Lernen aus neuropsychologischer, psychologischer und pädagogischer Sicht: Frühförderung und lebenslanges Lernen PHZ Luzern Impulswoche 18.-21. April 06 „Biologische Grundlagen des Lernens“ Dr. Willi Stadelmann Direktor Pädagogische Hochschule Zentralschweiz PHZ

Die Ergebnisse der neuropsychologischen Forschung werfen die Erkenntnisse der Erziehungswissenschaften und der Psychologie nicht über den Haufen.

Neuroanatomische und biochemische Methoden Mikroskopie mit Färbetechniken Neuron, Dendriten und Axon Zellkörper allein myelinisierte Axone Fluoreszenz- Färbungen Herstellung von ‚Hirnatlanten‘

Läsionsmethoden – Eingriffe in das NS Setzen von Hirnläsionen im Tierversuch Patienten mit Hirntraumata Patienten mit Hirninfarkten Patienten mir intracranialen Tumoren Patienten mit bakteriellen und viralen Infekten Patienten mit Epilepsie Patienten mit Alzheimer, Parkinson etc. Etc.

Hirnreizung Elektrische Reizung einzelner Hirnbereiche Magnetstimulation Elektrophysiologische Methoden ‚Neuromonitoring‘ EEG, evozierte Potenziale

Bildgebende Verfahren (‚Neuroimaging‘) Misst Stoffwechsel- Veränderungen: Magnetic resonance imaging (MRI) Positronen Emissions Tomografie (PET) Funktionelle Kernspintomografie (fMRI)

Alles Flexible und Fliessende neigt zu Wachstum, alles Erstarrte und Blockierte verkümmert und stirbt. Lao Tse

Man kann einen Menschen nicht lehren, man kann ihm nur helfen, es in sich selbst zu tun. Galileo Galilei 1564 - 1642

„Man lernt nichts kennen, als was man liebt, und je tiefer und vollständiger die Kenntnis werden soll, desto stärker, kräftiger und lebendiger muss Liebe, ja Leidenschaft sein“. Johann Wolfgang von Goethe Brief an Friedrich Heinrich Jacobi vom 10. Mai 1812

Left hemisphere Right hemisphere Corpus callosum

Musikalische Leistungen können nach Schädigung sowohl der linken als auch der rechten Hirnhälfte ausfallen.

Noch immer ist das Bild einer klaren Trennung von Musik und Sprache im Gehirn weit ver-breitet, obwohl die meisten wissenschaftlichen Ergebnisse diese Annahme nicht stützen.

Individuell als unpassend empfundene Akkorde reizen dieselben Hirnregionen wie grammatikalisch falsche Sätze (Resultate aus der Kernspintomographie). Unser Gehirn hat einen Sinn für Bedeutung und Struktur von Musik, der im Wesentlichen ähnlich funktioniert wie bei der Analyse von Semantik und Syntax der Sprache. Stefan Kölsch Max Planck Institut für neuropsychologische Forschung Leipzig, 2003

Vererbung frühkindliche Förderung lebenslanges Lernen

„Neue Erfahrungen, die ein Mensch im Laufe seines Lebens macht (….)wirken bis auf die Ebene der Gene. Sie führen dazu, dass z.B. Nervenzellen damit beginnen, neue Gensequenzen abzuschreiben und andere stillzulegen. Neue Erfahrungen verändern also die Genexpression.“ Gerald Hüther, 2004

Nach: Lutz Jäncke 2005

„Das Geistige wächst nicht einfach (…) es will erweckt werden. Aber zur rechten Zeit. Dieses Erwecken darf nicht die Gestalt eines gewaltsamen Drängens annehmen. Je gewalt- samer dieses Drängen, desto mehr verhindert es das Kommen des Geistigen.“ Martin Wagenschein, Die Pädagogische Dimension der Physik, Westermann, Braunschweig 1971, S. 179

Das Nervensystem hat ohne Sinnessystem (Sinnes- Organe) keine Information, weder über den eigenen Zustand noch über die Umweltreize. Die Neuronen und Neuronenmuster sind nicht selbst die Information, sondern nur Träger der Information. Ein von den Sinnessystemen abgeschnittenes neurales Netz kann nicht aus sich selber Information erzeugen.

Aufnahme von Signalen ist noch nicht Aufnahme von Bedeutung.

„Das Gehirn ist taub und blind für die Welt. Es kann nur mit Signalen umgehen.“ Gerhard Roth Universität Bremen, 2003

Nach: Gerhard Roth 2004

Beiträge der Neuropsychologie Das Gehirn verändert sich beim Lernen physisch: Jeder Mensch hat seine eigene Lernbiografie. Vielseitige Tätigkeiten fördern die Hirnentwicklung - ein Leben lang. Das Gehirn ist auf Vernetzung angewiesen und lebt von ihr. Ein vernetztes System soll nicht linear verwendet werden. Wissen wird nicht als Ganzes abgelegt. Reproduzieren heisst interpretieren. Emotionale „Färbung“ des Lernens ist von grosser Bedeutung.

