Anwendbarkeit neurowissenschaftlicher Erkenntnisse in der pädagogischen Praxis

INHALTSVERZEICHNIS

1. EINFÜHRUNG
1.1 THEMATIK UND FRAGESTELLUNG
1.2 METHODIK UND AUFBAU
1.3 BEGRIFFSDEFINITIONEN

2. LERNEN IN PÄDAGOGIK UND PSYCHOLOGIE
2.1 LERNTHEORIEN UND IHRE DIDAKTISCHE RELEVANZ
2.1.1 Behaviorismus
2.1.2 Kognitive Lerntheorien
2.1.3 Konstruktivismus
2.2 DIE WISSENSCHAFTLICHE AUSEINANDERSETZUNG MIT DEM LERNBEGRIFF

3. LERNEN AUS NEUROWISSENSCHAFTLICHER SICHT
3.1 DIE ENTDECKUNG NEURONALEN LERNENS
3.2 METHODEN DER NEUROWISSENSCHAFTEN
3.3 DAS GEHIRN UND SEINE LERNZENTREN
3.3.1 Neuronen und Synapsen
3.3.2 Großhirn und Kleinhirn
3.3.3 Das limbische System
3.4 SPIEGELNEURONEN
3.5 NEUROGENESE UND PLASTIZITÄT

4. ERFOLGREICHES LERNEN UND DAS WISSEN UMS GEHIRN
4.1 LERNEN UND GEDÄCHTNIS
4.1.1 Das Dreispeichermodell
4.1.2 Das Langzeitgedächtnis
4.1.2.1 Explizites und implizites Gedächtnis
4.1.2.2 Neurobiologische Überlegungen
4.1.3 Konsolidierung
4.1.4 Wiederholung
4.2 INDIVIDUELLES UND SELBSTGESTEUERTES LERNEN
4.2.1 Vorwissen und Assoziationen
4.2.2 Lerntypen
4.3 KOOPERATIVES UND SOZIALES LERNEN
4.4 EMOTION UND MOTIVATION
4.4.1 Motivationale Aspekte des Lernens
4.4.2 Emotionales Lernen
4.4.3 Negative Emotionen im Lernprozess
4.5 GANZHEITLICHES LERNEN
4.5.1 Sensorisches Lernen
4.5.2 Bewegung im Lernprozess

5. MÖGLICHKEITEN UND GRENZEN EINER INTERDISZIPLINÄREN LERNWISSENSCHAFT
5.1 DEFIZITÄRE LEHR-LERN-PRAXIS - HILFESTELLUNG DURCH DIE NEUROWISSENSCHAFT?
5.2 GRENZEN NEUROWISSENSCHAFTLICHER UNTERSUCHUNGEN IN DER PÄDAGOGIK
5.3 DISKUSSION EINER KOMMUNIKATION ZWISCHEN PÄDAGOGIK, PSYCHOLOGIE UND HIRNFORSCHUNG
5.3.1 Neurodidaktik - Neuropädagogik
5.3.2 Verbindungsstellen zwischen den Disziplinen
5.3.3 Reflexion einer Interdisziplinarität
5.4 GEHIRNGERECHTE LEHR-LERNMETHODEN
5.4.1 Szenisches Spiel
5.4.2 Gruppenpuzzle

6. FAZIT

7. LITERATURVERZEICHNIS
7.1 MONOGRAPHIEN UND AUFSÄTZE
7.2 INTERVIEWS
7.3 ONLINEVERZEICHNIS

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einführung

1.1 Thematik und Fragestellung

Als „Jahrzehnt des Gehirns“¹ bezeichnete man die 1990-Jahre und immer noch sind die Publikationen zum Forschungsgegenstand Gehirn inflationär. Gehirnforscher wie Manfred Spitzer, Gerhard Roth und Gerald Hüther, die in den vergangenen Jahren immer mehr in den medialen Fokus gerückt sind, beschäftigen sich u.a. mit den neurobiologischen Grund- lagen des „Lernens“. Statt einem Beitrag der Lehr-Lernforschung wurde den angehenden Referendaren des Begrüßungsseminars zum Sommersemester 2011 der Lehrämter in Frankfurt am Main ein Interview von Spitzer gezeigt. Dabei äußerte der Gehirnforscher

Kritikpunkte am Schul- und Bildungswesen in Deutschland, welche im Anschluss im Plenum diskutiert wurden.

„Wenn das Thema „Lernen“ in den öffentlichen Medien diskutiert wird, spielt gegenwärtig die Gehirnforschung die Hauptrolle, nicht die Psychologie und schon gar nicht die Päda- gogik“², heißt es bei Schultheis 2009. Dementsprechend wurden einige Pädagogen durch das Vordringen der Hirnforschung in das Terrain der Lehr- und Lernprozesse verunsichert, andere erhofften sich jedoch auch einen positiven Beitrag der Neurowissenschaft etwa im Hinblick auf die anhaltende Bildungsmisere in Deutschland. Sowohl in der Schule als auch in einigen Erwachsenenbildungseinrichtungen wird heute immer noch vorwiegend der Frontalunterricht praktiziert; die Organisation des Unterrichts und die Organisation des Lernens liegt weiterhin in der Hand des Lehrenden und die Lernenden bleiben nach wie vor in einer weitgehend passiven Rolle. Aus Sicht der Neurowissenschaften hat dieser Zu- stand keinen Bezug zum nachhaltigen Lernen und sollte überwunden werden. „Gehirnge- rechte“³ Methoden könnten hierbei ein effektives Lernen fördern und nachhaltigere Lern- ergebnisse sicherstellen. 2007 erklären auch die Lehr-Lernforscher, dass die in der PISA- Studie offenkundig gewordenen Probleme der deutschen Bildungseinrichtungen dringend nach professionellen Lösungen verlangen.⁴ Einige Neurowissenschaftler führten diese un- befriedigenden Ergebnisse auf eine Pädagogik zurück, die die Erkenntnisse der Gehirnforschung ignoriere. Spitzer zufolge sei das Lernen Gegenstand des Gehirns, somit würden Lehrer, die um seine Funktionsweise wüssten, auch besser lehren können. Aber ist es tat- sächlich eine Aufgabe der Neurowissenschaften geworden, Verbesserungsvorschläge für die Gestaltung von Lehr- und Lernpraktiken zu liefern? Heute wird das Lernen auf einer breiten wissenschaftlichen Basis im Rahmen vieler verschiedener Wissenschaftsdisziplinen untersucht und nicht mehr nur durch die drei klassischen Humandisziplinen Philosophie, Psychologie und Pädagogik. Die moderne Gehirnforschung stellt den Anspruch, die „In- transparenz“ des Lernens zu überwinden und das Lernen dort zu beobachten, wo es ab- läuft, nämlich im Gehirn. Durch sogenannte „Bildgebende Verfahren“ ist der Blick ins Gehirn möglich geworden, Aussagen über dessen Funktionsweise können gemacht und Aktivitäten gemessen werden. Trotzdem ergeben sich immer noch Fragen in Bezug auf die Anwendbarkeit der damit gemachten Erkenntnisse für die praktische pädagogische Arbeit: Was können neurobiologische Forschungsergebnisse zur Weiterentwicklung von Lehr- Lernprozessen beitragen? Was sind die Voraussetzungen für gelingende Bildungsprozesse aus neurobiologischer Sicht? Inwieweit lassen sich neurowissenschaftliche Erkenntnisse in die pädagogische Bildungsarbeit integrieren?

