Teil 1 - Biologische Grundlagen
Gehirnmodelle
Das dreiteilige Gehirn
Stammhirn
Limbische System (Zwischenhirn)
Großhirn
4 Teile des Großhirns:
Das Zweigeteilte Gehirn.
Aktivitätsmessungen im Gehirn
Das menschliche Nervensystem
Teilsysteme des Nervensystems
Zentrales Nervensystem (ZNS)
Peripheres Nervensystem (PNS)
Endokrines(autonomes) Nervensystem
Aufbau eines Neurons
Synaptische Übertragung
Zusammenfassung des Gehirns
Teil 2 – Lerntheorien der Psychologie
Definition:
Lerntheorien.
Kognitive Lerntheorie nach Ebbinghaus:
Maddox erweiterte die Vergessenskurve nach Ebbinghaus:
Assoziationsgesetze:
Behaltenskurve.
Einflussfaktoren Vergessen
Dodsen Yerkes Leistung/Erregungsniveau
Kognitive Lerntheorie nach Piaget
Kognitives Lernen nach Jean Piaget (1896 – 1980):
Assimilation:
Akkommodation:
Die 4 Entwicklungsstufen nach Piaget:
Kognitives soziales Lernen am Modell (Albert Bandura)
Behavioristische Lerntheorien
Konditionierungstheorie nach Pawlow
Die klassische Konditionierung
Behaviorismus (amerikanische Schule)
Pädagogische Praxis
Methode des kooperativen Lernens aus Tex
Stufen des Wissenstransfers von einer Basis- auf eine Zielaufgabe
Inhaltswissen - Zur Bedeutung inhaltlichen Vorwissens
Gedächtnishemmungen und Lernstörungen
Lernkanäle
Literaturverzeichnis
Internetverzeichnis
Vorbemerkung:
Neue Methoden der Kreativität, des Selbst-Managements und der Persönlichkeits-Entwicklung erfahren im heutigen Zeitalter der „Informationsgesellschaft“ eine zunehmende Bedeutung. Die Psychologie stellt sich dieser Herausforderung, wobei diese Thematik immer mehr einer breiten Öffentlichkeit durch die Pädagogik zugänglich gemacht wird. Ein wichtiger Schlüssel zum Erfolg liegt in der ganzheitlichen Nutzung der Potentiale unseres Gehirns, d.h. beider Hirn-Hemisphären. Über eine so verstandene Bewusstseinserweiterung lassen sich die Potentiale unseres „Bio-Computers“ besser nutzen, um damit auch den Herausforderungen einer immer komplexer werdenden Zukunft entsprechen zu können. Durch die Nutzung der „Neuen Medien“ werden Gedächtnisspuren neu angelegt (vgl. Spitzer; 2012 S.15) die zwangsweise zu Verhaltensänderungen führen. Dieses Wissen über die Funktionsweise des Gehirns sollte daher im pädagogischen Kontext angewandt werden. „Wenn man weiß wie das Gehirn lernt, kann man auf der Grundlage dieses Wissens den Unterricht optimieren….“ (Caspary; 2012, S. 10)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung1: Vgl. Zimbardo, 1999, S.70
Das menschliche Gehirn besteht anatomisch gesehen aus drei (vier) eigenständigen Gehirnen, die entwicklungsgeschichtlich aufeinander folgen: Der amerikanische Hirnforscher Paul D. MacLean hat den Begriff vom dreieinigen Gehirn („trinue brain“) geprägt.
Das Stammhirn (Hirnstamm) ist der entwicklungsgeschichtlich älteste Teil des Gehirns. Es steuert die lebenswichtigen Funktionen wie Herzschlag, Atmung, Blutdruck. Zudem ist es für einige wichtige Reflexe wie den Lidschluss-, Schluck- oder Husten-Reflex verantwortlich. Das Stammhirn bildet die Schnittstelle zwischen dem übrigen Gehirn und dem Rückenmark. Eintreffende Informationen leitet es überkreuz weiter, daher wird die linke Körperhälfte von der rechten Gehirnhälfte gesteuert und umgekehrt
Das Zwischenhirn schließt sich an das Stammhirn an, wobei hier der Thalamus liegt, der als zentrale Schaltstelle für das Bewusstsein gilt. Im Zwischenhirn ist noch der Hypothalamus angesiedelt, der als Vermittler zwischen Hormon- und Nervensystem gilt. Dabei steuert er zum Beispiel den Schlaf-Wach-Rhythmus, Hunger und Durst, aber auch den Sexualtrieb und verarbeitet Schmerz- und Temperaturempfinden.
