Seite 2: Theorie: Gehirngerecht lernen und lehren - Kurs Teil 1

Das ABC der Neuronen

Neuronen und Synapsen

Wer das Gehirn und Lernen verstehen möchte, kommt ohne einen Blick auf dessen Grundbausteine, die Nervenzellen (Neuronen) nicht aus. Zellkörper, Dendrit, Axon, Synapse und Neurotransmitter - diese fünf Begriffe sind alles, was man im Zusammenhang mit den Neuronen wirklich wissen muss, um das Lernen zu verstehen.

Wie ist die Nervenzelle beschaffen? Sie besteht aus drei Grundelementen. Das erste ist der Zellkörper. Er enthält im Wesentlichen dieselben Dinge, die sich auch in den Zellen anderer Organe finden. An diesem Zellkörper befinden sich zwei Arten von Fortsätzen. Die Dendriten und die Axone. Eine Nervenzelle besitzt viele Dendriten, aber nur ein einziges Axon. Diese drei Grundelemente machen die typische Struktur einer Gehirnzelle aus.

Bau einer Nervenzelle

Nervenzelle

Das Gehirn besteht etwa aus 100 Milliarden Nervenzellen. Wichtig für die Funktion des Gehirns sind aber vor allem die Verbindungen zwischen den Nervenzellen (Axone, Dendriten usw.) Neuronen sind darauf spezialisiert, Signale zu leiten und zu verarbeiten. „Eingangskabel“, die so genannten Dendriten, übertragen Eingangssignale auf den Zellkörper. Der erzeugt daraufhin Ausgangssignale, welche über ein oft weit verzweigtes „Ausgangskabel“, das so genannte Axon, weitergeleitet werden.

Die Anzahl der Verbindungen beträgt bei einem Neugeborenen etwa 50 Billionen. All das, was mit Lernen oder Gehirnentwicklung zu tun hat, beruht auf dem Wachstum bzw. den Veränderungen dieser Verbindungen zwischen den Nervenzellen.

Wie Neuronen funktionieren

Die Arbeitsweise ist erstaunlich einfach: Immer wenn die Summe der Eingangssignale einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, sendet die Zelle ein Ausgangssignal. Bleibt die Eingangserregung unter der Grenze, reagiert die Zelle nicht. Am Ende der axonalen Verzweigungen stellt eine besondere Struktur, die Synapse, den Kontakt zu anderen Neuronen her.

Die meisten Synapsen funktionieren so: Je stärker die Erregung im Axon, desto mehr Moleküle einer Überträgersubstanz schüttet die Synapse aus. Der Überträgerstoff (Neurotransmitter) wandert zur Zielzelle. Manche Neurotransmitter erhöhen die elektrische Erregung der "angefunkten" Zelle, andere hemmen sie.

Netzwerk der Erinnerung

Netzwerk ErinnerungDas Netzwerk der Neuronen in der Großhirnrinde (wegen ihrer Form auch „Pyramidenzellen“) ist im Gegensatz zu einem Computer nicht nach einem detaillierten Plan geknüpft, sondern weitgehend zufällig organisiert. Sind miteinander verbundene Zellen gemeinsam aktiv, verstärken sich die Synapsen.

Demnach aktiviert das Lernen immer wieder eine Anzahl miteinander verknüpfter Pyramidenzellen. Deren Verbindung verstärkt sich nach und nach, „neuronale Netzwerke“ entstehen. Je öfter sich der synaptische Lernprozess wiederholt, desto leichter lässt sich dieses „Netzwerk“ aktivieren.

Was bedeutet das für das Lernen?

„Synaptisches Lernen“ in der Großhirnrinde ist langsam und lebt von der Wiederholung. Dabei kommt es nicht auf die absolute Zeitdauer an. "Häufiger, aber kürzer üben" lautet der Rat, der sich mit etwas Vorsicht ableiten lässt.

Das bedeutet jedoch keineswegs, immer wieder die gleichen Inhalte zu wiederholen. Im Gegenteil - Stumpfsinn scheint der Hauptfeind des Lernens zu sein. Mehr Erfolg verspricht hingegen, das Gehirn auf stets etwas andere Weise anzuregen. Man soll ihm durch variierte Aufgaben und andere Herangehensweisen immer wieder neuen Anlass zur Auseinandersetzung mit dem Thema geben, je reicher und vielfältiger, desto besser.

gehirn Ideen lernen lehren Neuronen & Synapsen - Das Wesentliche auf einen Blick

Der Bau einer Nervenzelle:

  • Zellkörper - Informationsverarbeitung
  • Dendriten - Informationsaufnahme
  • Axon - Informationsweiterleitung
  • Synapse – Informationsübertragung

Neuronen sind darauf spezialisiert, Signale zu leiten und zu verarbeiten. „Eingangskabel“ (Dendriten) übertragen Eingangssignale auf den Zellkörper. Er erzeugt Ausgangssignale, welche über ein „Ausgangskabel“ (Axon), weitergeleitet werden.

