Lernen

1. Lernen Aus Sicht der Neurowissenschaft

2. Inhalt: Das Gedächtnis Der Schlaf Lernen Mnemo Lerntipps

3. 1Das Gedächtnis Die Einteilung in Kurzzeit- und Langzeitgedächtnis Die Einteilung in deklaratives und prozeduales Gedächtnis Weitere Theorien zur Einteilung des Gedächtnisses

4. 1a) Kurzzeit- und Langzeitgedächtnis

5. Das Kurzzeitgedächtnis • Nur die wichtigsten und auffälligsten Informationen, die man durch die Sinne ständig aufnimmt, werden im Kurzzeitgedächtnis gespeichert • Diese können jederzeit abgerufen werden • Allerdings können nur etwa 7 Infos gleichzeitig gespeichert werden • Deshalb verdrängen die neuen die alten Infos (Interferenz oder Überlagerung) • Die Speicherdauer beträgt in etwa 30 Sekunden • Das Kurzzeitgedächtnis besteht im wesentlichen aus zwei Hilfssystemen: • Dem sogenannten visuell-räumlichen Zeichenblock, der das durch die Augen wahrgenommene parat hält • und der phonologischen Schleife. Sie wiederholt zum Beispiel Sprachinfos, Zahlen und Worte, damit diese nicht verschwinden.

6. Die zentrale Exekutive • Besonders wichtige Informationen, die nicht verloren gehen sollen, werden für das Langzeitgedächtnis aufbereitet und verschlüsselt • Dabei ist die „zentrale Exekutive“ die Entscheidungsinstanz, welche Infos von großer Bedeutung sind und somit verschlüsselt werden • Ein allgemeiner Maßstab, wie wichtig eine Info ist, ist der Grad der Aufmerksamkeit und der Emotionen, die man einer Info entgegenbringt • Eine weitere Aufgabe der zentralen Exekutive ist es, Infos aus dem Kurzzeit- oder Langzeitgedächtnis in das Bewusstsein zu holen • Dieser Vorgang wird durch Stichworte oder andere Abrufreize ausgelöst

7. Verschlüsselung • Eine Verschlüsselungsmethode, um Infos im Langzeitgedächtnis abspeichern zu können, ist die Wiederholung. • Diese Methode ist einfach, aber oberflächlich • Wirksamer ist das Abspeichern in einem komplexen Netzwerk von Infos • Je dichter ein solches Netzwerk ist, desto leichter lässt sich eine Info in das Bewusstsein zurück holen

8. Das Langzeitgedächtnis • Es befindet sich zu großen Teilen im Neokortex • Es hat eine im Prinzip unendliche Speicherkapazität • Die Speicherdauer ist ohne äußere Einwirkungen (Verletzungen, Krankheiten) ebenso unbegrenzt • Allerdings kann es Probleme beim Abrufen der Infos geben: Der Eindruck entsteht, man hätte etwas vergessen • Es ist unterteilt in: • Das Implizite Gedächtnis, in dem erlernte Fähigkeiten, wie Fahrrad fahren, sowie unbewusstes Wissen, wie das Gesicht eines Unbekannten, gespeichert werden • Das Explizite Gedächtnis, in dem bewusst abrufbare Infos wie der eigene Name aufbewahrt werden

9. 1b) Deklaratives und Prozeduales Gedächtnis

10. Das Deklarative Gedächtnis • Es ist das eigentliche Gedächtnis. In ihm werden Erinnerungen, Geschichten, und theoretisches Wissen festgehalten. • Es liegt hauptsächlich im Hippocampus - Der Hippocampus ist Teil der Funktionseinheit des Gehirns, die man als limbisches System bezeichnet. Dieses System steuert viele Aspekte des Verhaltens, z. B. Speicherung und Abruf von Erinnerungen sowie den Gefühlsausdruck

11. Das Prozeduale Gedächtnis • Darin werden Fertigkeiten des Menschen - etwa Laufen, Schwimmen oder bestimmte Handgriffe - gespeichert • Es ist besonders löschungsresistent und liegt vor allem im Großhirn

12. 1c) Weitere Theorien zum Gedächtnis

13. Es existieren viele verschiedene Theorien darüber, wie das Gedächtnis aufgebaut ist • Manche Wissenschaftler (wie z.B.Shiffrin) änderten ihre bevorzugten Theorien sogar • So war Shiffrin der Mitbegründer eines der bekannten Multispeichermodelle • Danach ist das Gedächtnis in Sensorische Speicher oder Ultrakurzzeitspeicher, in Kurzzeit- oder Arbeitsspeicher und in Langzeitspeicher aufgeteilt • Später revidierte er seine Meinung und favorisierte ein Einspeichermodell • Dabei wird die Funktion des Kurzzeitgedächtnisses vom Langzeitgedächtnis als vorbereitender Schritt zur langfristigen Speicherung übernommen