„Die meisten Ergebnisse der Neurowissenschaften lassen sich nicht naiv und direkt auf Lernprobleme anwenden, man ist auf das Vorverständnis der Kognitionspsychologie, der Lernpsychologie, der Lehr-Lernforschung und Didaktik angewiesen“⁵, meint Gasser. Er fragt, wie viel der lernende und lehrende Normalverbraucher von Neuropsychologie, von Gehirn und Gehirnfunktionen wissen, verstehen und anwenden können muss.⁶ Kann an dieser Stelle etwa die Disziplin der „Neurodidaktik“ Abhilfe schaffen und den Pädagogen erklären, wie man gehirngerecht lernt und unterrichtet? Ist es überhaupt möglich, eine in- terdisziplinäre Lernwissenschaft zu schaffen, die Neurowissenschaften und Pädagogik mit- einander verbindet? Was sollte eine solche Interdisziplinarität leisten können?

Vor diesem Hintergrund diskutiert die vorliegende Arbeit, was die Disziplinen der Hirnforschung und der Pädagogik voneinander erwarten können und welche Implikationen sich aus den neurophysiologischen Untersuchungen des menschlichen Gehirns für die Lernforschung und die pädagogische Lehr-Lernpraxis ergeben. Des Weiteren soll geklärt werden, inwieweit die Ergebnisse der Hirnforschung den Lernbegriff weiterentwickeln können und welche Konsequenzen sich daraus für die Pädagogik ableiten lassen.

1.2 Methodik und Aufbau

Diese Arbeit wird neben der komparativen Literaturrecherche durch eine empirische Kom- ponente in Form von teilstrukturierten Experteninterviews ergänzt. Bei den Quellen han- delt es sich um die der Problematik zugeordnete pädagogische, psychologische, sowie neu- rowissenschaftliche Fachliteratur. Überdies wird hauptsächlich deutschsprachige Literatur verwendet. Aufgrund ungenügender Quellen im Bereich der Erwachsenenbildung bezüg- lich des gewählten Themas, spezialisiert sich die vorliegende Arbeit nicht auf eine alters- bezogene Pädagogik. Vielmehr soll ein Überblick über aktuelle Erkenntnisse der Neuro- wissenschaften in Bezug auf Lernen von Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen vorge- nommen werden. Allerdings werden dabei einige ausgewählte Themen Vorzug behalten, um den Rahmen der Arbeit nicht zu sprengen. Daher können bspw. heilpädagogische An- sätze keine genügende Berücksichtigung finden. Des Weiteren wird nur denjenigen Diszip- linen der Neurowissenschaften Beachtung geschenkt, die sich explizit mit Lernvorgängen beschäftigen.

Um die auf detaillierter Literaturrecherche beruhende Arbeit um aktuelle Daten und Mei- nungen aus verschiedenen Perspektiven zu erweitern, wurden Interviews mit mehreren Experten geführt. Darunter waren zwei Diplom-Psychologinnen, H. und S., der Neurobio- loge K., Professor F. aus der neurokognitiven Psychologie und der Bildungsberater L. Die qualitativen Experteninterviews dienen als ergänzende, empirische Daten und sollen einen Zugang zu aktuellen Standpunkten hinsichtlich der Thematik ermöglichen.⁷ Bewusst wur- den Experten aus verschiedenen Bereichen befragt, um einerseits einen Einblick in unter- schiedliche Perspektiven zu bekommen und andererseits einen Zusammenhang zwischen den Disziplinen herauszuarbeiten. Dieses methodische Vorgehen wurde gewählt, um dem Leser⁸ einen breiten Überblick über den aktuellen Stand sowohl der Forschung und der Literatur, als auch der Praxis zum Thema zu verschaffen. Auf diesem Grundwissen auf- bauend, werden dann sowohl Weiterentwicklungen des Sachverhalts als auch Möglichkei- ten und Grenzen einer interdisziplinären Lernwissenschaft aufgezeigt.

Im einleitenden Kapitel wurde der Leser bereits in die behandelte Thematik eingeführt. Nun wird der Gegenstand der Arbeit und der ihm zugehörige wissenschaftliche Bereich dargestellt und eingegrenzt werden. Die Definition einiger, im Rahmen dieser Arbeit häu- fig gebrauchter oder für das Verständnis der Problematik wichtiger Begriffe, schließt das erste Kapitel ab. Das zweite Kapitel gibt einen Überblick über das Lernen aus Psychologie und Pädagogik. Die Lernpsychologie wird hierbei eine besondere Rolle spielen, da sich pädagogisches Wissen oftmals an psychologischen Theorien, so auch den Lerntheorien, orientiert. Allerdings wird dabei immer der Bezug zur pädagogischen Didaktik hergestellt werden. Im darauf folgenden, dritten Kapitel wird der Begriff des Lernens aus neurowis- senschaftlicher Sicht erläutert. Dazu gehört eine kurze historische Einleitung in die Gehirn- forschung und der in diesem Feld verbreiteten Verfahren, gefolgt von einer genaueren Be- trachtung der Lernzentren im Gehirn. Des Weiteren sollen die Entdeckung der Spiegelneu- ronen und deren Relevanz für Lernprozesse sowie die Hirnplastizität und Neurogenese näher betrachtet werden. Deren Kenntnis ermöglicht Hinweise zum Begreifen des Voll- zugs des Lernens sowie Ansatzpunkte für planvolles Handeln der Lehrenden und für eine Optimierung der Lernumgebung für die Lernenden. Das vierte Kapitel erörtert fünf zentra- le Aspekte erfolgreichen Lernens. Der wichtigste und allen anderen Unterpunkten zugrun- deliegende Aspekt ist das Gedächtnis. Schließlich ist das Resultat jedes erfolgreichen Ler- nens ein langfristiges Abspeichern des Lerninhaltes. Daraufhin wird auf die Individualität und Selbststeuerung, Kooperation, Emotion und Motivation, und die Ganzheitlichkeit in Verbindung mit Lehr- und Lernprozessen eingegangen. Dabei soll immer auf das Wissen aus Pädagogik, Psychologie und den kognitiven Neurowissenschaften Bezug genommen werden. Im fünften und zentralen Kapitel dieser Arbeit werden, vor allem auch durch das Hinzuziehen der Erkenntnisse aus den Experteninterviews, die Möglichkeiten und Grenzen einer interdisziplinären Lernwissenschaft diskutiert. Die Verknüpfung von Wissenschaft und Praxis soll dazu beitragen, eine erkenntnisfördernde Diskussion im Hinblick auf die Thematik anzuregen. Daher beschäftigt sich dieser Abschnitt u.a. damit, Schnittstellen be- züglich der neurowissenschaftlichen Erkenntnisse in der pädagogischen Lehr- Lernpraxis aufzuzeigen und Methoden des Lehrens und Lernens aus der pädagogischen Praxis auf gehirngerechte Aspekte des erfolgreichen Lernens hin zu untersuchen. Abschließend wer- den im Fazit die zusammengetragenen Überlegungen und Empfehlungen zusammenge- fasst. Dabei wird auf die in der Einleitung gestellten Fragen eingegangen.

1.3 Begriffsdefinitionen

Neurowissenschaften - (Ge)Hirnforschung

Der Begriff „Neurowissenschaften“ wird als ein Überbegriff für den Zusammenschluss verschiedener Disziplinen verwendet. Diese Disziplinen widmen sich i. w. S. der Erfor- schung des zentralen Nervensystems (ZNS). Die beiden Bezeichnungen Neurowissen- schaften und Hirnforschung werden, besonders im Rahmen der Massenmedien, gelegent- lich aber auch in der Fachliteratur, synonym verwendet.⁹ Die verschiedenen Disziplinen sind u.a. die Neurologie, Neurobiologie, Neurochirurgie und Neuropsychologie. „Aufgabe der Neurowissenschaften ist es, Verhaltensweisen anhand von Gehirnaktivitäten zu erklä- ren - also zu verstehen, wie Millionen einzelner Nervenzellen zusammenarbeiten, um Ver- halten zu erzeugen, und wie diese Zellen ihrerseits durch die Umwelt, einschließlich des Verhaltens anderer Menschen, beeinflusst werden.“¹⁰ Zur Erleichterung der Lesbarkeit werden in dieser Arbeit die Begriffe Neurowissenschaften, Gehirn- und Hirnforschung synonym verwendet.

