23.03.2010

Den Kinderarzt-Irrtum vermeiden

Kommentar von John T. Bruer

Die Hirnforschung soll neue Bildungs- und Erziehungsprogramme liefern. John T. Bruer hält die Faszination für die Synapsenbildung, die hierzulande beispielsweise im FAZ-Feuilleton verbreitet wird, für einen fatalen Irrtum.

Man stelle sich einmal folgendes Szenario vor: Ein Kinderarzt findet eine Website mit Wachstumskurven für Kinder und bemerkt, dass Jungs im Durchschnitt im Alter von 14 Jahren 93 Prozent ihrer späteren Körpergröße und 75 Prozent ihres späteren Erwachsenengewichts erreichen. Daraus leitet er ab, dass die Zeitspanne des schnellsten körperlichen Wachstums im Alter zwischen 2 und 14 eine kritische Periode für das körperliche Training ist. In dieser kritischen Periode, behauptet er, erlangen Kinder Stärke und Beweglichkeit am einfachsten, und die sportlichen Fähigkeiten und Muskelfasern, die in dieser Periode erworben werden, bleiben für den Rest des Lebens erhalten. Hätte unser Kinderarzt damit recht, würde dies bedeuten, dass die Natur Eltern ein einzigartiges Fenster öffnet, um die sportlichen Fähigkeiten ihres Kindes zu maximieren. Wenn das Kind ein guter Golfer werden soll, muss es mit zwei Jahren auf dem Platz stehen. Es wäre davon auszugehen, dass der Kinderarzt den Eltern empfiehlt, ihre Kinder so früh wie möglich einem harten Training zu unterwerfen. Des Weiteren wäre davon auszugehen, dass diese Spekulationen von Journalisten, Lehrern, Politikern und besorgten Eltern aufgegriffen würden. Weg mit der Schaukel! In jedem Hof sollten Baby-Schwarzenegger-Kraftmaschinen für die Kinder stehen! Und der Kinderarzt erklärt – entgegen der weitläufigen Meinung, bis zu einem gewissen Alter wegen möglicher Verletzungen auf bestimmte sportliche Tricks zu verzichten – den Journalisten: „Welcher Idiot behauptet, Kinder sollten nicht damit anfangen, einen Baseball scharf angeschnitten werfen zu lernen, bevor sie mindestens zwölf Jahre alt sind?“

Ernsthafte Wissenschaftler, denen es darum geht, die kindliche Entwicklung zu unterstützen, wären erschrocken über solch unfundierte Empfehlungen und frustriert, dass die Öffentlichkeit diese so bereitwillig aufnähme. Die alltäglichen Erfahrungen – chronische Verletzungen bei jungen Tennisspielern, Gehirnschäden vom Kopfballtraining junger Fußballer usw. – würden ebenso wie jahrzehntelange sportmedizinische Forschung vorsichtigere Empfehlungen unterstützen. Die beste Antwort, die ein besorgter Wissenschaftler geben könnte, wäre der Hinweis auf die falsche Logik des Kinderarztes. Der Kinderarzt irrte sich, indem er Schlussfolgerungen hinsichtlich funktioneller Veränderungen aus Daten über strukturelle Veränderungen ableitete, ohne in Betracht zu ziehen, wie und ob überhaupt die beiden Phänomene zusammenhängen. Bevor wir die Empfehlung des Kinderarztes befolgten, sollten wir etwas mehr darüber wissen, in welcher Beziehung Veränderungen in Größe und Gewicht oder Faktoren, die diese beeinflussen, zur Entwicklung der Muskulatur, motorischer Fähigkeiten und verbesserter athletischer Leistung stehen.

