Die Bedeutung sensibler Phasen im Rahmen neurobiologischer Untersuchungen des visuellen Kortex

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG

2 DIE ENTDECKUNG SENSIBLER PHASEN UND DEREN BEDEUTUNG

3 SENSIBLE PHASEN IN DEN NEUROWISSENSCHAFTEN
3.1 Neurobiologische Betrachtung der ersten drei Lebensjahre
3.2 Entwicklung des visuellen Kortex
3.3 Pädagogische Implikationen der neurobiologischen Untersuchungen

4 KRITISCHE BETRACHTUNG DER NEUROWISSENSCHAFTLICHEN ER­ GEBNISSE UND DEREN SCHLUSSFOLGERUNGEN FÜR DIE PÄDAGO­GISCHE PRAXIS
4.1 Die Frage der Beweisbarkeit
4.2 Mögliche Fehlinterpretationen der neurobiologischen Ergebnisse
4.3 Ein verantwortungsvoller Umgang mit neurowissenschaftlichem Wissen über sensible Phasen

5 FAZIT

6 LITERATURVERZEICHNIS

1 Einleitung

Neurowissenschaftliche Erkenntnisse spielen eine immer größere Rolle in unserem Leben. Das neurologische Wissen wird vielfach in Erziehungsratgebern aufgegriffen, vereinfacht und häufig von „Nicht-Experten" gedeutet. Auch bei Bil­dungsfragen berufen sich - besonders die Medien - häufig nur noch auf Neuro­wissenschaftler und nicht auf Pädagogen, die ja die eigentlichen „Experten" dieses Gebietes sind.

So finden gerade in Bezug auf die vorschulische Erziehung die Aufrufe der Hirn­forscher, dass Kinder möglichst früh und umfassend gefördert werden sollten, hohen Anklang. Als Begründung wird immer wieder der Begriff der sensiblen Phasen genannt, da Kinder in dieser Zeit - besonders in den ersten drei Lebens­jahren - am „besten" Lernen.

Ich möchte in dieser Arbeit dem Begriff der sensiblen Phasen auf den Grund gehen und untersuchen, welche Bedeutung diese für die Pädagogik haben. Dazu berufe ich mich auf Untersuchungen, die die Existenz der sensiblen Phasen auf neuronaler Ebene erkunden. Speziell die Sehentwicklung ist ein häufig benutztes Beispiel.

Zu Beginn werde ich Grundannahmen über den Begriff der sensiblen Phasen und deren Entstehung vorstellen. Dazu werde ich die Entdeckung des Phänomens durch den Biologen Hugo de Vries und deren Übernahme in die Pädagogik von Maria Montessori darstellen. Darauf aufbauend beschreibt Kapitel 3 neurowissen­schaftliche Erkenntnisse zu sensiblen Phasen. Im ersten Teil wird die Entwicklung des Nervensystems in den ersten drei Jahren zum weiteren Verständnis erklärt. Denn nur unter diesem neurowissenschaftlichen Wissen wird deutlich, aus welchem Grund eine ausgeprägte Auseinandersetzung der sensiblen Phasen in wissenschaftlichen Experimenten stattfindet. Der nächste Teil dieser Arbeit beschreibt den Aufbau des visuellen Kortex anhand von Experimenten von Wiesel und Hubel an Katzen, für deren Ergebnisse die beiden 1981 einen Nobelpreis erhielten. Daran anschließend werde ich darstellen, zu welchen Implikationen diese Ergebnisse und Vergleiche zu der menschlichen Sehentwicklung für die pädagogische Praxis beitragen.

In Kapitel 4 werde ich diese Untersuchungen und Implikationen dann kritisch be­trachten. Dazu wird zuerst die Beweislage der Ergebnisse überprüft, um im nächsten Schritt mögliche Fehlinterpretationen aufzudecken. Auch wenn aus pä­dagogischer Sicht sehr viel Kritik an den Implikationen und Ergebnissen geäußert wird, möchte ich doch im letzten Teil dieses Kapitels versuchen darzustellen, wie die Pädagogik durch neurobiologische Erkenntnisse bereichert werden kann.

Am Ende dieser Arbeit möchte ich durch die Beschreibungen, Erklärungen, Fakten und kritischen Betrachtungen nach meinem Ermessen die Frage beantworten: Was kann man aus den vielfältigen neurologischen Untersuchungsergebnissen über sensible Phasen lernen und wie kann ich in der pädagogischen Praxis ver­antwortungsvoll mit diesem Wissen umgehen?

2 Die Entdeckung sensibler Phasen und deren Bedeutung

„Unter sensiblen Phasen werden individuelle Entwicklungsabschnitte verstanden, während deren im Vergleich zu vorangegangenen oder nachfolgenden Phasen spezifische Erfahrungen maximale Wirkungen haben" (Meyers Lexikon-Redaktion 1996, 365). Das Interessante an diesen Phasen ist, dass sich in einem ersten Zeitabschnitt durch bestimmte Erfahrungen das Verhalten und/oder die Fähigkei­ten ändern, während in einer zweiten Phase dieselben Erfahrungen keinerlei Wirkung mehr haben (vgl. Bruer 2000, 152).