Neurobiologie

Die Neurobiologie stellt eine unter den Neurowissenschaften verstandene Disziplin dar. Sie erforscht das menschliche und tierische Nervensystem mit den Methoden der Biolo- gie.¹¹ Bei der Neurobiologie des Lernens handelt es sich wiederum um einen Verbund von naturwissenschaftlichen mit psychologischen Beobachtungen und Beschreibungen, wobei der Begriff auch synonym mit dem Begriff der „Neurowissenschaften“ verwendet wird.

Kognitive Psychologie - Kognitive Neuropsychologie

Die Kognitionspsychologie ist eine Teildisziplin der Psychologie. Sie untersucht die menschliche mentale Aktivität als einen informationsverarbeitenden Vorgang.¹² Die Themen der Kognitiven Neuropsychologie überlappen in vielen Bereichen mit denen der Biologischen Psychologie und der Neurobiologie. Sie beschäftigt sich mit der „wissen- schaftlichen Erforschung der Grundlagen und Zusammenhänge von neuronalen, behavioralen und psychischen Vorgängen oder Strukturen sowie deren Veränderungen und Ausfälle beim Menschen.“¹³ Der Forschungsschwerpunkt liegt dabei auf den neuronalen Grundlagen kognitiver Prozesse wie Lernen, Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Handlungsplanung.¹⁴

Bildungsforschung - Lehr-Lernforschung

Die Lehr-Lernforschung hat sich in den 1970er-Jahren innerhalb der empirischen Bildungsforschung als Bezeichnung für ein Forschungsprogramm etabliert. Es ist mit der Pädagogischen Psychologie und der psychologischen Lernforschung eng verknüpft. Die Lehr-Lern-Forschung ist eine auf Lehr-Lern-Probleme gerichtete Mikroforschung, wohingegen die Bildungsforschung auf Bildungsinstitutionen ausgerichtet ist und zur Makroforschung gehört. Die Lehr-Lern-Forschung nutzt verschiedene Forschungsstränge zur theoriegeleiteten Beschreibung, Erklärung und Optimierung von Lehr-Lern-Prozessen, zu meist unter den Bedingungen institutionalisierten Unterrichts. Gegenstände dieser Forschung sind u. a. die Wirkung von Lehrmedien auf Lernprozesse und -ergebnisse und die Förderung und Entwicklung selbstregulativer Fähigkeiten.¹⁵

Unterricht - Lehren

Der „Unterricht soll dazu beitragen, Wissen grundzulegen, Fertigkeiten zu entwickeln, Urteilsfähigkeit zu üben und die Ausbildung sozialer Verhaltensweisen zu fördern“.¹⁶ Der Schulunterricht kann als eine soziale Situation gelten. Hierbei sollen Kenntnisse vermittelt, das selbstständige Arbeiten der Lernenden angeregt und Lernangebote bereitgestellt wer- den. „Lehren“ bedeutet, Erfahrungen für Lernende herbeizuführen, die wiederrum Lern- prozesse auslösen. Dabei beinhaltet das Lehren eine Summe an Aktivitäten des Lehrenden. Darunter zählen z.B. das Vortragen, Fragen stellen, das Material bereitstellen und Rück- meldungen geben. Das Unterrichten stellt dabei eine Teilmenge der Lehrtätigkeiten dar.¹⁷ „Lehren intendiert Lernen, das wiederum den Zweck von Lehren konstituiert, ihm also „vorgeschaltet“ ist und von kognitiven, motivationalen, affektiven und sozialkulturellen Bedingungen bestimmt wird.“¹⁸ Vom Lehrenden wird eine fachliche Kompetenzüberle- genheit gefordert und ein „entsprechendes unterrichtsmethodisches Geschick erwartet“¹⁹.

Didaktik

Der Begriff der „Didaktik“ stammt aus dem „Griechischen (didaskein) und bedeutet wört- lich Lehre.“²⁰ J. A. Comenius postulierte bereits 1628 die Große Didaktik, die „vollständi- ge Kunst alle Menschen alles zu lehren“. Allerdings, schreibt Siebert, sei mit Didaktik nicht allein die Unterrichtstätigkeit von Lehrenden in etwa Schulräumen gemeint, sondern auch das didaktische Handeln im Alltag.²¹ Als Definition kann gelten: „Didaktik ist prinzi- piell die Vermittlung zwischen Sachlogik und der Psychologik des/der Lernenden. Zur Sachlogik gehört eine Kenntnis der Strukturen und Zusammenhänge der Thematik, zur Psychologik die Berücksichtigung der Lern- und Motivationsstrukturen der Adres- sat/innen.“²²

Interdisziplinarität

Unter „Interdisziplinarität“ versteht man die Zusammenarbeit mehrerer Disziplinen.²³ Es ist ein bei der Suche nach Problemlösungen eingesetztes Verfahren, das Erkenntnisse mög- lichst aller durch ein Problem tangierten Fachdisziplinen mit einbezieht. Die Frage einer Interdisziplinarität entsteht dadurch, dass Wissenschaft „heute nahezu ausschließlich“ in Form „reduzierter und separierter Einzel- oder Spezialdisziplinen“²⁴ existiert. Einerseits gerät die interdisziplinäre Betrachtungsweise dabei in den Verdacht einer Unwissenschaft- lichkeit oder Unseriosität. Andererseits entsteht aber bei einer Nichtbeachtung anderer Disziplinen der Vorwurf eines Fachidiotentums. Ob Interdisziplinarität dafür geeignet ist, die der wissenschaftlichen Differenzierung und Spezialisierung angelasteten Nachteile auszugleichen, ohne die ihr zugeschriebenen Vorteile negativ zu beeinflussen, wird einer- seits davon abhängen, aus welchen Gründen man welche Disziplinabgrenzung fordert oder verwirklicht. Andererseits wird es dadurch bedingt, was die mit „Interdisziplinarität“ ge- meinten Konzeptionen für die Erkenntnis, die Wissenschaftsorganisation und den Lebens- zusammenhang, in dem Wissenschaft ihre Funktionsbestimmung erhält, zu leisten vermö- gen.²⁵

ZNL

Das Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen wurde 2004 von Manfred Spitzer in Ulm gegründet und wird von der Baden-Württembergischen Landesregierung finanziert. Es versucht die Erkenntnisse der Neurowissenschaften zum Thema Lernen auf die Pädagogische Praxis zu übertragen und bezeichnet sich selbst als die Brücke zwischen den Disziplinen Pädagogik, Psychologie und den Neurowissenschaften. Ein Team aus diesen verschiedenen Wissenschaften hat sich hier zusammengefunden, um Grundlagenforschung und Evaluationen durchzuführen und Bildungseinrichtungen bei ihrer pädagogischen Arbeit zu begleiten. Das ZNL ist ein Drittmittelprojekt der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie III und der Universitätsklinik in Ulm.²⁶

2. Lernen in Pädagogik und Psychologie

2.1 Lerntheorien und ihre didaktische Relevanz

Das Beschreiben von Theorien über das Lernen von Lebewesen kann als Versuch gelten, die Bildsamkeit des Menschen zu ergründen. Im folgenden Abschnitt soll der Leser in den Behavio- rismus, Kognitivismus und Konstruktivismus eingeführt werden, um die Geschichte, den Hinter- grund und das Thema verschiedener Lernparadigma zu verstehen. Im Abschnitt zum Behavio- rismus werden sowohl die klassische als auch operante Konditionierung erklärt. Als Beispiele kognitiver Lerntheorien sollen zum einen das „Einsichtige Lernen“ und zum anderen das „Ler- nen am Modell“ vorgestellt werden. Danach wird sich dem Konstruktivismus im engeren Sinne zugewendet.