Haben Sie die beiden letzten Lektionen noch im Gedächtnis?

Wenn Sie sich selbst prüfen wollen, wieviel Sie von den letzten beiden Lektionen noch im Gedächtnis haben, dann können Sie jetzt einen Stift und einen Zettel nehmen und folgende Fragen beantworten:

  • Neuronen – Nennen Sie die fünf Begriffe, um das Lernen zu verstehen.
  • Beschreiben Sie die Arbeitsweise von Neuronen:

Wenn Sie mit Ihren Notizen fertig sind, vergleichen Sie die Notizen mit den letzten beiden Lektionen. So bekommen Sie schnell heraus, was Sie bereits erinnern bzw. vergessen haben.

Hippocampus - der Schlüssel zum Lernen

Gehirn lernenWo geht‘s hier zum Hippocampus?

Der Hippocampus ist ein Teil des limbischen Systems

Das "Limbische System" ist eine Sammelbezeichnung für eine Funktionseinheit aus Teilen des Großhirns sowie Teilen des Zwischenhirns. Zum limbischen System gehören u.a. Hippocampus und Amygdala (Mandelkern). Es spielt die entscheidende Rolle bei der Übertragung von Informationen ins Langzeitgedächtnis. Es liefert die emotionale Bewertung aufgenommener Informationen und bewertet diese für die Übertragung ins Langzeitgedächtnis.

Es bewertet alles nach "gut" und "schlecht" und steuert damit unser Verhalten. Durch die emotionale Bewertung spielt es eine entscheidende Rolle bei Lernvorgängen und beim Abrufen von neuen (Lern-) Informationen aus der Hirnrinde.

Die Schlüsselstelle für das Lernen - der Hippocampus

Stellen sie sich den Hippocampus wie einen Pförtner vor. Er lässt Informationen durch, oder auch nicht. Je nachdem, ob er Lust dazu hat. Das ist nämlich nicht garantiert, denn der Hippocampus langweilt sich sehr schnell. Wenn da ständig dieselbe trockene Information kommt, hat er keinen Spaß und schließt die Tür. Welche Tricks halten den Hippocampus bei Laune? Abwechslung und Spaß!

Wenn ich z.B. den Satz „Der grüne Hut liegt auf dem großen Tisch“ ins Englische übersetze und fünfmal wiederhole, um mir die einzelnen Vokabeln einzuprägen, dann schaltet der Hippocampus einfach ab. (Bei Männern übrigens früher als bei Frauen).

Wenn ich den Satz aber verändere, funktioniert der Hippocampus wieder. Zum Beispiel: „Auf dem großen Tisch liegt der grüne Hut“, oder: „Der große Hut liegt auf dem grünen Tisch“ usw. Damit kann das Gehirn überlistet werden. Es hilft übrigens auch, wenn man die Stimmlage verändert: Mal den Satz im Tenor, dann im Sopran sprechen und schon hat der Hippocampus wieder Spaß am Lernen.

Die Großhirnrinde und der Hippocampus scheinen während des Schlafs rege miteinander zu kommunizieren. Die Frage, wie das Gehirn Erinnerungen speichert oder verwirft, ist nach wie vor nur in Ansätzen geklärt.

Viele Hirnforscher halten die Konsolidierungstheorie für den bislang besten Erklärungsansatz. Diese besagt, dass frische Eindrücke zuerst im Hippocampus abgelegt werden. Sie sollen dann innerhalb von Stunden oder Tagen - vornehmlich während des Tiefschlafs - in die Großhirnrinde und dort ins Langzeitgedächtnis übergehen.

Hippocampus - Das Wesentliche auf einen Blick

  • Der Hippocampus ist ein Teil des limbischen Systems.
  • Das limbische System liefert die emotionale Bewertung aufgenommener Informationen und bewertet diese.
  • Der Hippocampus ist eine Schlüsselstelle für das Lernen .

Übung zum Erinnern des Inhalts

Beschreiben Sie die Aufgaben des Hippocampus beim Lernen aus dem Gedächtnis und vergleichen Sie Ihre Notizen mit dieser Lektion.

17.04.2017 © seit 04.2007 Peter Schipek - Gerhild Löchli  
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