Wenn die Gedanken eines Menschen von einer bestimmten Aufgabe abschweifen, kann sich seine Fähigkeit verbessern, verborgene Muster in seiner Umgebung wahrzunehmen. Das zeigen neueste Untersuchungen. Dieses Abschweifen der Gedanken ermöglicht eine passive Lernform, wenngleich es die aktive Aufmerksamkeit und Ausführung beeinträchtigt.
Das Gehirn verfügt über zwei verschiedene Arten der Informationsverarbeitung:
- Die aktive Informationsverarbeitung erfordert fokussierte Aufmerksamkeit, die für die Ausführung präziser Befehle oder die Lösung konkreter Probleme notwendig ist
- Die passive, automatische Informationsverarbeitung ermöglicht es dem Gehirn, statistische Regelmäßigkeiten in der Umwelt ohne bewusste Anstrengung zu erkennen. Dieser Prozess wird als implizites oder probabilistisches Lernen bezeichnet. Er ist der Mechanismus, durch den Säuglinge die Struktur einer Sprache erlernen oder durch den Erwachsene ein intuitives Verständnis komplexer sozialer Situationen entwickeln.
Fördert Konzentrationsverlust tatsächlich passives Lernen? Unsere Hypothese war, dass strenge kognitive Kontrolle mit der Fähigkeit des Gehirns, Hintergrundinformationen zu verarbeiten, konkurriert. Ein Zustand der Gedankenabschweifung könnte diese Konkurrenz verringern. Dadurch könnte das Gehirn verborgene Wahrscheinlichkeiten effektiver aus einem Informationsstrom extrahieren.
Um dies zu testen, rekrutierten wir knapp vierzig Probanden für eine sich wiederholende visuelle Aufgabe. Während des gesamten Experiments überwachten wir die elektrische Aktivität ihrer Gehirne. Dabei kam ein Verfahren namens „Alternating Serial Reaction Time Task“ (ASRT) zum Einsatz. Die Probanden sahen einen Bildschirm, auf dem ein Pfeil an einer von vier Positionen erschien. Sie mussten den entsprechenden Knopf auf einem Tastenfeld so schnell und genau wie möglich drücken.
Den Teilnehmern war nicht bewusst, dass die Reihenfolge der Pfeile nicht völlig zufällig war. Ein verborgenes Wahrscheinlichkeitsmuster bestimmte die Reihenfolge des Erscheinens einiger Reize. Mit der Zeit beginnt das Gehirn typischerweise, diese Muster zu antizipieren, was zu schnelleren Reaktionszeiten bei vorhersehbaren Sequenzen führt.
Das Experiment umfasste dreißig Versuchsblöcke. Nach jedem Block wurde das Bild angehalten. Anschließend stellten mein Forscherteam und ich den Teilnehmenden eine Reihe von Fragen zu ihrem mentalen Zustand. Die Teilnehmenden gaben an, ob sie sich auf die Aufgabe konzentriert hatten oder ob ihre Gedanken abgeschweift waren. Falls sie angaben, dass ihre Gedanken abgeschweift waren, beschrieben sie, ob dies spontan oder absichtlich geschah. Zudem gaben sie an, ob ihre Gedanken leer waren oder ob sie sich auf bestimmte Dinge konzentrierten.
Die Verhaltensdaten zeigten eine Divergenz der Leistungskennzahlen. Im Verlauf des Experiments wurde das Drücken der Knöpfe durch die Teilnehmer generell ungenauer. Dieser Rückgang der allgemeinen visuomotorischen Genauigkeit korrelierte mit Phasen, in denen die Teilnehmer angaben, gedanklich abzuschweifen. Bezüglich der verborgenen Sequenz ergab sich jedoch ein anderes Muster. Die Teilnehmer zeigten in den Phasen, in denen sie angaben, gedanklich abzuschweifen, ein verbessertes probabilistisches Lernen. Sie reagierten schneller auf die verborgenen Muster als auf die zufälligen Reize, wenn ihre Aufmerksamkeit nachließ.
Entscheidend war die Art der Ablenkung. Wir stellten fest, dass eine Leistungssteigerung mit spontanen Gedankenabbrüchen einherging. Das bewusste Abschweifen der Gedanken, bei dem sich ein Teilnehmer entschied, an etwas anderes zu denken, zeigte hingegen nicht denselben starken Zusammenhang mit verbessertem Lernen.
Die EEG-Daten lieferten eine physiologische Erklärung für dieses Phänomen. Während Phasen des Tagträumens und einer verbesserten Lernfähigkeit beobachteten mein Team und ich eine erhöhte Aktivität niederfrequenter Hirnwellen. Diese spezifischen Schwingungen werden als langsame Wellen bzw. Deltawellen bezeichnet. Langsame Wellen sind typischerweise charakteristisch für den Schlaf. Ihr Auftreten bei wachen Probanden deutet auf einen Zustand des „lokalen Schlafs” hin. Das bedeutet, dass bestimmte Hirnregionen während des Wachzustands kurzzeitig in einen schlafähnlichen Zustand eintreten können.