2.1.1 Behaviorismus

Das klassische Konditionieren gilt als der Kern behavioristischer Lerntheorien.²⁷ Pawlow und Watson untersuchten in Tierexperimenten die natürlichen (unkonditionierten) Reflexe, wie den Speichelfluss. Dabei wurde der Speichelfluss von einem Hund durch die Wahrnehmung von Fut- ter (unkonditionierter Reiz) ausgelöst. Der Futterreiz wurde mit einem „neutralen“ Reiz kombi- niert, z.B. mit dem Läuten einer Glocke. Pawlow konnte dabei feststellen, dass nach der mehrfa- chen Darbietung von unkonditioniertem und neutralem Reiz die ursprüngliche Reaktion, nämlich der Speichelfluss, auch ausgelöst wurde, wenn nur mehr der neutrale Reiz vorlag. In der klassi- schen Konditionierung sah Watson den Beweis für die „große Formbarkeit des Verhaltens“²⁸. „Das zentrale psychologische Interesse gilt dem Zusammenhang zwischen beobachtbaren Reiz- konstellationen und den darauf vom Organismus abgegebenen Reaktionen“²⁹, formuliert Fried- rich. Das operante Konditionieren wird grundsätzlich als ein Prozess definiert, bei dem ein Ver- halten, das angenehme Konsequenzen herbeiführt bzw. aversive Situationen beendet, in Zukunft vermehrt auftritt.³⁰ Skinner erklärt dieses Prinzip der „Verstärkung“ als Basis jeglichen Lernens. Dem Forscher Thorndike zufolge waren es vor allem Lust- und Unlustgefühle, die darüber ent- schieden, welches Verhalten gelernt bzw. welches nicht gelernt wird.³¹ Das Lernen setze dabei eine Aktivität voraus, „die zufälligerweise zum Erfolg führt und dank des Erfolgs bekräftigt wird“³², schreibt Herzog. Den Grundsätzen der operanten Konditionierung zufolge, müsste die Lehrkraft jeden Lerner individuell verstärken. Allerdings müsse dies unmittelbar nach dem erwünschten Verhalten erfolgen. Im Rahmen eines Schulunterrichts im Klassenraum sei der Lehrende dazu aber nicht in der Lage, erläutert Herzog.³³ Nach Skinner sollte die Konkurrenz im Unterricht möglichst vermieden werden. Dies könne dadurch erreicht werden, dass jeder Schüler für sich alleine Lernaufgaben löse. Die Aufgabenstellung müsse allerdings so kleinschrittig aufgebaut sein, dass jeder in seinem eigenen Lerntempo permanent erfolgreich sein könne. Skinner war der Meinung, allein die Tatsache, bei einer gestellten Aufgabe fortwährend weiter zu kommen und erfolgreich zu sein, könne ein ausreichender Verstärker sein.³⁴

Die klassische Konditionierung könne keine Erklärungen für das Erreichen von Lern- und Bil- dungszielen liefern, berichtet Friedrich.³⁵ In der Theorie des Behaviorismus wurde das einzelne Subjekt mit seiner Individualität nicht beachtet. In pädagogischen Lernarrangements galt der Lehrer vielmehr als Verhaltensingenieur, bzw. sollten im behavioristischen Sinne Lehrmaschi- nen oder Lehrprogramme die Kontrolle über Lernprozesse bekommen.³⁶ Unter „Lernen“ wurde nicht die Aneignung von neuen Kompetenzen und neuem Wissen verstanden, sondern „lediglich die veränderte Emission von Verhalten, über das bereits verfügt wird“³⁷. Friedrich erwähnt, dass Begriffe und Konzepte wie die Reflexion über eigene Lernvorgänge, die „bewusste Wahrneh- mung“ oder die „intrinsische Motivation“ in dieser Theorie abgelehnt würden.³⁸ Trotzdem könne dieses Modell „die Motivation für bestimmte Lernaufgaben“ und „die anschließende Gedächt- nisbildung bzw. -stabilisierung“³⁹ erklären. Allerdings sind sich Gage und Berliner einig darüber, dass der Lehrende keine Konditionierungstechniken anwenden sollte.⁴⁰ „Nur triviale Lernvor- gänge im Unterricht können verhaltensbezogen definiert werden; die wirklich wichtigen Ergeb- nisse des Unterrichts können so nicht erfasst werden, und sie werden deshalb vernachlässigt.“⁴¹

2.1.2 Kognitive Lerntheorien

In den 60-er Jahren sprach man von einer „kognitiven Wende in der Psychologie“⁴², wobei das Lernen durch Einsicht und das Modell-Lernen klassische Beispiele dafür darstellen und im Fol- genden beschrieben werden. Während der Schüler im Behaviorismus als passiver Empfänger von Lerninhalten angesehen wurde, hat Piaget als einer der Begründer der kognitiven Lerntheo- rie die Bedeutung einer aktiven Rolle des Lernenden bei seiner Wissenskonstruktion erkannt.⁴³ „Im Gegensatz zum Behaviorismus wird das Gehirn nicht als black-box verstanden“⁴⁴, erkennt Gasser. Im Kognitivismus wird das Lernen vielmehr als ein Vorgang der inneren Verarbeitung und Vertiefung von Inhalten verstanden.

Das Lernen durch Einsicht stammt aus der Gestaltpsychologie von Wertheimer und Dunker⁴⁵ und versucht das Auftreten neuer Verhaltensweisen zu erklären. Hierbei steht das aktive Gewin- nen von Einsicht im Mittelpunkt des Verständnisses von Lernen, somit kann dieses Konzept als Gegenposition zum Behaviorismus gelten. Das einsichtige Lernen meint nicht etwa das Einprä- gen von Wissensinhalten, die Gewöhnung an situative Umstände und keineswegs die blinde Su- che nach passenden Reaktionen, sondern vielmehr eine Umstrukturierung des Denkens und Wahrnehmens.⁴⁶ Als Phasen des einsichtigen Lernens nennt Hobmair zunächst das Auftreten eines Problems, Probierverhalten, Umstrukturierung, Einsicht und Lösung, und letzten Endes die Anwendung und den Transfer des Gelernten.⁴⁷ Der Lernende eignet sich an, ein Problem zu lö- sen, indem er ausprobiert und umstrukturiert und dadurch aktiv handelt. Bei den kognitiven Lerntheorien, so Friedrich, „rücken interne Vorgänge, Denk- und Verstehensprozesse und innere Repräsentationen der Umwelt in Wissensstrukturen und Handlungsplänen ins Zentrum der Be- trachtung“⁴⁸. Die Bezeichnungen Modell-Lernen oder Lernen am Modell, Beobachtungslernen, Wahrnehmungslernen, stellvertretendes Lernen, sozio-kognitives Lernen und Imitationslernen werden in der Literatur sinngleich verwendet. Das Lernen am Modell lässt sich allgemein als ein Prozess beschreiben, bei dem sich eine Person diejenigen Verhaltensweisen aneignet, die sie bei einer anderen Person beobachtet hat.⁴⁹ Als Ergebnis zeigt der Beobachter dann ein neues oder geändertes Verhalten.⁵⁰ Um in die Theorie des Beobachtungslernens einzuführen, schreibt Ban- dura 1979: „Lernen wäre ein äußerst mühsames Geschäft […] wenn die Menschen als einzige Richtlinie für künftiges Tun nur die Auswirkungen ihres eigenen Handelns hätten. Zum Glück werden die meisten menschlichen Verhaltensweisen durch die Beobachtung von Modellen erlernt“⁵¹ und grenzt somit seine Lerntheorie vom Konditionierungslernen ab. „Im Unterschied zu den Konditionierungstheoretikern unterscheidet Bandura zwischen Lernen und Verhalten“⁵², beschreibt Mietzel. Lukesch zufolge lassen sich mit Hilfe von sozial-kognitiven Lerntheorien viele Erkenntnisse über das Erlernen von Verhaltensweisen, wie bspw. Aggressivität, Normenkonformität oder Sozialität, besser nachvollziehen.⁵³