So lächerlich dieses Szenario erscheint, es entspricht genau der Argumentation, die hinter der derzeit so verbreiteten Faszination von der Nutzung von Ergebnissen der Hirnforschung in Bildung und Erziehung steht. Wir müssen nur die Kurven über die Veränderung der Dichte von Synapsen oder des Grundumsatzes im Gehirn durch solche über Größe und Gewicht ersetzen und statt von „Stärke und Beweglichkeit“ von „Lernen und Intelligenz“ sprechen. In einer Vielzahl von populären Artikeln und Empfehlungen, in denen behauptet wird, Kinder lernten im Alter von der Geburt bis drei, oder von der Geburt bis zehn, oder von drei bis zwölf alles am leichtesten, da sich in dieser Zeit im Gehirn die Verbindungen für das ganze Leben herausbildeten und so das Lernen zu lebenslangen Veränderungen im Gehirn führe, wird auf neurowissenschaftliche Ergebnisse hinsichtlich der maximalen Synapsendichte oder des maximalen Grundumsatzes im Gehirn verwiesen. Nach dieser Ansicht ist die Zeit, in der die höchste synaptische Dichte auftritt, die entscheidende Periode für die Gehirnentwicklung. Je mehr Synapsen (Verbindungen zwischen Nervenzellen im Gehirn) in dieser Zeit gebildet würden, desto mehr hätten wir auch im Erwachsenenalter, und mehr Synapsen seien gleichbedeutend mit höherer Intelligenz. So wird dann Erziehung und Bildung eine Übung zum Synapsenerhalt, wobei frühere und zahlreichere Erfahrungen Nervenverbindungen retten, bessere Gehirne entstehen lassen und die Intelligenz maximieren. Wenn ihr Kind also Aufnahme in den Intelligenzler-Club „Mensa“ erhalten soll, achten Sie darauf, es spätestens im Alter von drei Jahren mit Algebra, griechischer Grammatik und Mozart vertraut zu machen.1

Auf die gleichen Argumente stützen sich sogenannte „gehirnbasierte Lehrpläne“ oder „gehirngerechte“ Lernprogramme, die bei einigen Erziehern populär sind und in ihren Veröffentlichungen angepriesen werden.2 Von wenigen Ausnahmen abgesehen, werden die „gehirnbasierten“ Bildungstheorien nicht von Neurowissenschaftlern, sondern von Pädagogen und Lernberatern verfasst und wenden sich an Schulverwaltungen und Lehrer. Die darin zitierten wissenschaftlichen Quellen sind populäre Sachbücher aus der Feder von Hirnforschern und Journalisten. Zu den bekanntesten zählen Marian Diamond mit Magic Trees of the Mind, Joe LeDoux mit The Emotional Brain und die auch in Deutschland bekannten Daniel Goleman mit Emotionale Intelligenz sowie Ronald Kotulak mit Die Reise ins Innere des Gehirns. Basierend auf diesen populären Werken denken sich hirnforschungsinteressierte Pädagogen Geschichten darüber aus, wie die Gehirnforschung, so wie sie sie verstehen, ihre Lieblingsprojekte rechtfertigt. Eine hohe synaptische Dichte und die schnelle Lernfähigkeit von kleinen Kindern zeige, so behaupten sie, wie wichtig eine rigorose frühkindliche Bildung sei. Das Auflösen von Gehirnverbindungen während der Pubertät verlange einen intensiven Lernprozess in der Kindheit, um die Verbindungen davor zu bewahren, wieder eliminiert zu werden, und so eine höhere Intelligenz im Erwachsenenalter zu sichern. Die starke neuronale Vernetzung des Gehirns erfordere daher ein integriertes Lehrprogramm, experimentelles Lernen und einen ganzheitlichen Sprachunterricht. Aktivitäten im Klassenraum sollten (und könnten) so gestaltet werden, dass die neuronale Verzweigung maximiert wird. Keine dieser pädagogischen Maßnahmen verändert nachweislich die Gehirnstruktur oder beeinflusst das Lernverhalten positiv. Wie unser fiktiver Kinderarzt, der jeden Gegenbeweis ignoriert, ignorieren auch die „gehirnfixierten Pädagogen“ die Ergebnisse der Neurowissenschaft, die zu dem Schluss kommt, dass das Auflösen von Synapsen für eine normale Gehirnentwicklung unerlässlich ist. Dieses Auflösen von Verbindungen (während der Pubertät) ist zudem genetisch bedingt und nicht auf Umweltfaktoren zurückzuführen. Zudem wird auch die Forschung im Bereich der kognitiven Psychologie der letzten 50 Jahre ignoriert. Sie zeigt, dass die Lernfähigkeit (wie schnell und leicht man lernt) stärker vom bereits erworbenen Hintergrundwissen abhängt als vom Alter.

