Lernpsychologie – Erfolgreiches Lernen

Erfolgreiches langfristiges Lernen: nach neuem Material nur durch Schlaf
Wie Belohnung + kurzer Schlaf den Lernerfolg vergrößern
Erfolgreiches Lernen ohne externe Rückmeldung
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Erfolgreiches langfristiges Lernen: nach neuem Material nur durch Schlaf

21.04.2015 Forscher der University of London haben einer Teilnehmergruppe neue Wörter einer fiktionalen (erdachten) Sprache beigebracht, wobei neue noch unbekannte Wörter durch eine noch unbekannte Regel miteinander verbunden waren.

Lernen in der Schule
Bild: Gerd Altmann (pixabay)

Obwohl die Lernenden die Regel schnell erkannten und lernten, waren sie doch außerstande, sie auf neue, ungelernte Wörter anzuwenden; bis sie darüber geschlafen hatten. Erst eine Woche später konnten sie die Regel anwenden, um ein völlig neues Wort der fiktionalen Sprache zu verstehen, wenn es in einem Satz präsentiert wurde.

Ruhephasen sind für erfolgreiches Lernen wichtig

Kathy Rastle, Professorin für kognitive Psychologie, sagte: „Lehrer vermuten es schon länger, dass adäquate Ruhephasen für erfolgreiches Lernen entscheidend sind. Unsere Forschung unterstützt diese Annahme“.

Die Befunde der Studie zeigen, dass sich die Schlüsselprozesse langfristigen Lernens von Allgemeinwissen irgendwann nach dem Lernen außerhalb der Lehranstalt abspielen. Sie werden wohl von den Gehirnprozessen während des Schlafens abhängen, sagte sie in Cognitive Psychology.

Ausnahmen von Regeln zeitversetzt lehren

Die Studie fand auch heraus, dass die Teilnehmer Zeit zur Konsolidierung (Verfestigung) des Regel-basierten Wissens benötigten, bevor ihnen neue Wörter präsentiert wurden, die nicht der gelernten Regel folgten. Wurden diese Ausnahmen während der ersten Vokabelstunde gelehrt, waren die Lernenden unfähig, die Hauptregel zu verstehen.

Die Befunde haben wichtige Auswirkungen auf z. B. den Sprachunterricht in der Schule. Es ist oftmals nicht unüblich, dass Lehrer ’schwierige Wörter‘ oder Ausnahmefälle neben regelbasierten Beispielen einführen.

Die Forschungsbefunde schlagen vor, dass diese Ausnahmen nicht eingeführt werden sollten, bis die Kinder die Standardregel nach dem Schlaf konsolidiert haben. Andernfalls entwickeln sie das erforderliche notwendige Wissen nicht, sagte Rastle.

Wie Belohnung + kurzer Schlaf den Lernerfolg vergrößern

Eine Studie der Universität Genf konnte zeigen, dass mit einer Belohnung verbundene Erinnerungen bevorzugt durch Schlaf verstärkt werden. Selbst ein kurzes Nickerchen fördert den Lernerfolg laut der in eLife veröffentlichten Studie.

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Durch Belohnung bevorzugt konsolidiert

„Die Belohnung könnte als eine Art Marker wirken und die Information im Gehirn während des Lernens versiegeln“, sagte Studienautorin Dr. Kinga Igloi.

lernen
Bild: Hans Braxmeier

„Während des Schlafs wird diese Information gegenüber anderen mit einer geringeren Belohnung verbundenen Informationen bevorzugt konsolidiert (gefestigt) und in mit dem Langzeitgedächtnis verbundene Gehirnbereiche übertragen.“

„Unsere Befunde zeigen auch, welche verheerenden Folgen Schlafmangel auf die Gedächtnisleistung haben kann“, sagt sie.

Lernexperiment

Einunddreißig gesunde Freiwillige wurden zufällig entweder einer Schlaf- oder Wach-Gruppe zugeteilt. Die Empfänglichkeit beider Gruppen auf Belohnungen wurde so abgestimmt, dass sie gleich war. Die Gehirne der Teilnehmer wurden während des Lernens von Bilderpaaren mit MRT gescannt. Acht Bilder-Paare wurden gezeigt und bei vier wurde eine höhere Belohnung versprochen.