Jedoch habe das Modell-Lernen keinen expliziten Eingang in schulpädagogische oder didaktische Theorien gefunden, meint Friedrich. Selbstgesteuerte und komplexere Lernleistungen könnten nicht durch Modelle induziert werden. Als unstrittig erklärt der Autor aber die Bedeutung dieser Lerntheorie im Erziehungsprozess.⁵⁴ Lukesch dagegen formuliert, dass diese Überlegungen gerade im pädagogischen Kontext als besonders relevant erscheinen, „da hier Bedingungskonstellationen vorliegen, welche ein hohes Beeinflussungspotential z.B. durch Lehrer (oder Eltern) wahrscheinlich machen […]“⁵⁵. Im Schulleben werde der Bedeutung des Lehrers als Verhaltensmodell zu wenig Beachtung geschenkt, kritisieren Gage und Berliner.⁵⁶ Durch ihre Vorbildfunktion tragen sie Verantwortung und sollten sich dessen bewusst sein. An ihrem Verhalten werden sich schließlich viele Lernende orientieren und somit hat die Persönlichkeit des Lehrenden auch einen Anteil an erfolgreichen Lernprozessen.

2.1.3 Konstruktivismus

In den 1980er Jahren ist immer deutlicher geworden, dass weder das konditionierte noch das einsichtige oder imitierende Lernen in der Lage sind, die Aneignung von Wissensstrukturen und-inhalten vollständig zu erklären.⁵⁷ Im Gegensatz zum Behaviorismus und teilweise auch zum Kognitivismus wird der Ausgangspunkt des konstruktivistischen Lernens ins Innere verlegt. Da- bei muss der Mensch sein Wissen selbst konstruieren und darüber bestimmen; dies könne ihm niemand mit Verstärkung oder vermittelter Einsicht abnehmen.⁵⁸ Bandura begann in den 80er Jahren mit seiner Arbeit zum selbstgesteuerten Lernen in der Überzeugung, „daß Menschen „selbst-leitende“ Fähigkeiten besitzen, die sie in die Lage versetzen, in bestimmten Umfang Kontrolle über ihre eigenen Gedanken, Gefühle und Handlungen auszuüben“⁵⁹. Der Grundsatz im Konstruktivismus lautet daher: „Jeder Mensch konstruiert sein Wissen und sein Weltbild selbst“⁶⁰. Im Gegensatz zu anderen Ansätzen meint die Lerntheorie, dass das Wissen nicht von außen in den Lernenden transportiert werden kann, sondern im Lernenden selbst bereits existiert. Dabei geht es darum, eine eigene Perspektive auf den Lernprozess einzunehmen und um die Mo- tivation, sein Lernen selbst zu organisieren. Gerspach spricht an dieser Stelle von Lernen als einer eigenaktiven und inneren Konstruktion der Wirklichkeit. In diesem Sinne sei das Lernen nicht das bloße Reagieren oder Lösen vorgegebener Probleme, sondern ein aktives Konstruieren von Situationen.⁶¹. Kron schreibt: „In diesen Erklärungsansätzen wird die Erkenntnis- und Denk- fähigkeit des Individuums in den Vordergrund gerückt. Lernen wird gleichgesetzt mit Denken und Erkennen.“⁶² Terhart betont hierbei, dass das Lernen ein zwar „individuelle[s], aber in sozia- len Kontexten stattfindende[s] Konstruieren und Umkonstruieren von inneren Welten“⁶³ sei. Es könne nur zu einem geringen Anteil „von außen“ angestoßen, aber keinesfalls gesteuert werden. Die Verantwortung für das Lernen liege daher beim Lernenden selbst. Die Aufgabe des Lehrens sei es dabei eine anregende Umwelt für die Lernenden bereitstellen, erklärt Terhart. Daher sind die Prototypen des Lernens im Konstruktivismus u.a. das selbstgesteuerte und selbstorganisierte Lernen, die in dieser Arbeit unter „Individuelles und selbstgesteuertes Lernen“ noch behandelt werden. Nach Siebert ist der Konstruktivismus eine „praktische“ Theorie“ und kann erklären, warum „sich die Konstrukte der Lehrenden und der Teilnehmenden signifikant unterscheiden“⁶⁴. Des Weiteren bestätige und ergänze der Konstruktivismus Konzepte der Reformpädagogik, des symbolischen Interaktionismus von Mead und der Kognitionstheorie von Piaget, so der Autor.⁶⁵ Die konstruktivistische Erkenntnistheorie könne sich nun auch auf die Erkenntnisse der Neuro- wissenschaften (NW) stützen, meint Siebert weiter.⁶⁶ Dieser Aspekt wird ebenfalls im Laufe der Arbeit noch aufgegriffen werden.

Gasser zufolge stößt man bei einer einseitigen Betrachtung der einzelnen Lerntheorien entweder auf ein bloßes Reproduktions- und Reaktionstraining, auf eine zwar erfahrungsfremde, aber sys- tematische Kopfschulung oder eine subjektivistische Konstruktion der Welt.⁶⁷ Wie man später noch unter „Lernen und Gedächtnis“ lesen wird, könnte Gasser Recht haben, wenn er meint, dass Lernen aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten sei und nicht ein einzelnes Paradigma erklären könne, wie es zustande komme. Vielmehr müsse man versuchen, eine vollständigere Betrachtungsweise von Lehren, Lernen und Gedächtnis zu schaffen.