Die „gehirnbezogene Erziehung“ kann bestenfalls als eine Art Volksweisheit beschrieben werden, die sich auf das Gehirn und das Lernen bezieht. Bevor wir hirnforschungsbasierte Vorschläge umsetzen, möchten wir sehr viel mehr darüber wissen, wie Veränderungen in der synaptischen Dichte zur geistigen Entwicklung und zum Erwerb kognitiver Fähigkeiten beitragen. Wie auch immer das Verhältnis zwischen Struktur und Funktion sein mag, es ist sehr unwahrscheinlich, dass es sich dabei um die einfache lineare Verbindung handelt, die von den Vertretern dieser Volksweisheit so begierig aufgegriffen wird. Es mag sein, dass das Verhältnis je nach dem speziellen Lernen und dem speziellen Gehirnbereich, der diesem Lernen unterliegt, variiert. Wir dürfen auch davon ausgehen, dass das Struktur-Funktions-Verhältnis für sensorische Systeme wie Sehen und Hören anders ist als bei anderen, höheren kognitiven Funktionen. Hier hat die Evolution ein System geschaffen, das davon ausgeht, dass es einen Input durch die Umwelt für die Feinabstimmung neuronaler Systeme gibt. Lesen lernen, das Lösen differenziell-algebraischer Gleichungen oder Schachspielen sind dagegen von sozialen und kulturellen Erfahrungen abhängig. William Greenough unterschied bereits im Jahr 1986 zwischen Erfahrung erwartenden und erfahrungsabhängigen Lernprozessen, aber Verfechter der „Gehirn-Bildung“ können diese Unterscheidung nicht verstehen.3

Gehirnforschung hat vielleicht die Einbildungskraft der Medien, der Politiker und der in diese Richtung interessierten Pädagogen angeregt. Aber die Gemeinschaft der Bildungsforscher gibt sich deutlich zurückhaltender. Durchsucht man wissenschaftliche Datenbanken (Medline, SciSearch oder PsychInfo), dann zeigt sich, dass es keine Veröffentlichungen zu Forschungsergebnissen über die praktische Anwendung der Erkenntnisse der Gehirnforschung in der Schulbildung gibt. Nationale Kommissionen, die damit beauftragt wurden, die wissenschaftliche Forschung auf ihre Relevanz für die bildungspolitische Anwendung zu untersuchen, sahen in der Forschung bisher wenig praktischen Wert. Dies gilt auch für Kommissionen, in denen sogar Neurowissenschaftler vertreten waren. Der nationale Leseausschuss der USA erwähnt die Gehirnforschung nicht ein einziges Mal.4 Die staatliche Behörde für wissenschaftliche Forschung in den USA (NRC – US National Research Council) erwähnt in ihrem Bericht „Preventing Reading Difficulties in Young Children“ lediglich zwei Studien, die auf Gehirntomographien von Legasthenikern basieren. Auch sie kam jedoch zu dem Ergebnis, dass die Identifizierung von Gehirnanomalien, die mit Legasthenie in Verbindung gebracht werden, wenig aussagekräftig dafür ist, wie das Problem behandelt, gelindert oder verhindert werden kann.5 Eine weitere NRC-Studie mit dem Titel „Knowing What Students Know“ beschäftigt sich im Anhang des Berichts mit den möglichen Implikationen der Neurowissenschaft.6 Der Bericht verwirft die Volksweisheit über das Lernen oder die Aufteilung der Gehirnprozesse auf die rechte oder linke Gehirnhälfte (Lateralisation). Er kritisiert auch die direkte Übertragung von Forschungsergebnissen an Nagetieren (bei denen es um die Auswirkungen von Umweltstimulationen auf das Gehirn der Tiere geht) auf die Bildungspolitik und die damit verbundene These der kritischen Lernperioden.