Das Großhirn gilt entwicklungsgeschichtlich als der neueste Teil unseres Gehirns und wird in zwei Hemisphären unterteilt, die durch ein dickes Nervenbündel (Balken) miteinander verbunden sind und eng zusammenarbeiten. Jede Gehirnhälfte ist auf bestimmte Aufgaben spezialisiert: links sitzen in der Regel die Sprache und Logik, rechts die Kreativität und der Orientierungssinn. Die vielfach gefaltete Großhirnrinde (Neocortex) unterteilt sich wiederum in einzelne Lappen, die für divergierende Funktionen wie Lernen, Sprechen, Denken, Beurteilen, etc. zuständig sind. Weiters ist noch die Sensorik und Motorik in der Großhirnrinde angesiedelt
(Das Kleinhirn (Cerebellum)) wird nach MacLean nicht mehr zum dreieinigen Gehirn gerechnet, stellt aber trotzdem einen eigenen Bereich dar. Das Cerebellum koordiniert Bewegungen und sorgt dafür, dass sie flüssig ablaufen
(Vgl. http://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/GEHIRN/GehirnAufbau.shtml#Die drei Gehirne)
Angewandte Psychologie:
Sollten Personen nach einem veränderten Bewusstseinszustand (Narkose) aufwachen und verwirrt sein und erst langsam zu sich kommen, ist das durch die selektive Aufwachphase der drei Gehirnareale zu erklären. Zuerst übernimmt das Stammhirn die lebenswichtigen Funktionen, anschließend wird das Zwischenhirn aktiv und erst danach das Großhirn mit unseren Denkfunktionen. Deshalb merken auch Anästhesisten manchmal nicht, dass Patienten während einer Operation wach werden, denn deren Messgeräte zeigen nur die Aktivität der Großhirnrinde und reagieren daher zu spät oder gar nicht auf solche nur halbbewussten Wachzustände(Vgl. http://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/GEHIRN/GehirnAufbau.shtml#Die drei Gehirne)
Mit dem Hirnstamm sind alle Wirbeltiere ausgestattet und es enthält vier Strukturen.
Medulla : Ist für lebenswichtige Funktionen wie Herzschlag und Atmung zuständig
RAS : Ist für den Funktionsablauf im Gehirn zuständig. Hält das Gehirn auch im Schlaf im Aktivitätszustand.
Pons : Stellt die Verbindung zum Cerebellum her und hat mit Träumen und Aufwachen zu tun
Thalamus : Hat starke Nervenstränge zum RAS System und ist die Schaltzentrale für sensorische Signale die zum Großhirn weitergeleitet werden.(Vgl. Zimbardo; Gerrig 1999, S. 67)
Zusammengefasst kann man sagen, dass das Stammhirn für die lebenswichtigen Funktionen des Menschen zuständig ist. Hier ist das Zentrum angeborener Steuerungen und Instinkte. Es ist vergangenheitsbezogen (artspezifisches Erbe) und in der Auswirkung konservativ. Das Stammhirn ist lernfähig.
Biologische Vorgänge: z.B. Stoffwechsel, Blutkreislauf, Herzschlag, Atmung , Schlaf
In der Literatur wird nicht immer explizit zwischen dem „Limbischen System“ und dem Zwischenhirn unterschieden. Mit dem limbischen System sind alle Säugetiere ausgestattet und es ist für die Regulation der Emotionen und des motivierenden Verhaltens zuständig. Es ist weiters für das innere Gleichgewicht (Homöostase) und der Verbindung zum Großhirn zuständig.
Teile des Limbischen Systems sind:
Hypothalamus : Ist sehr klein und spielt eine wichtige Rolle bei der Verbindung zu den anderen Gehirnarealen. Er spielt weiters eine Rolle bei der emotionalen Erregung, der Kontrolle des Appetits und bei der Regulierung der inneren Körperfunktionen.
Amygdala (Mandelkern): Steuert Emotionen und hat beim emotionalen Gedächtnis eine wichtige Funktion. Dieser Teil des Gehirns wird häufig mit Angst in Verbindung gebracht. Eine Entfernung dieses Areals kann einen beruhigenden Effekt nach sich ziehen.