2.2 Die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem Lernbegriff

„Lernen ist die innere Organisation von Wissen und Fertigkeiten, die sich das Individuum in Interaktion mit seiner Umwelt aneignet, um handlungs- und leistungsfähiger zu werden“⁶⁸, heißt es bei Kron. Allerdings werde in der Literatur eine Fülle an Lernvorstellungen, -modellen und-theorien vorgestellt, so der Professor für Pädagogik. Er formuliert daraus, dass es folglich auch keine Einheitsdefinition von Lernen geben könne. Dem Lernen als pädagogischer Kategorie kommt nach Herzog keine lange Tradition zu. Wenn man sich in der deutschsprachigen Literatur Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhundert umsehe, dann würde man auf die Begriffe Unter- richt, Übung, Aneignung, Assoziation und Arbeit stoßen, jedoch selten auf den Begriff des Ler- nens.⁶⁹ Anhalt ist der Ansicht, dass der Lernbegriff in der Pädagogik immer in Bezug zu Erzie- hung und Unterricht gestellt und als solcher behandelt werde. „Aus pädagogischer Sicht ist der Lernbegriff auch mit dem Begriff des Lehrens eng verknüpft“⁷⁰, bestätigt Kron. Es sei noch kei- ne einschlägige Grundlagenforschung etabliert worden, so Anhalt, die sich in einer systemati- schen Weise dem Lernthema annehme.⁷¹ „Das Lernen ist die unbekannte Größe in der pädagogi- schen Gleichung“⁷², kritisiert Prange. Hobmair erklärt wiederum, der eigentliche Oberbegriff aller pädagogischen Bemühungen müsse das Lernen sein. Manche Erziehungswissenschaftler, so der Autor, würden lieber von einer Lernwissenschaft als von der Erziehungswissenschaft spre- chen.⁷³ Während der „Bildungskatastrophe“ in den 1960er-Jahren entstand die Diskussion um eine empirische erziehungswissenschaftliche Forschung, insbesondere im Bereich des Lehrens und Lernens, sowie die Verwissenschaftlichung der Lehrerbildung. Die Erziehungswissenschaft rezipierte daraufhin die psychologische Lernforschung, welche in Deutschland auf Ebbinghaus, Müller und Meumann zurückging und mit Beginn des 20. Jahrhunderts einsetzte.⁷⁴ Herzog er- klärt, der Sinn einer Zusammenarbeit von Pädagogik und Psychologie sei offensichtlich, weil das Lernen ihren gemeinsamen Nenner darstelle. „In der Bildsamkeit und der Lernfähigkeit müssten die beiden Pfeiler sein, auf denen sich die Brücke zwischen Pädagogik und Psychologie bauen lässt“⁷⁵, beschreibt er. Aus den erzeugten Erkenntnissen der Psychologie über Lernvorgänge hatte man angenommen, neue und wissenschaftlich abgesicherte Lernkonzeptionen und -methoden ableiten zu können. Die Psychologen selbst hielten dies für einen wichtigen Schritt zur Verwissenschaftlichung des Unterrichtsgeschehens, so Becker. Die Methoden des Lehrens seien aus den Gesetzen des Lernens abzuleiten, meint auch Terhart.⁷⁶

Nach Giesecke verstehe die Pädagogik den Menschen als ein lernendes Subjekt. Er ist von Natur aus auf das Lernen angewiesen und wird im anthropologischen Sinne erst dadurch zum Men- schen.⁷⁷ Die neueren Ansätze der Lehr-Lern-Psychologie gehen von Lernen als einem aktiven, konstruktiven und selbstorganisierten Prozess aus, „bei dem der systematische Aufbau von Wis- sens- und Könnensstrukturen die zentrale Rolle spielt“⁷⁸. Dabei sei das grundlegende Kriterium eines Lernprozesses wohl die Veränderung, erwähnt Herzog. Allerdings liege dem Entwick- lungsbegriff ebenfalls das Merkmal der Veränderung inne und somit könne Veränderung allein nicht genügen, um festzulegen, was man unter Lernen verstehe.⁷⁹ Auch bedeutet nicht jede Ver- änderung, dass man etwas gelernt hat. Dies lässt sich bei Reifung, Ermüdung oder Erschöpfung, bei Alterungsprozessen, Verletzungen oder dem Einfluss von Drogen und Medikamenten bele- gen. Mit dem Lernbegriff solle eher „die Veränderbarkeit von Wissen und Fähigkeiten hervorge- hoben“⁸⁰ werden, meinen Kade et al. Allerdings, so die Autoren, seien weder Wissen und Fähig- keiten noch der Prozess ihrer Veränderung im Lernen als solche unmittelbar beobachtbar. So- wohl im alltäglichen Umgang mit Lernen und beim pädagogischen Handeln als auch bei wissen- schaftlichen Untersuchungen stelle die Unbeobachtbarkeit des Lernens ein Problem dar. An die- ser Stelle kann es sicherlich von Vorteil sein, sich dem Lernen aus einer anderen Perspektive, nämlich der neurobiologischen, zuzuwenden und den Begriff des Lernens somit um diese Sicht- weise zu bereichern.

3. Lernen aus neurowissenschaftlicher Sicht

„Das Lernen zu verstehen heißt, das Gehirn zu verstehen.“⁸¹ Manfred Spitzer

3.1 Die Entdeckung neuronalen Lernens

Bereits in der Antike untersuchten Mediziner die Gehirne von Menschen. Der griechische Arzt Galen leistete dabei im zweiten Jahrhundert einen wichtigen Beitrag, indem er durch seine Beobachtungen an eingeschlagenen Schädeln von Gladiatoren zeigen konnte, dass nicht das Herz der Sitz geistiger Fähigkeiten sei.⁸² Die Funktionsweise des Gehirns blieb trotzdem bis zum Ende des Mittelalters weitestgehend unbekannt. Der größte Teil des heutigen Wissensstandes über die Hirnanatomie konnte erst um 1850 durch die systematische Forschung an den Gehirnen von Tieren und Untersuchungen an kranken oder verletzten Menschengehirnen erworben werden. Ende des 18. Jahrhunderts entdeckte Luigi Galvani, dass sich elektrische Signale im Nervensystem bewegen.⁸³ Franz Joseph Gall formulierte Anfang des 19. Jahrhunderts die Erkenntnis, dass der Kortex, also die Großhirnrinde, funktionell gegliedert sei. Demnach seien unterschiedliche Gehirnareale für unterschiedliche Fähigkeiten verantwortlich.

„Unabhängig voneinander äußerten die Neurologen Paul Broca und Carl Wernicke die Hypothe- se, daß Schäden in einem genau umschriebenen Bereich des Gehirns die Ursache für frisch auf- getretene Sprachstörungen“⁸⁴ bei Patienten mit Hirnläsionen⁸⁵ seien, berichtet Damasio. Paul Broca konnte die Lokalisationstheorie von Gall bestätigen und den Sitz des Sprachvermögens noch präziser angeben. Es folgte die Einsicht, dass die linke Hirnhälfte eine besondere Rolle für das Sprechen spielt. 1861 wurde ihm dadurch die Entdeckung des motorischen Sprachzentrums zugeschrieben, und Carl Wernicke entdeckte 1874 das sensorische Sprachzentrum.⁸⁶ 1937 er- forschten Penfield und Boldrey erstmals topographische Karten im Gehirn und somit die Bezie- hung der Stimulationsorte im Gehirn mit den Bewegungen und Sinneseindrücken.⁸⁷ Damit ent- hüllten die Hirnforscher das fundamentale Prinzip der Hirnorganisation, den Homunculus.

Heute gehen die Neurowissenschaften davon aus, dass das Gehirn der Sitz des Lernens und des Gedächtnisses ist. Viele Beobachtungen im Laufe mehrerer Jahrhunderte haben die Hirnforscher davon überzeugt, dass die Gehirnaktivität nicht nur das Verhalten, sondern auch die Verände- rung des Verhaltens im Zusammenhang mit Lernen und Gedächtnis steuere.⁸⁸ Lernen heißt in diesem Sinne Aufbau von neuronalen Netzen und die Stärkung von Verbindungen im Gehirn. Dies geschieht auf der Ebene von Zellen und Nervenverbindungen.⁸⁹ Die Neurowissenschaftler definieren Lernen als die Speicherung „von individuell und selektiv erworbenen Informationen aus der Umwelt im Gedächtnis in abrufbarer Form“. Es „basiert auf einer spezifischen Verstär- kung bestimmter Nervenzellen im Zentralnervensystem, und zwar einer erleichterten Signalüber- tragung an den Synapsen durch biochemische und strukturelle Modifikationen (Langzeitpoten- zierung, synaptische Plastizität).“⁹⁰ Bear et al. erklären, dass Lernen und Gedächtnis durch Ver- änderungen an den Synapsen erfolge. „Wir haben an mehreren verschiedenen Modellsystemen gesehen, dass sich ein Gedächtnis durch erfahrungsabhängige Veränderungen bei der synapti- schen Übertragung ausbilden kann.“⁹¹ Durch eine Informationsaufnahme, -verarbeitung und - speicherung sei das Lernen als ein Prozess anzusehen, aber auch als Produkt, weil es die Disposi- tion darstelle, künftiges Verhalten an den gemachten Erfahrungen zu orientieren, zu modifizieren oder zu unterlassen.⁹²