Diese Erkenntnis stammt ursprünglich aus der Biologie und wurde von Hugo de Vries unter dem Begriff der sensitiven Periode geprägt.

„Während dieser Zeitabschnitte, die de Vries »sensitive Perioden« genannt hat, ver­hält sich das in der Entwicklung befindliche Wesen schöpferisch; es zeigt »Umgestaltungen« und »Instinkte«, die es unmerklich so lenken, daß die funda­mentalen Notwendigkeiten verwirklicht werden, von denen die Zukunft der Art ab­hängt. Das hört aber in dem Augenblick auf, in dem die »sensitive Periode« durch­laufen ist" (Montessori 1930, 45).

Zu diesen Erkenntnissen gelangte de Vries anhand von Beobachtungen über die Entwicklung von Lebewesen, speziell Insekten. So entdeckte er, dass Schmetter­lingslarven nur in einer bestimmten Entwicklungsperiode eine hohe Sensibilität für Licht besitzen, die sie danach aufgrund eines Entwicklungsfortschrittes wieder verlieren. Die Schmetterlingslarven werden üblicherweise in der Nähe des Baumstammes abgelegt. Da die Raupen jedoch, nachdem sie geschlüpft sind, nur die zartesten Blätter, die sich an den äußersten Zweigen befinden, zu sich nehmen können, müssen sie dorthin gelockt werden. Dies geschieht über eine hohe Lichtsensibilität, die die Raupen dazu bringt, sich auf den Weg an die äußersten Zweige des Baumes zu machen. Sobald sich die Raupe dann jedoch auch von anderen Blättern, die im Inneren der Baumkrone zu finden sind, er­nähren kann, verliert die Raupe auch das Interesse am Licht. Die Phase in der die Schmetterlingslarve für das Licht empfänglich ist, geht auf natürlichem Wege nach einer bestimmten Zeit wieder verloren. Durch diese und weitere Beobachtungen auch an anderen Insekten, u.a. an Bienen, folgerte de Vries, das es sensitive Ent­wicklungsperioden bei Lebewesen gibt (vgl. Montessori 1987, 48).

Montessori übernahm de Vries' Wissen und bildete daraus Schlussfolgerungen für die kindliche Entwicklung. Sie schreibt, dass es ihr und ihren Kollegen in der Schule gelang, „dieselben »sensiblen Perioden« auch in der Entwicklung der Kinder festzustellen und den Zwecken der Erziehung nutzbar zu machen" (ebd., 47). So spricht sie bereits in den Anfängen des Zwanzigsten Jahrhunderts davon, was die Neurowissenschaften in den 60ern wieder ins Gedächtnis rufen.

„Macht das Kind die Übungen seiner augenblicklichen »sensitiven Periode« ent­sprechend, so schreitet es fort und erreicht Grade von Vollkommenheit, die in anderen Zeitabschnitten des Lebens nicht mehr nachzuholen sind" (Montessori 1930, 46).

Der Begriff der sensiblen Phase bedeutet also zunächst „nur", dass in gewissen Zeitfenstern bestimmte Fähigkeiten besser erworben werden können als in voran­laufenden oder nachfolgenden Entwicklungsabschnitten. Weiterhin kann man jedoch auch definieren, dass diese „Erfahrungen in einem gegebenen Alter prägende Wirkung für das ganze weitere Leben haben und zu unumkehrbaren Veränderungen des Verhaltens führen" (Pauen 2004, 33).

Das Wissen über sensible Phasen stammt also ursprünglich aus der Biologie, wurde von Montessori in die Pädagogik übertragen und wird nun von den Neu- rowissenschaften wieder aufgegriffen.

Der Begriff der kritischen Phase wird heute meist synonym zu dem Begriff der sensiblen Phase verwendet. Eine frühere Unterscheidung soll nach Bruer darin genutzt worden sein, um das Ende der Phase zu markieren; bei einem abrupten Abbruch sprach man dann von kritischen Phasen, wenn diese jedoch allmählich ausliefen, wurde eher der Begriff der sensiblen Phase benutzt. Heutzutage geht man aber davon aus, dass die meisten Entwicklungsphasen eher langsam als ab­rupt zu Ende gehen (vgl. Bruer 2000, 134f). Außerdem werden in der Literatur (unter anderem von Pauen 2004) die Begriffe „kritisches Zeitfenster“ und „lernsen­sible Entwicklungsphase“ verwendet, die auch synonym gebraucht werden.^[1]

Durch neue Erkenntnisse aus der Hirnforschung findet dieses „alte“ Thema wieder einen neuen Aufschwung. Die Existenz der sensiblen Phasen wird besonders durch neurobiologische Untersuchungen am visuellen Kortex begründet, die ich im Folgenden darstellen möchte.

