Kann das Abschwei­fen­las­sen der Gedan­ken das pas­sive Ler­nen för­dern?

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.

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