Freude als emotionale Basis des Lernens und Lehrens. Ein Begründungsversuch aus der Sicht der Hirnforschung

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1 Freude als emotionale Basis des Lernens und Lehrens. Ein Begründungsversuch aus der Sicht der Hirnforschung Hans Schachl Vortrag beim Symposium Lernfreude als Erfolgsmaßstab der Pädagogik der Oberösterreichischen Zukunftsakademie, am 6. Juni 2013 an der Privaten Pädagogischen Hochschule der Diözese Linz Freude, schöner Götterfunken, Tochter aus Elysium : Diese großartige, freudvolle Musik, die uns Beethoven geschenkt hat, soll uns zeigen, wie sehr wir die Freude in unserem Leben brauchen, wie oft aber die dunklen Wolken dominieren, dass aber gerade deswegen die Freude von so großer Wichtigkeit ist! Und wie ist das beim Lernen? Lernen ist Teil des Lebens, ein sehr wichtiger Teil! Daher gilt schon aus logischen Gründen: Die Freude ist auch für das Lernen sehr wichtig! Das kann man neurobiologisch nachweisen! Dazu sind folgende Themen interessant: Wo ist die Freude im Gehirn? Chemie der Freude? Mit Freude lehren und lernen - aber wie? 1

2 Das erste Kapitel, das sich der Frage nach dem Wo der Freude im Gehirn widmet, poetisch eingeleitet: Zwei Seelen, wohnen ach in meiner Brust, die eine will sich von der andern trennen. Die eine hält sich an die Welt mit klammernden Organen, die andere hebt sich empor vom Duft zu den Gefilden hoher Ahnen! Diese Trennung von Geist, Verstand (ratio) und Gefühlen (emotio) gibt es im Gehirn jedoch nicht, ganz im Gegenteil: Gefühle und Verstand sind in einer Wechselwirkung verbunden! Schachl, 2012, 19 Diese Wechselwirkung zwischen ratio und emotio ist ein wesentliches Merkmal der Persönlichkeit des Menschen (Roth, 2011, 42) und damit auch wichtig für erfolgreiches Lernen. Dieses Zusammenspiel kann man schon anatomisch gut nachweisen: Die entscheidende Struktur für die Gefühle ist das sogenannte Limbische System! Roth, 2011,323 Daraus nur einige besonders wichtige Teile: Die Amygdala hat wesentliche Funktionen im Zusammenhang mit Angst, Furcht, Freude; sie spielt eine zentrale Rolle beim emotionalen Lernen (Roth, 2011, 44, 324). Das Mesolimbische System (Nucleus accumbens, Ventrales Tegmentales Areal u. a.) stellt das zentrale Belohnungssystem sowie Belohnungsgedächtnis und das grundlegende Motivationssystem (Neuigkeit, Interesse) etc. dar (Roth, 2011, 444f). Es ist daher für das Lernen ebenfalls von großer Bedeutung! Teile der Hirnrinde (wie zum Beispiel der orbitofrontale Cortex) sind zuständig für die 2

3 bewussten, überwiegend sozial vermittelten Emotionen (Roth, 2011, 45). Der Hippocampus ist für das Lernen von Neuem essentiell: Er ist für das mittel- und langfristige Einspeichern und auch für den Abruf (das Erinnern) notwendig. Er ist aber nicht der Langzeitspeicher (Roth, 2011, 109ff; Miller, 2008; Gelbard-Sagiv, 2008). Der Präfrontale Cortex ist mit dem Hippocampus ein weiterer Teil des Arbeitsspeichers und wirkt als eine Art Aufmerksamkeitsfilter und ist auch zuständig für den Abruf aus dem Langzeitgedächtnis (Wang, 2011; Wolf, 2009, 56-61; Fleming et al., 2010). Und nun kommt das Wesentliche für Lehren und Lernen: Die für den Verstand relevanten Teile (wie ganz besonders der Hippocampus ohne funktionierenden Hippocampus ist Lernen völlig unmöglich - und auch der Präfrontale Cortex) stehen mit den für Emotionen und Motivation zuständigen limbischen Bereichen in starker Wechselwirkung (Roth, 2011, 110). Das heißt: Emotionen haben einen starken Einfluss auf das Lernen und Speichern, und umgekehrt beeinflusst das Gedächtnis die Wahrnehmung und das Erinnern von Emotionen! Resume: Schon aus den genannten anatomischen Zusammenhängen gilt daher: Man muss auf die Gefühle beim Lernen besonders achten! Eine zweite Begründungslinie ergibt sich aus der Chemie der Gefühle! Um das zu verstehen, braucht man zuerst einige wenige, grundlegende Erläuterungen zur Chemie des Gehirns bzw. der Nervenzellen: Geist, Denken, Lernen, Gefühle werden von unseren Nervenzellen gemacht : Wir haben ca. 100 Milliarden Neuronen (davon etwa 15 Milliarden in der Großhirnrinde)! Jede dieser Nervenzellen kann bis zu Synapsen (Verbindungen) mit anderen Nervenzellen herstellen! Schachl, 2012, 70 Die Sprache des Hirns basiert auf Neuronen. Wenn man das Hirn verstehen will, muss man Neuronen verstehen insbesondere muss man verstehen, auf welche Weise ungeheure Mengen von Neuronen parallel zusammenarbeiten. (Crick, 1997, 314). 3