Nach einer Pause von 90 Minuten Schlaf oder Ausruhen, wurde das Gedächtnis der Teilnehmer getestet und sie wurden auch gefragt, wie zuversichtlich sie seien, dass sie die korrekte Antwort geben.

Performance und Selbstvertrauen

Die Performance beider Gruppen war bei den Bilderpaaren mit höherer Belohnung besser, doch die Schlaf-Gruppe schnitt am besten ab. Auch bei einer Nachtestung drei Monate später waren sie insbesondere bei den Bildern mit den höheren Belohnungen besser.

Diejenigen, die ein kurzes Nickerchen gemacht hatten, waren von sich auch überzeugter während des Tests, die richtigen Antworten zu geben – auch beim Nachtest drei Monate später.

Vorgänge im Gehirn

Die MRT-Scans ergaben, dass die Schlafgruppe eine größere Aktivität des Hippocampus erfuhr – ein kleiner Bereich im Gehirn, der eine wichtige Rolle bei der Speicherung von Erinnerungen spielt. Diese ging mit einer höheren Anzahl von Ausschlägen bei der Aktivität der sogenannten ’slow spindles‘ (langsamen Spindeln) einher. Die Schlafspindel-Aktivität konnte bei früheren Studien mit einer Integration neuer Informationen in bereits vorhandenes Wissen verbunden werden.

Nach drei Monaten zeigte die Schlafgruppe ebenfalls eine erhöhte Konnektivität zwischen Hippocampus, dem medialen präfrontalen Cortex und dem Striatum – Regionen im Gehirn, die bei Gedächtniskonsolidierung und Belohnungsverarbeitung involviert sind.

„Wir wussten bereits, dass Schlaf bei der Verbesserung von Erinnerungen hilft (s. diese Studie), aber wir wissen nun, dass er uns bei der Auswahl und der Bewahrung von lohnenden Informationen hilft“, sagte Igloi. Dies ist auch sinnvoll bei der Anpassung an unsere Umgebung (Evolution), da das Überleben von der Speicherung wichtiger lohnender Informationen abhängt.

Erfolgreiches Lernen ohne externe Rückmeldung

05.04.2016 Eine in der Zeitschrift eLife veröffentlichte Studie der Charité – Universitätsmedizin Berlin untersuchte, wie Prozesse des Lernens auch ohne Rückmeldung von außen zustande kommen.

Dazu ließ ein Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Prof. Dr. Philipp Sterzer Freiwillige Aufgaben zur Wahrnehmung bearbeiten. Die Gehirne der Teilnehmer wurden währenddessen mit Magnetresonanztomografie gescannt. Sie bekamen kein Feedback von den Forschern zu ihrer Performance und sollten angeben, wie zuversichtlich sie hinsichtlich ihrer Wahrnehmung wären.

Bild: Gerd Altmann

Interne Rückkopplungssignale

Die Forscher vermuteten, dass das Gehirn fähig sein müsste, sich selbst Rückkopplungssignale zu vermitteln, wenn kein externes Feedback erhalten wird.

„Unsere Annahme war, dass die subjektive Zuversichtlichkeit bezüglich der eigenen Wahrnehmung ein Maß für selbsterzeugtes Feedback sein könnte“, sagt Studienautor Dr. Matthias Guggenmos. „Die allgemeine Idee ist hierbei, dass das Gehirn Wahrnehmungsprozesse verstärkt, die mit hoher Zuversichtlichkeit verbunden sind, und solche vermeidet, die zu niedriger Zuversichtlichkeit führen“, führt er weiter aus.

Subjektive Zuversichtlichkeit

Die Befunde zeigten, dass die externe Rückmeldung – die wir ja bei vielen Aufgaben nicht bekommen – durch die subjektive Zuversicht ersetzt wird. Dies konnte durch ein rechnerisches Modell der Wissenschaftler gezeigt werden.

Auch konnte eine systematische Verbindung zwischen dem erfassten Zuversichtssignal im Gehirn (gemessen mit MRT) und dem Erfolg beim Lernen in dieser Studie demonstriert werden, was nahelegt, dass das Zuversichtlichkeitssignal messbar das Wahrnehmungslernen beeinflusst.

„Unsere Experimente zeigen, dass die Hirnaktivität beim Lernen aus Zuversicht deutliche Parallelen zum Lernen mit äußerem Feedback aufweist“, sagt Guggenmos.