Ich lebe und arbeite. Also lerne ich! hvv Innovationstag 26.Februar 2010 Verständnisfragen sofort Weitere Fragen am Ende AO – keine Osterhasenpädagogik! Person vorstellen Institut ZNL Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Ich lebe und arbeite. Also lerne ich! „Unser Gehirn lernt immer.“ Landkarten im Gehirn Das Gehirn als Autodidakt Lernen und Sinnhaftigkeit – oder: Wozu lerne ich das überhaupt? Lebenslang und Lernen - oder: „Use it and get more of it.“ Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Heute schon gelernt? „Unser Gehirn lernt immer und macht nichts lieber.“ Prof. Manfred Spitzer, Institutsleitung ZNL Ulm Murmelgruppe – oder ein Beispiel von mir Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Warum haben wir ein lernfähiges Gehirn? 20% Verbrauch der Gesamtenergie bei nur 2% des Gewichtes Evolutionäre Perspektive: Denken und Lernen ist die menschliche Überlebensstrategie Denken und Lernen sind unsere Krallen, Flügel, unsere Tarnfarbe… Was ist der ROI? 1,5 kg Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Das Lernorgan Gehirn Lernen trotz fehlender Gehirnhälfte Lernen ohne Limit beim Fremdsprachenerwerb Lernen erfolgt über Kommunikation von Milliarden von Nervenzellen. Mädchen 7 Jahre alt; mit 3 Jahren linke Gehirnhälfte entfernt wegen chronischer Epilepsie Vor der OP: Rechtsseitige Hemiplegie, Sprachproblematik Nach der OP: bis auf leichte Spasmen in einem Arm ein normales Leben, zweisprachig (türkisch-dänisch) trotz Entfernung der sprachdominanten Seite Film ab! 100 Milliarden Nervenzellen Durchschnittlich 10 000 Verbindungen mit anderen Nervenzellen Analogie zum Telefonanruf: beim Wählen der Nummer des Empfängers bildet und verstärkt sich die Leitung Borgstein et al. (2002) The Lancet. Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Das „Panini-Prinzip“ Frage an Publikum: wer hat Panini-Bilder gesammelt? – Was haben Sie gelernt? Implizites Lernen von: Geographie Sozialkunde …. Im Gegensatz dazu: Erdkundeunterricht Großstädte Amerikas lernen Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Beiläufiges Lernen… Implizites Lernen Übrigens: Wir lernen eben auch unnütze Dinge durch bloße körperliche Anwesenheit! Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

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Der Bleistift-Test Unterarm Finger Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Landkarten im Kopf sind erlernt. Landkarten im Kopf Lernlandschaften = erzählen die Lebensgeschichte wider „Zeig mir dein Gehirn und ich sage dir…“ Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

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Das Gesichter-Experiment Komische Gesichter - Lernen Sie, die Gesichter mit blauem Hintergrund von den Gesichtern mit gelbem Hintergrund zu unterscheiden. 10 Beispiele folgen In Anlehnung an Sigala et al. (2002) Nature. Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

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Zu welcher Gruppe gehören die folgenden Gesichter? Test Zu welcher Gruppe gehören die folgenden Gesichter? 10 Beispiele folgen Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

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Was hat Ihr Gehirn gemacht? Unterscheidungsmerkmale der Gesichter: Augen unten – blau Augen oben – gelb Augen mittel eng zusammen – blau weit auseinander – gelb 1=G 2=B 3=B 4=G 5=B 6=B 7=G 8=G 9=G 10=B Gehirn als Regelextraktionsmaschine – informelles Lernen außerhalb von offiziellen Lernsettings In Analogie zu Spracherwerb bei Babies oder im Englischunterricht. Wie sagt man Schrank auf englisch ? Shrank wie hand „Fehler bei: Vom Rauchen bekommt man einen Schnauzer.“ Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