15. 2Der Schlaf Die Phasen des „normalen“ Schlafes Schlaf und Gedächtnis

16. 2a) Die Schlafphasen • Der Schlaf ist in 5 Phasen unterteilt: - In 4 NREM-Phasen - Und in eine REM-Phase • Der Schlaf läuft in etwa 90min langen Zyklen ab • Diese Zyklen haben nahe am Anfang eine Tiefschlaf-Phase, der eine REM-Phase folgt • Je länger der Schlaf dauert, desto länger werden die REM-Phasen

17. NREM (non-rapid-eye-movement) • Phase 1: Der Schlaf ist sehr leicht, man kann problemlos geweckt werden (Dauer: ~7min) • Phase 2 und 3 dauern je etwa 10-25min. Jetzt werden im Gehirn immer mehr langsame Deltawellen anstatt der im Wachzustand vorherrschenden schnellen Thetawellen ausgesendet. • Phase 4: Während dieser 20-40 minütigen Phase verlangsamen sich die meisten Gehirnaktivitäten; nur der Hirnstamm, der die lebenswichtigen Körperfunktionen kontrolliert, arbeitet normal. Auch befinden sich hier Atem- und Herzfrequenz sowie der Blutdruck auf ihrem Minimum • Die Tiefschlafphase ist Teil der 4. Phase und dauert bis zu 15 Minuten. Jetzt sind Verstand und Bewusstsein ausgeschalten

18. Nachdem der Hirnstamm Wecksignale aussendet, kehrt das Bewusstsein zurück • Kurz vor dem Aufwachen wird dieser Prozess jedoch gestoppt, und die REM-Phase beginnt

19. REM (rapid-eye-movement) • Die Muskulatur kann jetzt vom Gehirn nicht willkürlich gesteuert werden, mit Ausnahme der Muskeln der Augenlider • In dieser Phase wird geträumt • Das Bewusstsein ist dabei von Sinneseindrücken isoliert, allerdings nicht vollständig. So können etwa laute Geräusche in den Traum mit eingebaut werden • Da das Bewusstsein eingeschaltet ist, kann man sich an seine Träume erinnern

20. 2b) Schlaf und Gedächtnis Welchen Einfluss auf das Gedächtnis hat der Schlaf? • Wenn man müde ist, leidet das Vermögen, Inhalte aufzunehmen oder aus dem Gedächtnis abzurufen • Somit dient Schlaf dazu, geistig fit zu sein, wenn man wach ist • Es existiert die These, dass jedes Lernen zum Scheitern verurteilt ist, wenn dem eigentlichen Lernvorgang kein Schlaf folgt • Das wird damit begründet, dass sich das Gelernte nicht im Langzeitgedächtnis festsetzen kann

21. Für das Gedächtnis sind vor allem die Tiefschlaf-Phasen und die REM-Phasen wichtig • Dabei spielen die REM-Phasen eine wichtige Rolle für das prozedurale Gedächtnis, • Die Tiefschlaf-Phasen für das deklarative Gedächtnis • Alkohol, das Stresshormon Kortisol und bestimmte Medikamente hemmen allerdings den Tiefschlaf und behindern damit das deklarative Gedächtnis  „Filmriss“ nach übermäßigem Alkoholkosum • Im Tiefschlaf kommt es zu einer Art Dialog zwischen dem Hippocampus als Zwischenspeicher und dem Neokortex als Langzeitgedächtnis • Der Hippocampus geht dabei Infos noch einmal durch und gibt sie dabei an den Neokortex weiter • Die sehr langsamen elektromagnetischen Wellen im Tiefschlaf könnten Voraussetzung für diesen Vorgang sein • Tiefschlaf gibt es allerdings fast nur bis 3Uhr nachts, danach herrscht vor allem REM-Schlaf vor, unabhängig von der Dauer des Schlafs • Tiefschlaf kann wahrscheinlich durch das „Aanlegen“ von leichten elektrischen Strömen, die die für den Tiefschlaf typischen langsamen Wellen vermehren, gefördert werden  künstliches Verbessern des Lernens

23. 3Das Lernen Das Unterbewusstsein Das Bewusstsein Bewegungsmuster Das Netzwerk der Nervenzellen Allgemeines

24. 3a) Das Unterbewusstsein • Für fast alle Alltagssituationen hat das Gehirn, genauer das Unterbewusstsein, ein Programm parat • Dieses Programm kann blitzschnell eingeleitet und gestartet werden • Dies ist in vielen Situationen unerlässlich, wie zum Beispiel beim Autofahren

25. 3b) Das Bewusstsein • Die Menschen benötigen das Bewusstsein zum Lernen oder Bewältigen von neuen Aufgaben oder Situationen • Immer, wenn Menschen mit Neuem, Wichtigem oder Emotionalem zu tun haben, schaltet sich das Bewusstsein ein • Es entsteht ein neuer sogenannter „globaler Arbeitsraum“ • Dies ist das Zusammenwirken von verschiedenen Bereichen der Großhirnrinde • Erst nach Aktivierung dieses „globalen Arbeitsraumes“ werden Dinge bewusst wahrgenommen • Aufmerksamkeit ist der Auslöser für diese Aktivierung