Diese schlafähnliche Aktivität trat vorwiegend in den parietalen und frontalen Hirnregionen auf. Diese Bereiche sind an der sensomotorischen Verarbeitung und der Aufmerksamkeit beteiligt. Wir beobachteten die Aktivität am stärksten in der ersten Hälfte des Experiments.
Dieser zeitliche Verlauf deutet darauf hin, dass das Gehirn diese vorübergehenden Ruhezustände nutzt, um neue Informationen schnell zu verarbeiten und zu festigen. Die langsamen Wellen könnten die Stärkung neuronaler Verbindungen im Zusammenhang mit den neuen Mustern begünstigen. Dieser Prozess ahmt die Gedächtniskonsolidierung nach, die normalerweise während einer vollen Nacht Schlaf stattfindet.
Die potenzielle Bedeutung dieser Offline-Zustände für den Alltag liegt darin, dass die meisten kognitiven Prozesse das Lernen unter voller Konzentration untersuchen. Doch im wirklichen Leben verbringen wir so viel Zeit mit passivem Lernen. So wie unser Gehirn Schlaf benötigt, brauchen wir möglicherweise auch passive Lernmethoden oder „wache Erholung“, um uns von Aufgaben zu erholen, die unsere volle Aufmerksamkeit erfordern.
Die Ergebnisse stellen die Annahme infrage, dass Aufmerksamkeit stets vorteilhaft für die kognitive Leistungsfähigkeit ist. Zwar ist fokussierte Aufmerksamkeit für die unmittelbare Ausführung von Aufgaben notwendig, sie kann jedoch die Fähigkeit des Gehirns beeinträchtigen, Hintergrundinformationen zu lernen. Es scheint, als würde das Gehirn zwischen diesen Zuständen wechseln, um verschiedene Verarbeitungsprozesse zu optimieren.
Zudem beobachteten wir eine deutliche Veränderung der Hirnaktivität in der zweiten Hälfte der Aufgabe. In den späteren Abschnitten verschwand der Zusammenhang zwischen langsamen Wellen und Lernen. In dieser Phase war das Abschweifen der Gedanken mit anderen Hirnmustern wie Alpha- und Beta-Wellen assoziiert.
Dies deutet darauf hin, dass die Vorteile des Abschweifens vor allem in der frühen Aneignungsphase des Lernens zum Tragen kommen. Sobald das Gehirn die statistische Struktur erfasst hat, ist der Mechanismus des „lokalen Schlafs” möglicherweise nicht mehr erforderlich. Das Abschweifen der Gedanken in späteren Phasen könnte dann lediglich Langeweile oder Desinteresse ohne Lerneffekt widerspiegeln.
In den späteren Phasen der Aufgabe ging das Abschweifen der Gedanken mit einem steileren Anstieg der aperiodischen Komponente einher. Dies deutet auf eine Verschiebung des allgemeinen Gehirnzustands hin, bei der mehr Hemmung auftritt. Diese physiologische Veränderung deckt sich mit der subjektiven Erfahrung, die Aufmerksamkeit von der Außenwelt abzuwenden.
Grenzen der Studie
- Diese Studie weist einige Einschränkungen auf. Die Teilnehmer waren Universitätsstudenten, eine spezifische demografische Gruppe, die möglicherweise nicht repräsentativ für die Allgemeinbevölkerung ist. Zudem war die Stichprobe mit weniger als vierzig Personen relativ klein.
- Auch die Art der Befragung könnte die Ergebnisse beeinflusst haben. Durch die Unterbrechung der Aufgabe zur Beantwortung der Fragen könnte die Selbstwahrnehmung verstärkt und somit der natürliche Fluss der Gedanken und des Lernprozesses beeinträchtigt worden sein.
- Die Studie stützt sich auf Korrelationen, nicht auf Kausalzusammenhänge. Zwar haben wir beobachtet, dass Tagträumen und Lernen gemeinsam auftreten, doch können wir daraus keinen eindeutigen Kausalzusammenhang ableiten. Es ist möglich, dass ein dritter, nicht erfasster Faktor sowohl das Tagträumen als auch das verbesserte Lernen beeinflusst.
Zukünftige Forschung zielt darauf ab, diese Ergebnisse mit verschiedenen Aufgabentypen zu replizieren. Wir schlagen vor, Aufgaben, die exekutive Kontrolle erfordern, mit solchen zu kombinieren, die implizites Lernen voraussetzen. Dies würde die Abwägung zwischen den Kosten und dem Nutzen von Unaufmerksamkeit verdeutlichen.
Um das Phänomen des „lokalen Schlafs“ zu verstehen, sind weitere Untersuchungen notwendig. Präzisere Bildgebungsverfahren könnten bestätigen, ob bestimmte neuronale Populationen tatsächlich inaktiv werden. Dies würde die Theorie der Konsolidierung von Erinnerungen im Wachzustand weiter stützen.
Das Verständnis der Rolle des Gedankenabschweifens könnte sich auf Bildung und Kompetenzerwerb auswirken. Es deutet darauf hin, dass ständige, starre Konzentration nicht immer die optimale Lernstrategie ist. Das Zulassen des natürlichen Abschweifens der Gedanken könnte ein wesentlicher Bestandteil der Bewältigung komplexer Umgebungen sein.