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Eulenäffchen trainierte 2 Wochen lang täglich 2 Stunden die Schwingungen kleiner Plättchen zu unterscheiden (20 vs. 22 Hz, 24 vs 26 Hz), Belohnung Saft, nach 2 Wochen konnte er‘s (Jenkins et al 1990) Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Jenkins et al. (1990) Journal of Neurophysiology. Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Fortsetzung des Experiments: Belohnung wurde immer gegeben. Wenn man keinen Grund hat etwas zu tun, hat man einen, es nicht zu tun. Fortsetzung des Experiments: Belohnung wurde immer gegeben. Fortsetzung des Experiments: NEU: Belohnung wurde IMMER gegeben Frage an TN: Was hat das Eulenäffchen gelernt? Hypo 1: mehr Veränderung, weil er belohnt wurde Hypo 2: genau so viel Veränderung, weil ja das Training identisch war Hypo 3: keine Veränderung, warum auch? KEIN Lernerfolg! Folge: Reizdarbietung allein reicht nicht - Lernen muss einen Sinn ergeben! BISHER: Diskriminationslernen war erfolgreich, weil er belohnt wurde; Äffchen hat mit Lernen Sinn/Ziele verbunden; Folge: Reizdarbietung allein reicht nicht! Sondern: Lernziele müssen relevant sein! Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

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Alles schon zu spät – oder: die Sache mit Hans… Wissenschaftliche Revolution: Neue Nervenzellen auch im Erwachsenengehirn 1.) Beispiel Hippocampus, Riechkolben Starke Vermutung, dass notwendige Voraussetzung für Lernen ist: Integration von neuem Material in vorhandene Strukturen Nervenzellen entstehen aus Stammzellen im Gehirn (Stammzellen ubiquitär im Gehirn) i.Ggs. Jungen Menschen: Tausende von neuen Nervenzellen pro Tag; adulte Neurogenese nimmt mit dem Alter hyperbolisch ab; Außerdem Nachweis an Mäusen: Laufen/Bewegung -> verstärkte Neurogenese Lernreiz (z.B. durch enriched environment) -> verstärkte Neurogenese und Integration von ihnen -> und erhöhte Überlebenschance Eriksson et al. (1998) Nature Medicine. Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Taxifahrer und ihr Orientierungsvermögen Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Londoner Taxifahrern ins Gehirn geschaut: Berufserfahrung 2.Beispiel Ihr Hippocampus ist im hinteren Teil (oben) deutlich größer als bei Vergleichspersonen, die in ihrem Beruf nicht permanent durch das Straßengewirr einer Millionenmetropole navigieren müssen. Hippocampus, der bei der räumlichen Orientierung eine zentrale Rolle spielt, wächst mit seiner Aufgabe. [Dagegen wurde der vordere Teil des Hippocampus kleiner (Grafi k rechts unten).] Henne – Ei: Vielleicht haben Menschen mit guten Orientierungsfähigkeiten auch einen größeren posterioren Hippocampus? Widerlegung; Untersuchung an Nicht-TaxifahrernBei Nicht-Taxifahrern: kein Zusammenhang zwischen Orientierungsfähuigkeiten und Größe des posteriioren Hippocampus (Maguire et al.,2003) Und: Busfahren allein reicht nicht! (Maguire et al.,2006) Maguire et al. (2000) PNAS. Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

Wer nicht Taxi fährt.... …der lernt jonglieren! 3.Beispiel Gesunde Ältere (50 – 67 Jahre) trainieren drei Monate lang das Jonglieren. Von ihnen und von einer Kontrollgruppe werden vor und nach dem Training Kernspinaufnahmen gemacht. Ergebnis: Es fanden Veränderungen in der anatomischen Struktur schon nach dieser kurzen Zeit statt. Nach dem Training war auf der rechten Seite ein Vergrößerung in einer Gehirnregion messbar, die für die Wahrnehmung von Bewegung im Raum spezialisiert ist (=visuellen Assoziationscortex, Gehirnscan A) erkennen. (Nach einer Trainingspause von drei Monaten hatte sich die Erweiterung teilweise wieder zurückgebildet.) Außerdem fanden die Forscher zudem eine Vergrößerung im Hippocampus, der Hirnregion, die für das Lernen wichtig ist, sowie Ver- größerungen im Bereich des hirneigenen Belohnungssystems (=Nucleus accumbens). Boyke et al. (2008) Journal of Neuroscience. Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Tatsächlich ist Lernen diejenige menschliche Tätigkeit, die am wenigsten der Manipulation durch andere bedarf. Das meiste Lernen ist nicht das Ergebnis von Unterweisung. Es ist vielmehr das Ergebnis ungehinderter Teilnahme in sinnvoller Umgebung. (Ivan Illich, 1973) Dorothee Reiners Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen ZNL