3.2 Methoden der Neurowissenschaften

Noch bis Mitte des 20. Jahrhunderts konnten Hirnforscher „lediglich“ Gehirne von Verstorbenen sezieren, Untersuchungen an Patienten mit Hirnschäden vornehmen oder an den Gehirnen von Versuchstieren experimentieren. Erst seit Beginn der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts kamen Methoden auf, die es ihnen ermöglichten, das lebende, gesunde Gehirn ohne einen Eingriff zu untersuchen. Heute verwenden die experimentellen Neurowissenschaften Methoden der Bildgebung, um psychische Funktionen im Gehirn von Menschen zu lokalisieren und die neuro- anatomischen Grundlagen von Verhalten aufzudecken.⁹³ Die bildgebenden Verfahren können einen Blick auf die Funktionszustände des Gehirns liefern. Dafür stehen mehrere Methoden mit jeweils anderen Vorteilen zur Verfügung:⁹⁴

1. Computertomographie
2. Kernspintomographie wie Magnetresonanztomographie (MRT) bzw. Magnet- ResonanzImaging (MRI), Magnetenzephalographie (MEG) und Transkranielle Magnetstimulation (TMS), Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI)
3. Nuklearmedizinische Verfahren wie Positronen-Emissions-Tomografie (PET) und Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT)
4. Nahinfrarotspektroskopie⁹⁵

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Abbildung 1: SPECT⁹⁶

Die Methodik der bildgebenden, nicht-invasiven⁹⁷ Verfahren besteht darin, dass horizontale, sagittale oder frontale Schnittbilder des Gehirns erstellt werden, die vom Computer in Daten übersetzt werden. Dabei bestehen die Daten entweder aus Röntgenstrahlen (CT), einem Magnet- feld (MRI, MEG), Gamma-Strahlung (PET, SPECT) oder dem Infrarotlicht.⁹⁸ „Bei allen Methoden bestehen unterschiedliche Limitationen bezüglich der räumlichen und zeit- lichen Auflösung und der abbildbaren Strukturen.“⁹⁹ Nicht nur die Visualisierung der anatomi- schen Struktur des Gehirns, sondern auch seine Funktionsweise könnten durch die Methoden der funktionellen Bildgebung erlaubt werden, erläutern Herrmann und Fiebach. Dabei werde die Aktivität des Gehirns gemessen, während die gesunden Probanden bestimmte Aufgaben durch- führen.¹⁰⁰

Der Zuwachs an neurowissenschaftlichen Erkenntnissen hänge mit der „Zusammenführung von Teildisziplinen und der Verbesserung und Spezifizierung von Untersuchungsverfahren zusam- men, die immer genauere Einblicke in hirnanatomische Strukturen und komplexe Hirnfunktionen ermöglichen“¹⁰¹, meint Becker. Daher konnten die Daten der Bildgebung dazu beitragen, theore- tische Modelle empirisch zu validieren. „Kognitionsforscher können sich nun damit befassen, die Aktivität von genau umgrenzten Hirnregionen auf Verhaltensleistungen und sogar auf mentale Zustände zu beziehen“¹⁰², beschreibt Changeux. So bedienen sich heute die Psychologen, wie H. oder F. dieser Methoden, um bestimmte Prozesse im Gehirn lokalisieren zu können.¹⁰³ Die bild- gebenden Verfahren werden als Werkzeug gesehen, um Fragestellungen aus verschiedenen Dis- ziplinen zu beantworten, erklärt H.¹⁰⁴ Bisher konnten durch die Methoden der Bildgebung bspw. das Zustandekommen einiger Symptome bei Depression, Schizophrenie oder Alzheimer präzi- siert werden.¹⁰⁵

3.3 Das Gehirn und seine Lernzentren

3.3.1 Neuronen und Synapsen

Die Entdeckung der Nervenzellen datiert auf das Ende des 19 Jahrhunderts und gilt als Meilenstein der Neurowissenschaft.¹⁰⁶ Das menschliche Gehirn verfügt über ca. 100 Milliarden Nervenzellen (Neuronen), die für kognitiven Leistungen, Gefühle, das Sehen und Atmen, für alle Bewegungsabläufe und Gedanken zuständig sind. „Kernelemente für alle Gehirnprozesse sind die Nervenzellen als nimmersatte Input-Output-Generatoren“¹⁰⁷, heißt es bei Korte.

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Abbildung 2.: Nervenzelle¹⁰⁸

In den letzten Jahrzehnten konnten Gehirnforscher immer detaillierter herausfinden, wie die Nervenzellen Signale miteinander austauschen.¹⁰⁹ Von allen Neuronen gehen Verzweigungen aus, wobei der längste Zweig meistens das Axon ist. Es überträgt die vom Zellkörper fortführen- den Botschaften (Informationen) an andere Zellen. Alle anderen Verzweigungen heißen Dendri- ten. Sie nehmen die Botschaften von Axonen anderer Zellen entgegen. Die Membranhülle, wel- che die Nervenzellen umschließt, hat winzige Löcher, sogenannte Kanäle, die nur bestimmte Ionen durchlassen. Die Botschaft, auch Aktionspotential¹¹⁰ genannt, wandert durch das Axon, welches von einer Myelinhülle¹¹¹ umgeben ist. Die Myelinhüllen erhöhen die Fortleitungsge- schwindigkeit und helfen bei der Ernährung der Nervenzellen und der Selbstregulation ihrer Sal- ze. Jedes Neuron hat zu etwa 10.000 anderen Neuronen Kontakt, wobei diese Verbindungen über schwachen elektrischen Strom aktiviert bzw. nicht aktiviert werden.¹¹² Die Synapsen stellen die Verbindungsstellen zwischen den Nervenzellen dar und sind räumlich und organisch der Ort, an dem Lernen stattfindet.¹¹³ Das Gehirn besitzt schätzungsweise zehn hoch fünf, also 100.000 Sy- napsen. Jedes synaptische Endköpfchen enthält Vesikel, die mit Neurotransmittern, chemischen Botenstoffen der Neuronen, gefüllt sind. Diese Neurotransmitter dienen als Überträger von Sig- nalen zwischen den Nervenzellen.¹¹⁴

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Abbildung 3: Informationsübertragung der Synapsen¹¹⁵

Gehirnforscher haben herausgefunden, wie und nach welchen Regeln sich Synapsen verändern. Dabei spielt eine ganz einfache assoziative Regel die entscheidende Rolle; sind sowohl die vor-

[...]

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¹ 1989 wurde vom amerikanischen Kongress die „Dekade des Gehirns“ ausgerufen. Diese Erklärung galt als eine Absicht, die Gehirnforschung „als wesentliches wissenschaftliches Anliegen der 90er Jahre zu betrachten“. Siehe: Spitzer 1996, S.339

² Vgl. Strobel-Eisele/Wacker 2009, S.98

³ Vgl. Becker 2006, S.106

⁴ Stern et al. 2007, S.5

⁵ Gasser 2010, S.18

⁶ Gasser 2009, S. 138

⁷ Aus Gründen des Datenschutzes können die Namen der Interviewten hier nicht genannt und die teilstrukturierten Experteninterviews der Arbeit nicht angehängt werden. Daher werden lediglich beliebige Abkürzungen für die Namen verwendet.

