Lernen neurobiologisch betrachtet -
Lernen bedeutet immer eine
Veränderung in der synaptischen Übertragung der beteiligten Nervenzellverbände. Wie Lernen als neurobiologisches Geschehen abläuft, werden wir am Beispiel des Greifenlernen eines Babys
betrachten.
Ein Baby sieht ein Spielzeug, welches es haben möchte. Dieser Wunsch weckt die Aufmerksamkeit des Gehirns nach dem Spielzeug, das setzt die nötige Aktivität für den Problemlösungsprozess frei. Dann probiert das Baby aus, danach zu greifen, was ihm bei den ersten Versuchen nicht gleich gelingt.
Aber es probiert es immer und immer wieder aus. Wenn eine Aktivität erlernt wird, wird das Ergebnis eines jeden Versuchs in die Nervenverbindungen als Rückmeldung eingespeist, über die Muskelspannung der Armbeuger, der Hand, der Finger, über die Stützmotorik des Rumpfes, über die optischen Informationen zu Entfernung des Spielzeugs, zu seiner Form, die haptischen Informationen zur Oberfläche des Spielzeugs.
Alle diese Informationen werden in unglaublicher Geschwindigkeit ausgetauscht, u.a. in den Basalganglien mit bereits vorhanden einfachen Mustern abgeglichen verarbeitet und in einem neuen besseren Bewegungsversuch umgesetzt. Jeder Versuch verändert die synaptische Verbindung aller beteiligten Nervenzellen, sie werden entweder mehr oder weniger erregt. Je nachdem, ob das Baby z.B. den Arm etwas mehr strecken oder beugen muss, werden alle Armmuskeln unterschiedlich stark über die Synapsen erregt oder gehemmt, bis die Gesamtheit der synaptischen Verbindungen untereinander genügend gut in ihrer Aktivität abgestimmt ist.
Wenn es immer besser, immer öfter das Spielzeug erfolgreich erreicht, werden diese Erfahrungen gelernt. Gelernt bedeutet in dem Fall, dass alle miteinander aktiven Nervenzellen mit ihren Fedbackschleifen vernetzt und zeitgleich aktiviert werden. Lernen bedeutet in dem Fall für ein Baby, dass in einem ersten raschen Schritt bereits vorhandene synaptische Übertragungsstellen verstärkt werden, indem z.B. mehr Rezeptoren mehr Neurotransmitter ausscheiden können. 2. Innerhalb einiger Stunden mehr synaptische Verbindungen zwischen des beteiligten Zellen entstehen und dass 3. innerhalb einiger Tage bei den entsprechenden Wiederholungen der Handlung neue Nervenzellen in das Netzwerk eingebaut werden. Auch die bei einem erfolgreichen Versuch ausgeschütteten Belohnungsstoffe werden dann immer mehr ausgeschüttet und ebenfalls gebahnt.
Der Prozess hat eine enorme Eigendynamik und ist nicht – wie früher angenommen – in den Genen festgelegt. Diese Erkenntnisse lösten einen Paradigmenwechsel in der Wissenschaft aus: Nicht der genetische Determinismus entspricht der Wirklichkeit der Gehirnentwicklung, sondern die frühen und späteren Erfahrungen mit der Umwelt leisten den entscheidenden Beitrag zur Gehirnentwicklung.