4 Die Sprache des Gehirns ist Chemie: In aller Kürze: Die Botschaft der ersten Zelle führt zur Ausschüttung von Transmitter-Stoffen, die von den Rezeptoren der zweiten Zelle aufgenommen werden! Beim Lernen wird die Synapse verändert, stabilisiert; und es wird in chemischer Form gespeichert! Schachl, 2012, 73 Solche Transmitterstoffe gibt es viele! Aber die Chemie der Gefühle umfasst vor allem die Stoffe Dopamin, GABA, Serotonin, Endorphine und Encephaline! Glück, Freude, Genuss und Lust jeder Art wurden lange Zeit vor allem dem Dopamin zugeschrieben. Man sprach vom Glücksboten und von der Dopamin-Dusche! Mittlerweile weiß man, dass das Dopamin nicht allein verantwortlich ist: Dopamin scheint nicht Freude, sondern eine allgemeine Erregung zu bewirken. Wichtig sind zusätzlich die sogenannten körpereigenen Opioide (Endorphine, Encephaline) Die Rezeptoren für diese Opioide sind nicht nur im Dopaminsystem (Nucleus Accumbens, Ventrales Tegmentales Areal, Präfrontaler Cortex) zu finden, sondern an vielen verschiedenen Orten (z. B. im Pallidum, cingulären Cortex, in den sensorischen Feldern, im orbitofrontalen Cortex, im Thalamus (Phillips, 2004, 43-44). Die chemischen Prozesse sorgen im Limbischen System, vor allem im Belohnungssystem und auch im Cortex für Freude! Der Cortex ist deswegen wichtig, weil wir ja nicht sinnlichen Genuss mit dem Gefühl der Freude verwechseln dürfen! Abschließend und zusammenfassend einige wichtige und interessante Erkenntnisse zum Thema Freude beim Lernen : 1.Teile des Präfrontalen Cortex und auch des Hippocampus sind involviert im so genannten Verstärkungs- und Belohnungslernen, und zwar über die Chemie des Dopamins (Luo, A.H. et al., 2011; Stuber et al., 2008, Rossato et al., 2009)! Lernen geht einher mit der Dichte der Dopamin- Rezeptoren (McNab, et al., 2009, )! 2. Zusätzlich sind für das Belohnungssystem, Belohnungsgedächtnis, Motivationssystem (Nucleus accumbens, Ventrales Tegmentales Areal u. a.) die endogenen Opiode (oft auch Endorphine genannt) wichtig! Schachl, 2012, 10 4