Das menschliche Gehirn besitzt rund 1012 Nerven- Zellen. Die Gesamtzahl der Synapsen liegt bei etwa 1016.

Neurons wire together if they fire together. Also: Verbindungen zwischen Neuronen, die oft zusammen aktiv sind, werden gestärkt und bleiben erhalten. Dies ist eine der Grundlagen von assoziativem Lernen.

Durch Lernen kommen immer wieder neue Verschaltungen innerhalb der bereits bestehenden Mikroschaltkreise zu Stande. Bestimmte Nervenzellen sind je nach Aufgaben- Stellung in unterschiedlichen Netzwerken aktiv und bilden ein verschachteltes System der Informations- Verarbeitung. „Man darf sich die Mikroschaltkreise nicht als statische Systeme vorstellen. Sie funktionieren dynamisch – in Abhängigkeit von der Zeit und der jeweiligen Aufgabe.“ Hannah Monyer

Lernen als Umorganisation

Mit zunehmender Übung konsolidieren sich die Verknüpfungen und die Netzwerke werden kleiner, indem sie sich sparsamer verschalten. Subjektiv erleben wir dies daran, dass wir eine Aufgabe glatter und mit weniger Aufwand beherrschen.

Ganz allgemein kann man sich Neuronen und deren Verbindungen wie einen Urwald vorstellen, in dem zunächst Wildwuchs herrscht und dann alles, was nicht gebraucht wird, ausgemerzt wird. Spitzer 2004 S. 91

Das menschliche Gehirn verbraucht bei Erwachsenen ca Das menschliche Gehirn verbraucht bei Erwachsenen ca. 20 % aller dem Körper zugeführten Energie (kurz nach der Geburt über 60%). Es ist also extrem energie-aufwändig.

Ungeübte und weniger Intelligente beanspruchen beim Lösen komplizierter Probleme ihr Gehirn mehr als Geübte und Intelligentere. Intelligentere Nutzen ihre zerebralen Ressourcen besser.

Wissen wird nicht passiv erworben, sondern aktiv konstruiert.

Lernen ist nicht notwendigerweise das Ergebnis von lehren

Im frühen Kindesalter ist die Plastizität des Gehirns sehr ausgeprägt

Keine andere Spezies kommt mit einem derart offenen, lernfähigen und durch eigene Erfahrungen in seiner weiteren Entwicklung und strukturellen Ausreifung gestaltbaren Gehirn zur Welt wie der Mensch. (Hüther, G. Z.f.Päd. 4, 489, 2004)

Es gibt neurobiologisch definierte „sensible“ oder „kritische“ Entwicklungs- „Zeitfenster“. Während dieser „Zeitfenster“ werden Denkkonzepte und Lernstrategien für späteres Lernen angelegt. Nach: G. Roth, Z.f.Päd. 4/2004, S.508

Das Gehirn entwickelt sich von der Geburt bis zur Pubertät in einem rasanten Tempo. Das Stirnhirn über die Pubertät hinaus.

Bei keiner andern Art ist die Hirnentwicklung in solch hohem Ausmass von der emotionalen, sozialen und intellektuellen Kompetenz der erwachsenen Bezugspersonen abhängig wie beim Menschen. Gerald Hüther 2004 (Bulletin 7 36-41 www.dijg.de/Stand 8.2.2005

„Man muss die Basisfunktionen für die einzelnen Kompetenzen sehr, sehr früh etablieren und kann dann auf der Basis des bereits Etablierten die Feinpolitur vornehmen“. Wolf Singer, Psychologie Heute, Dez. 1999

Bis zur Pubertät wird die Klaviatur des Lernens und Denkens (zum grossen Teil) geschaffen. Erwachsenenlernen heisst auf der Klaviatur zur Virtuosität zu gelangen.

Lernen in früher Jugend unterscheidet sich vom Lernen bei Erwachsenen darin, dass Erfahrungen und Lernprozesse im kindlichen Gehirn viel massivere und auch dauerhaftere Spuren hinterlassen als im erwachsenen Gehirn.

Begabung: Potenzial eines Individuums zu ungewöhnlicher oder auffälliger Leistung: Kompetenz Interaktionsprodukt: Individuelle Anlagepotenz steht in Wechselwirkung mit der sozialen Umgebung. nach Margrit Stamm, 1999

Begabung ist keine Konstante!

Intelligenz: „A biopsychological potential to process information that can be activated in a cultural setting to solve problems or create products that are of value in a culture“ Gardner, Howard (1999): ‚Intelligence reframed: Multiple Intelligencies for the 21st century‘. New York Basic Books.

LERNEN Je: aktiver und selbstregulierter problemorientierter besser mit dem Vorwissen verknüpft bewusster, reflexiver dialogischer und interaktiver emotionell bewertbarer desto: besser wird verstanden dauerhafter wird gespeichert. nach.: K. Reusser