⁸ Aufgrund einer erleichterten Lesbarkeit werde ich darauf verzichten, sowohl die männliche als auch die weibliche Sprachform zu verwenden. Deswegen werden alle verwendeten Personenbezeichnungen für beide Geschlechter gelten.

⁹ Vgl. Kandel 1996, S.6

¹⁰ Ebd.

¹¹ Vgl. Lexikon der Neurowissenschaft 2000, S.429f.

¹² Vgl. Ebd., S.251

¹³ Lexikon der Neurowissenschaft 2000, S.465

¹⁴ Vgl. Rockstroh 2011, S.13

¹⁵ Rost 1998, S.115

¹⁶ Apel 2006, S.254f.

¹⁷ Lukesch 2001, S.26

¹⁸ Seel 2000, S.24

¹⁹ Lenzen 2003, S.1542

²⁰ Siebert 2009, S.9

²¹ Vgl. Ebd., S.9

²² Ebd., S.10

²³ Vgl. Drosdowski 1992, S.206

²⁴ Lenzen 2006, S.781f.

²⁵ Vgl. Lenzen 2006, S.781f.

²⁶ Vgl. ZNL 2010 In: http://www.znl-ulm.de/

²⁷ Vgl. Friedrich 2005, S.36

²⁸ Herzog 2005, S.108

²⁹ Friedrich 2005, S.108

³⁰ Vgl. Ebd., S.51

³¹ Vgl. Ebd., S.49

³² Herzog 2005, S.106

³³ Vgl. Ebd., S.109

³⁴ Vgl. Becker 2006, S.69

³⁵ Vgl. Friedrich 2005, S.42

³⁶ Vgl. Herzog 2005, S.109

³⁷ Ebd., S.114

³⁸ Vgl. Friedrich 2005, S.67

³⁹ Ebd. S.54

⁴⁰ Vgl. Gage/Berliner 1986, S.309

⁴¹ Gage/Berliner 1979, S.65

⁴² Vgl. Edelmann 2000, S.8

⁴³ Vgl. Mietzel 1998, S.96

⁴⁴ Gasser 2009, S.101

⁴⁵ Vgl. Seel 2000, S.18

⁴⁶ Vgl. Herzog 2005, S.114

⁴⁷ Vgl. Hobmair 2002, S.186f.

⁴⁸ Friedrich 2005, S.99f.

⁴⁹ Vgl. Ebd., S.68

⁵⁰ Vgl. Hobmair 2002, S.173

⁵¹ Bandura 1979, S.31

⁵² Mietzel 1998, S.162

⁵³ Vgl. Lukesch 2001, S.392

⁵⁴ Vgl. Friedrich 2005, S.78

⁵⁵ Lukesch 2001, S.392

⁵⁶ Vgl. Gage/Berliner 1986, S.358

⁵⁷ Vgl. Herzog 2005, S.115

⁵⁸ Vgl. Gasser 2009, S.105

⁵⁹ Mietzel 1998, S.169

⁶⁰ Gasser 2009, S. 102

⁶¹ Vgl. Gerspach 2000, S.205

⁶² Kron 2009, S.58

⁶³ Terhart 1999, S.637

⁶⁴ Siebert 2009, S.32

⁶⁵ Vgl. Ebd., S.29

⁶⁶ Vgl. Ebd., S.33

⁶⁷ Vgl. Gasser 2009, S.105

⁶⁸ Kron 2009, S. 55

⁶⁹ Vgl. Herzog 2005, S.116

⁷⁰ Kron 2009, S.55

⁷¹ Vgl. Anhalt 2009, S.32

⁷² Prange 2009, S.45

⁷³ Vgl. Hobmair 2002, S.78

⁷⁴ Vgl. Seel 2000, S.18

⁷⁵ Herzog 2005, S.101

⁷⁶ Vgl. Terhart, In: Becker 2006, S.65ff.

⁷⁷ Vgl. Giesecke 1978, S.49

⁷⁸ Wahl 2006, S.6

⁷⁹ Vgl. Herzog 2005, S.103

⁸⁰ Kade et al. 2011, S.133f.

⁸¹ Spitzer 2006, S.23

⁸² Vgl. Gluck et al. 2010, S.52

⁸³ Vgl. Changeux 2003, S.23

⁸⁴ Damasio 1999, S.47

⁸⁵ „Eine Läsion ist die Zerstörung von Gewebe, im Speziellen ist im psychologischen Sprachgebrauch damit verkür- zend meist eine Gehirnläsion gemeint, die eine auf natürliche Weise oder durch ein Experiment entstandene Zerstö- rung von Gehirngewebe bezeichnet. Auf Grund solcher Läsionen sind die kognitiven Landkarten des Gehirns ent- standen.“ Siehe: Stangl 2011 In: http://lexikon.stangl.eu/4008/laesion-gehirnlaesion/

⁸⁶ Vgl Spitzer 1996, S.257

⁸⁷ Vgl. Ebd., S.115

⁸⁸ Vgl. Gluck et al. 2010, S.46

⁸⁹ Vgl. Gasser 2010, S.17

⁹⁰ Lexikon der Neurowissenschaft 2000, S.300

⁹¹ Bear et al. 2009, S. 894

⁹² Vgl. Lexikon der Neurowissenschaft 2000, S.300

⁹³ Vgl. Rockstroh 2011, S.15

⁹⁴ Vgl. Changeux 2003, S.27

⁹⁵ Rockstroh 2011, S.15

⁹⁶ Universitätsklinikum Erlangen 2011 In: http://www.epilepsiezentrum.uk- erlangen.de/e1585/e39/e74/index_ger.html

⁹⁷ Die nicht-invasiven Untersuchungsverfahren sind im Gegensatz zu invasiven Verfahren nicht für den Menschen gesundheitsbelastend und setzen die Versuchspersonen keinen Gefahren aus. Siehe: Spitzer 1996, S.345

⁹⁸ Vgl. Rockstroh 2011, S.20f.

⁹⁹ Lexikon der Neurowissenschaft 2000, S.179

¹⁰⁰ Vgl. Herrmann/Fiebach 2007, S.16f.¹⁰¹ Becker 2006, S.22

¹⁰² Changeux 2003, S.27

¹⁰³ Vgl. F. Interview 2011, S.2

¹⁰⁴ Vgl. H. Interview 2011, S.1

¹⁰⁵ Vgl. Changeux 2003, S.28

¹⁰⁶ Vgl. Changeux 2003, S.23

¹⁰⁷ Korte 2009, S.75

¹⁰⁸ Mayer/Grzegorz 2010 In: http://www.ims.uni-stuttgart.de/phonetik/joerg/sgtutorial/graphic/neuron.gif

¹⁰⁹ Vgl. Changeux 2003, S.23

¹¹⁰ „Kurze Änderung des Ladungsunterschieds zwischen der Innenseite und der Außenseite der Zellmembran eines Neuron.“ Siehe: Spitzer 1996, S.337

¹¹¹ Myelin ist eine fetthaltige Isolierschicht, die für die effiziente und schnelle Übertragung elektrischer Signale verantwortlich ist. Bei der Multiplen Sklerose bspw. Degeneriert die Myelinhülle der Axone und dies beeinträchtigt die Fähigkeit der Neuronen, Informationen weiterzuleiten, was dann zu vielfältigen Störungen der sensorischen Wahrnehmung und zu Beeinträchtigungen der motorischen Koordination bis hin zu Lähmungen führen kann. Siehe: Gluck et al. 2010, S. 68

¹¹² Vgl. Scheunpflug 2001, S. 75

¹¹³ Vgl. Grzesik 2009, S.71

¹¹⁴ Vgl. Changeux 2003, S.24

¹¹⁵ onmedia.de 2012 In: http://i.onmeda.de/synapse.jpg