesagt. Wie wahr, denn was man sich früher nur in Science Fiction-Filmen vorstellen konnte, wird mehr und mehr zur Wirklichkeit. Nun wollen Forscher allein durch leichte Stromstöße selbst im Fach Ungebildeten die hohe Mathematik leichter zugänglich machen.

Die Umsetzung ist gar nicht einmal so kompliziert. Professor Roi Cohen Kadosh und sein Team von der Oxford University haben am 16. Mai 2013 die Forschungsarbeit "Langfristige Verbesserung der Gehirnfunktion und -kognition mithilfe von kognitivem Training und Hirnstimulation" (Current Biology, 10.1016/j.cub.2013.04.045) veröffentlicht. Die Ergebnisse der Studie könnten einen bedeutenden Einfluss auf die Grundlagenforschung der Neurowissenschaft haben.

Das Ziel war die Erhöhung der Lernfähigkeit, wodurch anschließend das Lösen von komplexen Rechenaufgaben erleichtert werden sollte. Um das zu erreichen, wurde das Gehirn zunächst stimuliert. Dadurch sollten die Eigenschaften von Synapsen, Hirnzellen oder ganzen Hirnarealen langfristig so manipuliert werden, dass die Informationsverarbeitung des Gehirns auf Dauer verstärkt wird. Die Stimulation erfolgte mit einer geringen Menge elektrischen Gleichstroms, der die Nervenzellen anregt. Dafür wurden zwei Elektroden am Kopf genau über dem präfrontalen Cortex angebracht, der Bereich im Gehirn, der auch für das Lösen von Rechenaufgaben zuständig ist.

Die Wirkung ist von der Lernweise abhängig

25 Probanden haben an der fünftägigen Studie teilgenommen, das Durchschnittsalter lag bei 21 Jahren. Sie wurden in zwei Lerngruppen aufgeteilt, die Übungsgrundlage waren Mathe-Aufgaben.

Eine Gruppe wurde dabei täglich 20 Minuten stimuliert, bei der anderen wurde die Stimulation nur kurz angedeutet und anschließend simuliert. Die jeweiligen Probanden wussten nicht, in welcher Gruppe sie sich befanden. Die Übungen wurden auf zwei verschiedene Lernweisen ausgelegt. Bei einem Aufgabenteil reicht es, wenn man nur auswendig lernt und anschließend die Fakten (z. B. 4 x 4 = 16) abruft. Mathematisches Wissen ist hier nicht notwendig. Bei der anderen Rechenübung wurde zur Bearbeitung mathematisches Basiswissen vorausgesetzt.

Nach der Lerneinheit wurden Rechenaufgaben abgefragt, so konnte die Lerngeschwindigkeit der beiden Gruppen miteinander verglichen werden. Heraus kam, dass die stimulierte Gruppe tatsächlich schneller lernte. Um die Langzeitwirkung zu testen, wurde den Probanden beider Gruppen nach sechs Monaten erneut ein Mathetest vorgelegt, sowohl mit alten als auch mit neuen Fragen.

Langfristig hat die Stimulation nur Auswirkung auf die Berechnungen, die Basiswissen voraussetzen. Hier unterscheiden sich die Ergebnisse zwischen der stimulierten und der Scheingruppe deutlich. "Welche langfristigen Veränderungen die Stromstöße dabei genau im Gehirn auslösen, ist allerdings noch unklar. Möglicherweise, so mutmaßen die Forscher, verändert sich die Blutversorgung des gereizten Areals dauerhaft und fördert so dessen Funktion",  heißt es in "Bild der Wissenschaft".

Dass die Wirkung bei mathematischen Berechnungen größer ist als beim Auswendiglernen und auch längerfristig bestehen bleibt, liegt daran, dass eine tiefe kognitive Verarbeitung vorliegt. Das Hirn rechnet bewusst mit einem bestimmten Verfahren, das man auf unterschiedliche Aufgaben anwenden kann. Ist diese Wissensstruktur nicht vorhanden, kann man die Aufgaben nicht rechnen. Im Gehirn werden Verbindungen zwischen dem allgemeinen Rechenvorgang und den entsprechenden Aufgaben gezogen, welche sich fest verankern. Ein Lernprozess auf tiefer Ebene.

Wer weiß, vielleicht sitzen in zehn Jahren alle Schüler und Studenten mit in Badehauben integrierten Elektroden auf dem Kopf vorm Schreibtisch und fangen statt drei Wochen früher, nur eine Woche früher an zu lernen. So langsam nähert sich die Forschung der Werbung der "Computer Bild": Schädeldecke auf, Wissen rein – Schädeldecke zu, zack: intelligent. Eigentlich zu schön, um wahr zu sein ...

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