5 3. Dopamin- Nervenzellen feuern (sind aktiv) bei erwarteten und unerwarteten Belohnungen! Wenn erwartete Belohnungen nicht eintreten, findet die chemische Reaktion allerdings nicht statt (Cohen, et al. 2012, 85-88). 4. Stress bewirkt eine höhere Ausschüttung des Hormons Cortisol, und das auch im Hippocampus (Lederbogen et al. 2011)! Langfristiger, chronischer Stress schädigt über das Cortisol die Nervenzellen im Hippocampus (Roth, 2011, 52; Kaouane et al., 2012; Lemos, J. C. et al., 2012)! 5. Die Neurogenese (Neubildung von Nervenzellen) wird im Hippocampus gesteigert durch Lernen, Bewegung, stimulierende, motivierende Umgebung! Und: Diese Neurogenese hat positive Auswirkungen auf kognitive Funktionen (Sahay, 2011). Conclusio: Schon Pestalozzi hat es gewusst: Alles Lernen ist umsonst, wenn Lust und Freude dabei verloren gehen! Daher müssen wir mit Freude lehren und lernen - aber wie geht das? Was ist zu beachten? Die Neugierde pflegen : Der Mensch ist ein Lernwesen, auf das Lernen angewiesen! Die treibende Kraft ist die Neugierde, der Forscherdrang, das Erkunden zum Zwecke des Überlebens, der Anpassung an die Umweltbedingungen, aber auch zur Veränderung der Umwelt! Diese grundlegende Neugierde ist von Beginn an zu pflegen, zu fördern, zu unterstützen, zu ermöglichen! Dies gilt ganz besonders für die Kindheit vor der Schule: Frühe Bildung ist Investition in die Zukunft! Die entscheidende Basis muss in den sogenannten Sensiblen Phasen der frühen Kindheit gelegt werden: Früh übt sich, was ein Meister werden will! Und auch die Freude gehört gepflegt! Der Schuleintritt stellt im Leben eines Kindes einen bedeutsamen Einschnitt dar: So ein Dummer, der nicht lesen kann, möchte ich nicht mehr sein! Die Schultasche wird zum Statussymbol! Wie weit der Schuleintritt dann tatsächlich positiv abläuft, hängt von mehreren Faktoren ab: Vorinformation durch Eltern, Bekannte: Jetzt beginnt der Ernst des Lebens! Vorbereitung an der Nahtstelle durch die Kindergartenpädagoginnen/pädagogen. Gestaltung der ersten Phasen in der Schule: Die Rolle der Elementarlehrerin (des Elementarlehrers) kann nicht hoch genug bewertet werden! Umfeld der Mitschülerinnen und Mitschüler. Ganz wesentlich ist natürlich, ob das Kind bereits schulreif (schulfähig und schulbereit) ist! 5

6 In der Schule kann die Freude verloren gehen durch den Unterricht, vor allem durch den Umgang miteinander (Lehrer/innen, Eltern, Schüler/innen)! Wichtig ist Wertschätzung! Für den Unterricht heißt das Grundprinzip Individualisieren und Differenzieren! Das bedeutet: Erreichbare Ziele setzen! Die unterschiedlichen Potentiale beachten! An den Stärken ansetzen! Bei der Korrektur der Schwächen helfen! Wichtig ist auch die Rolle des Vorbilds: Wenn Lehrerinnen und Lehrer selbst keine Neugierde, Lernfreude etc. ausstrahlen, können sie auch nicht emotional anstecken! Das muss, kann nicht jede Stunde, bei jedem Stoff-Kapitel, etc. gelingen! Aber der Grundtenor muss sein: Immer wieder! Die eigene Begeisterung und Lehr-Freude ist auch gut gegen die Burn-out-Gefahr bei den Lehrerinnen und Lehrern! Schon Goethe hat es gewusst, wenn er seinen Schüler Wagner belehrt: Wagner fragt Faust: Wie soll man sie (gemeint sind die Schüler, die Zuhörer, ) durch Überredung leiten? Faust antwortet: Wenn ihr s nicht fühlt, ihr werdet s nicht erjagen, wenn es nicht aus der Seele dringt, und mit urkräftigem Behagen die Herzen aller Hörer zwingt! Und noch viel mehr müsste, könnte, sollte man hier anführen: Attraktiv, abwechslungsreich unterrichten! Interesse wecken! Neugierig machen! Bewegung und Pausen ermöglichen! Mehrere Eingangskanäle verwenden: Anschaulichkeit, Begreifen lassen! U. a. Eine zentrale Botschaft unseres Hirns sei auch noch beachtet: Das Gehirn braucht Sinn! Es erwartet sich Antworten und Berücksichtigung auf: Warum soll ich das lernen? Ich will es verstehen! In welchem Zusammenhang steht das? Angst und Stress in der Schule: Lernen wird immer auch von Angst und Stress begleitet sein, speziell im Kontext von Prüfungen! Aber dennoch ist es sehr wichtig, einerseits Angst und Stress beim Lernen deutlich zu reduzieren und andererseits Schülerinnen und Schülern bei der Bewältigung zu helfen! Angst ist ein Gegensatz zur Freude! Freude ist die hirnbiologische Basis für Erfolg beim Lernen! 6