26. 3c) Das Lernen von Bewegungsmustern • Beim Lernen von Bewegungen (zum Beispiel beim Laufen lernen) werden bewusste Handlungen häufig vorgenommen (Beine anheben und senken) • Die Informationen über die Bewegungen werden gespeichert und teilweise wieder gelöscht • Hierbei werden Verbindungen mit Nachbarzellen auf- und wieder abgebaut • Diese Vorgänge wiederholen sich so lange, bis die Bewegung optimal abläuft • Die Infos für diese Bewegung werden dann im Unterbewusstsein abgelegt • Dort können sie schneller verarbeitet und angewandt werden • Je besser etwas gelernt ist, desto weniger spielt das Bewusstsein eine Rolle, eben nur gerade so viel wie nötig

27. 3d) Das Netzwerk der Nervenzellen • Für das Speichern von Wissen ist die Kommunikation zwischen den Nervenzellen vonnöten • Das passiert mit Hilfe der Synapsen, den Kontaktstellen zwischen den Nervenzellen • Mit jedem neuen Sinneseindruck ändert sich dieses Netzwerk • Je öfter „Verbindungen“ benutzt werden, also Wissen abgerufen wird, desto stärker werden diese Verbindungen, und das Wissen setzt sich fest (wie bei einem Trampelpfad)

28. 3e) Allgemeines zum Lernen • Kinder und Jugendliche lernen schneller als ältere Menschen ab 18, da sich bei ihnen die Synapsen schneller auf- und abbauen können • Dafür können die Älteren effektiver lernen, da sie besser Zusammenhänge zu „älterem“ Wissen herstellen können (vgl. Gedächtnis) • Durch Gefühle und Emotionen beim Lernen setzt sich das Gelernte besser im Gehirn fest • Dabei sind positive Gefühle für den Lernerfolg besser als negative

30. 4Mnemo Grundprinzipien Beispiele für Mnemo

31. 4a) Grundprinzipien der Mnemosysteme • Mnemosysteme sind Merkhilfen • Durch sie wird die Fähigkeit, Erinnerungen abzurufen, verbessert • Sie erleichtern die Ausbildung tieferer, komplexerer Verschlüsselungen und optimieren dadurch das Speichern von Infos • So sollen etwa neue Informationen mit alten, fest verankerten Infos verknüpft werden, um sie schneller parat zu haben

32. 4b) Beispiele für Mnemosysteme • Die Loci- Methode: Hierbei wird sich die Reihenfolge von Gegenständen gemerkt, indem man diese imaginär an einem bestimmten, bekannten Weg oder einer Route ablegt • Das Merken von Anfangsbuchstaben, indem man mit diesen einen neuen Satz bildet. Beispiel: Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unsere neun Planeten (Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto) • Bilden von Kategorien • Assoziationen • Reime

33. Es kann auch der situative Kontext, in dem gelernt wird, hilfreich sein: Lernt man z. B. in dem Raum, in dem man die Information für eine Prüfung auch wieder abrufen soll, verknüpfen sich die zu lernenden Informationen mit Situationsmerkmalen, und das Erinnern in diesem Raum wird erleichtert. Dies funktioniert auch, wenn man sich den Raum beim Lernen oder Abrufen detailliert vorstellt. • Die sogenannte Elaboration: sie besteht darin, alle zu lernenden Infos sehr systematisch zu organisieren, alles miteinander in Beziehung zu bringen, also Zusammenhänge abzuspeichern. Man kann Zusammenhänge sogar extra herstellen, wenn keine existieren

35. 5Weitere Lerntipps

36. Das Lernen zeitlich verteilen  Lernorgien sind weniger effektiv • Selbst Eselsbrücken bauen: dadurch werden mehr Verbindungen zwischen Nervenzellen gebildet • Durch Weitergabe des Wissens an andere werden die Verbindungen zwischen den Nervenzellen aktiviert und dadurch gefestigt • Alkoholgenuss stört den Tiefschlaf und damit das deklarative Gedächtnis  intensives Lernen und anschließendendes Betrinken ist sinnlos • Wenn das Lernen in Stress mündet, ist das Lernen wenig effektiv • Etwa 1 Stunde Mittagsschlaf, in dem man in Tiefschlaf fällt, speichert bereits die ersten Lerninhalte • Viel Schlaf vor 3 Uhr nachts, da bis dahin am meisten Tiefschlaf möglich ist • Beim Lernen leichte Bewegungen ausführen (z.B. Kaugummi kauen) • Nie hungrig oder durstig lernen • Es gibt Stoffe, die das Gehirn bei Denken, Lernen und Verarbeiten von Sinneseindrücken unterstützen, wie Phosphatidylserin (in fettreichen Lebensmitteln und Innereien enthalten) oder Tebonin (in Ginkgo-Blättern enthalten)