3 Sensible Phasen in den Neurowissenschaften

Seit den 50er Jahren wurden sehr viele Untersuchungen über die Entwicklung des Gehirns an Tieren durchgeführt. Viele von diesen Experimenten werden als Be­weisgrundlage für die Existenz von sensiblen Phasen genannt.^[2] Auch resultieren - gerade in den letzten Jahren - daraus in der Medienwelt viele Schlussfolgerungen für die pädagogische Praxis. Es scheint, als würde die Pädagogik nun empirische Bekräftigungen für Begriffe wie sensible oder kritische Phasen, kognitive Fenster und Entwicklungsfenster erfahren (vgl. Becker 2006, 86).

Zum Grundverständnis möchte ich im ersten Teil dieses Kapitels neurobiologische Grundannahmen zur Entwicklung innerhalb der ersten drei Lebensjahre vorstellen um dann im zweiten Teil dieses Kapitels die sensible Phase am Beispiel des Sehens verdeutlichen zu können. Der dritte Teil soll zeigen, wie die neurobiologisehen Ergebnisse von Pädagogen, Neurowissenschaftlern, sowie in Medien interpretiert werden.

3.1 Neurobiologische Betrachtung der ersten drei Lebensjahre

„Während des ersten Lebensjahres verändert sich das menschliche Gehirn besonders dramatisch. Kurz nach der Geburt beginnt die Zahl der Verbindungen zwischen den Gehirnzellen rasch zuzunehmen, so dass ihre Zahl im Gehirn eines Säuglings schließlich weit höher ist als die Zahl der Verbindungen im erwachsenen Gehirn“ (Blakemore 2006, 34f.).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Das Neuron, Quelle: Zimbardo 1995, 119.

Bereits vier Monate vor der Geburt entwickeln sich alle kortikalen Neuronen^[3] im Gehirn eines Menschen. Nach der Geburt beginnen diese ein Netz aufzubauen und miteinander Verbindungen einzugehen. Dazu entwickeln sie Dendriten, verzweigte Fortsätze, die ankommende chemi­sche und elektrische Signale von den Nachbarzellen empfangen. Diese wer­den über den Zellkörper, das Soma, weitergeleitet bis hin zum Axon, das den Hauptfortsatz darstellt.

Das Axon endet wiederum in kleinen knollenförmigen Endknöpfchen, die die Signale nun an Dendriten eines anderen Neurons weitergeben. Der Spalt zwischen den beiden Nervenzellen gilt als Anschlussstelle für die Informationen und wird Synapse genannt. An dieser Verbindungsstelle zwischen den Neuronen finden chemische Übertragungen, über so genannte Neurotransmitter statt (vgl. Zimbardo 1995, 119-127 und Pauen 2004, 31f.).

[...]

^[1]

Ich werde in dieser Arbeit durchgängig versuchen den Begriff der sensiblen Phase zu benutzen. Den Begriff „kritisch“ halte ich persönlich für unpassend, da in dieser Zeit die Entwicklung eigentlich auf natürlichem Weg abläuft. Das Individuum ist m. E. in dieser Phase gegenüber Umwelteindrücken sehr „sensibel“, aber man kann nicht davon sprechen, dass es „kritisch“, also fraglich ist, ob die Entwicklung in dieser Periode voranschreitet. Auch der Begriff des Zeitfensters trifft die Bedeutung m. E. nicht, da man nicht davon ausgehen kann, dass das Fenster nach einer bestimmten Zeit geschlossen wird und auch zu bleibt. Vielmehr sollte man davon ausgehen, dass die sensiblen Phasen über verschiedene und individuelle Entwicklungsstufen ablaufen.

^[2] Auch aus der Verhaltensforschung existiert ein sehr bekanntes Experiment, das die Existenz der sensiblen Phasen beweist. Konrad Lorenz beobachtete die Prägung von Gänseküken direkt nach der Geburt, die nach einer sensitiven Periode von ein paar Tagen wieder nachlässt (vgl. Bruer 2000, 135). Ich möchte dieses bekannte Beispiel nur kurz erwähnen, aber nicht darauf eingehen, da ich mich in dieser Arbeit auf neurologische Untersuchungen beschränken möchte.

^[3] „Ein Neuron (Nervenzelle) ist eine Zelle, deren spezielle Aufgabe es ist, Informationen zu empfangen, zu verarbeiten und/oder an andere Zellen im Körper weiterzuleiten. Neuronen bilden die Grundbausteine des Nervensystems“ (Zimbardo 1995, 119). Der Kortex (die Hirnrinde) wird von Milliarden von Neuronen, Zellkörpern und myelinlosen Fasern gebildet. Die kortikalen Neuronen bilden somit die äußere Schicht des Großhirns (vgl. ebd., 747).