Während man aus der Neurowissenschaft nur sehr begrenzte Schlussfolgerungen für die angewandte Schulbildung ziehen könne, gebe es aber bei der Behandlung von Legasthenie vielversprechende Ansätze, aufgrund derer vielleicht in der Zukunft Handlungsempfehlungen ausgesprochen werden könnten, so der Bericht weiter. Dabei werden die Forschungsergebnisse von Michael Merzenich und Paula Tallal erwähnt. Die 300 Seiten lange NRC-Studie „How People Learn: Brain, Mind, Experience and School“ widmet der Gehirnforschung ein zehnseitiges Kapitel.7 Die Forschung, so die Autoren, habe feststellen können, dass strukturelle Veränderungen im Gehirn den Lernprozess kodieren. Insofern könne die Neurowissenschaft vielleicht in der Zukunft einen praktischen Nutzen für Pädagogen darstellen. Unter Berücksichtigung dieser Möglichkeit appelliert die Studie jedoch an die Neurowissenschaftler, sich kritisch damit auseinanderzusetzen, wie sie ihre Forschungsergebnisse den Pädagogen präsentieren, damit sie richtig interpretiert und nicht zu einem weiteren Volksmythos würden.

Die ernüchternden Schlussfolgerungen der nationalen US-Forschungsgemeinschaft stehen in scharfem Gegensatz zu der Begeisterung vieler Journalisten, Pädagogen und Politikberater für die Gehirnforschung in Amerika und zusehends auch in Europa. Der Grund für diesen Gegensatz ist, kurz gesagt, dass die Gehirnenthusiasten bereitwillig Schlussfolgerungen aus der Gehirnstruktur über die Gehirnfunktion ziehen, während die Gehirnforschungsskeptiker dies nicht tun. Enthusiasten tendieren dazu, den Irrtum des Kinderarztes zu machen, die Skeptiker nicht. Wir können sicher sein, dass es mit der fortschreitenden, integrierten Erforschung des Gehirns, des Denkens und der Lernprozesse irgendwann einmal eine angewandte Bildungswissenschaft geben wird, aber es wird noch viele Jahre dauern, bis dieser Ansatz tatsächlich zum Tragen kommt. In der Zwischenzeit stellt sich die Frage, wie Neurowissenschaftler den Pädagogen helfen können. Zuerst einmal müssen sie erkennen, wie leicht es ist, bei der Präsentation und Diskussion der Ergebnisse der Gehirnforschung dem Kinderarzt-Irrtum zu verfallen. Im hippokratischen Geist und nach dem Motto „Das Wichtigste ist, keinen Schaden anzurichten“ sollten Neurowissenschaftler sehr darauf bedacht sein, diesem Irrtum selber nicht zu erliegen. Leider sind sie nicht immer so vorsichtig, wie die folgenden Beispiele zeigen:
Peter Huttenlochers Arbeit über die Veränderung der Synapsendichte im menschlichen Gehirn im Laufe eines Lebens ist durch die Medien sehr bekannt geworden. Im letzten Abschnitt eines bereits im Jahre 1984 erschienen Papiers schrieb Huttenlocher, dass „Interventionsprogramme, um effektiv zu sein, während der ersten pränatalen Zeit einsetzen müssten – sicherlich jedoch vor Schulbeginn, da zu diesem Zeitpunkt die neuronale Formbarkeit (Plastizität) bereits stark vermindert oder sogar ganz verloren“ sei.8
In einer Zusammenfassung einer Diskussion über Augendominanzsäulen schrieben die Autoren eines populären Lehrbuchs mit dem Titel Principles of Neuroscience, dass die Existenz von getrennt aufeinander folgenden Phasen bei der Entwicklung von Augendominanzsäulen erklären könnte, warum bestimmte Fähigkeiten – wie z.B. solche für das Erlernen von Sprache, Musik oder Mathematik – normalerweise weit vor der Pubertät entwickelt sein müssen, wenn sie sich überhaupt noch entwickeln sollen.9
Im letzten Abschnitt einer Studie über seine Recherchen zu Veränderungen im zerebralen Metabolismus während einer Lebensspanne spekulierte Harry Chugani über die Bedeutung hoher zerebraler metabolischer Raten bei Kindern und schrieb: „Daher wird von vielen geglaubt (auch vom Autor dieses Textes), dass das biologische Zeitfenster für sensible Phasen, während derer das Lernen effizient und leicht ist, von unserem Bildungssystem vielleicht nicht ausreichend ausgenutzt wird“.10
Solche Beispiele zeigen, wie schnell selbst professionelle Wissenschaftler den Kinderarzt-Irrtum begehen. Es ist bemerkenswert, dass keines dieser Werke Datenmaterial darüber enthält, wie die beobachteten Veränderungen mit einer leichteren, effizienteren oder ausdauernderen Lernfähigkeit zusammenhängen. Stattdessen wird lediglich über die möglichen praktischen Auswirkungen der Forschungsergebnisse spekuliert. Dennoch werden diese Studien, ebenso wie viele andere, in politischen Abhandlungen, populären Büchern und Erziehungsartikeln gerne und ausführlich zitiert. Leider sind es immer diese durch nichts zu rechtfertigenden und unbedeutenden Spekulationen, die das Interesse der Öffentlichkeit wecken, und nicht die ernsthaften Forschungsergebnisse.