7 Freude kann auch aus der Anstrengung kommen: Herausforderung, Anstrengung, Mühe sind für den Lernerfolg notwendig (Roth, 2011, 277): Nach der Entdeckung der Lust folgt die Strenge der Übung! (Hubert Gaisbauer, St. Florian, Juni Als Zusammenfassung die Bildungsphilosophie, untermalt mit dem Lehrer Lämpel: Nicht allein das ABC bringt den Menschen in die Höh, nicht allein in Rechnungssachen soll der Mensch sich Mühe machen,. sondern auch der Weisheit Lehren muss man mit Vergnügen hören! Die wichtige Aufgabe der Schule: Hänschen lernt Wichtiges, gut und mit Freude, damit Hans ein Leben lang lernen kann! Damit dies gelingt, müssen auch die Lehrerinnen und Lehrer Vorbilder sein und nicht den Habitus des griesgrämigen Lehrer Lämpel ausstrahlen! Viele Lehrerinnen und Lehrer bemühen sich um dieses freudvolle Lehren und Lernen und leisten ihren Beitrag für die den Götterfunken! Um gute Leistungen vollbringen zu können, braucht es beides: Freude und Begeisterung als Grundbedingung! Und natürlich auch Fleiß, Mühe, Anstrengung, damit sich Erfolg einstellt, der wiederum sich mit der Ausgangsfreude verbindet! Den Schülerinnen und Schülern, Lehrerinnen und Lehrern, und natürlich auch den Eltern seinen viel Götterfunken gewünscht! Literatur: Cohen, J. Y. et al. (2012). Neuron-type-specific signals for reward and punishment in the ventral tegmental area. In nature, 2. February 2012, Crick, F. (1997). Was die Seele wirklich ist. Die naturwissenschaftliche Erforschung des Bewusstseins. Reinbek bei Hamburg: Rowohlt. Fleming, S. M. et al. (2010). Relating Introspective Accuracy to Individual Differences in Brain Structure. In: Science, 17. September, Gaisbauer, H. Vortrag bei einem Symposium in St. Florian, Juni 2009 Garrett, D. (2013). CD und Programmfolder Music. Decca. Music and Media. Gehirn&Geist Spezial (2011). Entdeckungsreise durch das Gehirn. 1/2011. Gelbard-Sagiv, H. et al. (2008). Internally Generated Reactivation of Single Neurons in Human Hippocampus During Free Recall. In: Science, 3. Oct.,

8 Kandel, E. R. (2006). In Search of Memory. The Emergence of a New Science of Mind. New York: Norton. Kaouane, N. et al. (2012). Glucocorticoids Can Induce PTSD-Like Memory Impairments in Mice. In: Science, 23. March 2012, Lemos, J. C. et al. (2012). Severe stress switches CRF action in the nucleus accumbens from appetitive to aversive. In: nature, 18. October 2012, Luo, A. H. et al. (2011). Linking Context with Reward: A Functional Circuit from Hippocampal CA3 to Ventral Tegemental Area. In: Scinece, 15. July 2011, McNab, F. et al. (2009). Changes in Cortical Dopamine D1 Receptor Binding associated with Cognitive Training. In: Science, 6. February 2009, Miller, G. (2008). Hippocampal Firing Patterns Linked to Memory Recall. In: Science, 5. Sept., Phillips, H. (2004). Die Glücksboten. In: Gehirn&Geist, 3, Rizzolatti, G.; Fogassi, L.; Gallese, V. (2006). Mirrors in the Mind. In: Scientific American, 11, Rossato, J. I. et al. (2009). Dopamine Controls Persistance of Long-Term Memory Storage. In: Science, 21. August 2009, Roth, G. (2011). Bildung braucht Persönlichkeit. Wie Lernen gelingt. Stuttgart: Klett-Cotta. Sahay, A. et al. (2011). Increasing adult hippocampal neurogenesis is sufficient to improve pattern separation. In: nature, 28. April 2011, Schachl, H. (1991). Lernen ohne Angst. Mehr Freude und Erfolg in der Schule. Wien: Bundesministerium für Unterricht und Kunst. Schachl, H. (2012). Was haben wir im Kopf? Die Grundlagen für gehirngerechtes Lehren und Lernen. 3. aktualisierte und überarbeitete Auflage. Linz: Veritas. Schachl, H. (2010). What s in our head? Principles and implications of brain-based teaching and learning. In: University of Nitra. Stuber, G. D. et al. (2008). Reward-Predictive Cues Enhance Excitatory Synaptic Strength onto Midbrain Dopamine Neurons. In: Science, 19. September 2008, Stuber, G. D. et al. (2011).Excitatory transmission from the amygdala to nucleus accumbens facilitates reward seeking. In: nature, 21. July 2011, Tchernichovski, O.; Wallman, J. (2008). Neurons of imitation. In: nature, Vol 451, Jan 2008, 249f. Tritsch, N. X. et al. (2012). Dopaminergic neurons inhibit striatal output through non-canonical release of GABA. In: nature, 11. October 2012, Wang, M. et al. (2011). Neuronal basis of age-related working memory decline. In: nature, 11. August 2011, Wolf, C. (2009). Flüchtige Erinnerung. In: Gehirn&Geist, 4,

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