Die Diskussion über das Gehirn des Teenagers kann als Beispiel dienen. In einer ersten Studie, die in einer Pressemitteilung des U.S. National Institute of Mental Health bekannt gegeben wurde, hieß es, dass es möglicherweise eine zweite Welle der Synapsenbildung gebe.11 Die Pressemitteilung, die bestätigte, dass die Gründe für die Veränderungen in der grauen Hirnsubstanz von Teenagern noch nicht bekannt seien, behauptete gleichzeitig, dies könne auf das gleiche Prinzip zurückzuführen sein, wie man es bei der Entwicklung des visuellen Systems beobachtet: Synapsen, die genutzt werden, bleiben erhalten, solche, die nicht genutzt werden, welken dahin. Diese Vorstellung wurde sofort von den Gehirforschungsenthusiasten aufgegriffen, die behaupteten, dass eine späte Synapsenbildung die biologisch privilegierte Lernperiode bis in die Adoleszenzzeit hinauszögern würde. Diese Botschaft wurde sogar zum wissenschaftlichen Schwerpunkt einer Konferenz über Teenager, die am 2.5.2000 im Weißen Haus in Washington stattfand. In Medienberichten über die Konferenz wurde diese These der Synapsennutzung oder -vernichtung als das Beste von dem, was die Wissenschaft über das Gehirn von Teenagern sagen könne, präsentiert: „Wenn Kinder zu diesem Zeitpunkt ihre Gehirne für ein wissenschaftliches Studium oder für Sport oder Musik oder für Videospiele nutzen, dann ist es das, wofür ihre Gehirne optimiert werden“, hieß es in einer morgendlichen Radiosendung des New Public Radio am 2.5.2000. Aus der ursprünglichen Studie konnte eine solche Schlussfolgerung unmöglich begründet werden, dennoch war dies die Botschaft, auf die sich Medien, Gehirnforschungsenthusiasten und Öffentlichkeit konzentrierten.

Wenn Neurowissenschaftler verhindern möchten, dass ihre Forschung in dieser Art und Weise fehlinterpretiert wird, müssen sie sich kritischer damit auseinandersetzen, wie ihre Forschung der Öffentlichkeit und den Erziehern präsentiert wird. Vor allem müssen sie sehr vorsichtig sein, wenn es um Spekulationen über die praktische Anwendung ihrer Grundlagenforschung geht – selbst wenn diese Spekulationen noch so unschuldig und insignifikant erscheinen. Sie sollten die interessierte Öffentlichkeit daran erinnern, dass wir gerade erst am Anfang unserer Untersuchungen darüber stehen, wie durch neurale Strukturen geistige Funktionen umgesetzt werden und wie diese geistigen Funktionen unser Verhalten beeinflussen.