Hippocampus : Ist die größte der limbischen Strukturen und ist für das explizite Erinnerungsvermögen von entscheidender Bedeutung. Nach neuesten Forschungen spielt der Hippocampus bei der Übertragung vom Kurzzeitgedächtnis ins Langzeitgedächtnis eine wichtige Rolle. Patienten, denen Teile des Hippocampus entfernt wurden, konnten sich zwar an länger zurückliegende Begebenheiten erinnern, was aber kurz zuvor geschehen ist, hatten sie kein Erinnerungsvermögen.(Vgl. Zimbardo; Gerrig 1999, S. 71f)
Das Großhirn besteht aus den beiden Hemisphären und ist beim Menschen viel höher entwickelt als bei den Tieren. Die beiden Hemisphären sind durch den „Corpus callosum“ verbunden. Weiters wird das Gehirn in vier Teilbereiche unterteilt, wobei diesen Teilbereichen bestimmte Funktionen zugeordnet werden können. Wir können aber nicht davon ausgehen, dass diese Teilbereiche ausschließlich bestimmte Funktionen haben, da das Gehirn immer als Ganzes funktioniert. Im Cortex ist der Sitz der
höheren geistigen Funktionen. Hier läuft geplantes, vorausschauendes Denken ab. Es ist also zukunftsbezogen. Sprache, Logik, Vorstellungsvermögen, Erkennen von Form und Gestalt, Fähigkeit zur Abstraktion, Selbstbewusstsein des Menschen usw. (Vgl. Hilgards et al; 2001 S. 49ff)
Nach MacLean sind die drei Bereiche des Gehirns miteinander verbunden, aber diese Verbindungen sind eher träge.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 2: http://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/GEHIRN/
1 Frontallappen: zuständig für Denkprozesse, Problemlösen, Assoziationsbildung
2 Scheitellappen: zuständig für die Sensorik (das sensorische Feld) und der Motorik
3 Hinterhauptlappen: zuständig für das Sehen
4 Schläfenlappen: zuständig für Hören und Sprechen
Querschnittsdarstellung der Sensomotorischen Bereiche der Großhirnrinde
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung3: http://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/GEHIRN/GehirnRechtsLinks.shtml
Das Gehirn (genauer der Neocortex) besteht aus zwei spiegelbildlichen Hälften, deren Äußeres nicht erkennen lässt, dass tief greifende funktionale Unterschiede zwischen beiden bestehen.
Man spricht von linker und rechter Hemisphäre, die miteinander über einen großen Nervenstrang, dem Balken (corpus callosum) verbunden sind.
Die Entdeckung der funktionellen Gliederung der Großhirnrinde zählt zu den bedeutenden Entdeckungen, welche der modernen Gehirnforschung den Weg gewiesen haben. Vor allem von Roger Sparry und Gazzaniga (amerik. Neurophysiologen) die bei Split-Brain-Patienten (Trennung des Hirnbalkens infolge von neurologischer Notwendigkeit) Leistungsdifferenzen zwischen rechter und linker Gehirnhälfte entdeckten. (Vgl. Zimbardo, Gerrig; 1999 S.88f)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 4: http://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/GEHIRN/GehirnRechtsLinks.shtml
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
(Vgl. Bierbaumer, Schmidt; 1999 S. 681)
Früher wurden Dominanzen in den Gehirnhemisphären verallgemeinert und simplifiziert. (Vgl. Haderer; 2003 S. 108f)
Mit der „Split brain Forschung“ üben die zwei Hirnhemisphären aber einen nützlichen pädagogisch-didaktischen Effekt aus. Es erfolgt eine Korrektur einseitiger, vorrangig linear-kognitiv orientierter Lernprozesse. Neue Wege, neue Formen des Lernens beruhen auf dem Hemisphären-Modell (z.B. NLP, Suggestopädie, Mind-Mapping, Mentales Training, ganzheitliches Lernen).
Beobachtungen:
Das „aktive Sprachzentrum“ liegt bei der Mehrheit der Menschen ausschließlich im linken Teil des Gehirns, auch Schriftbilder.
Figuren, Symbole und Formen müssen dagegen stärker der rechten Hemisphäre zugeordnet werden.
Frauen zeigen eine stärkere Vernetzung der beiden Gehirnhälften und leiden daher weniger an Sprachverlust bei Hirnverletzungen
75% der Menschen haben Präferenz zur rechten Körperseite
Männer sind besser in räumlich-geometrischen Aufgaben und weisen hier geringere Lateralisation auf.
(Vgl. Haderer; 2003 S. 114)
Positronen-Emissions-Tomographie (PET).
Bei dieser Methode kann der Blutzuckerverbrauch als Maß eines erhöhten Blutzuckerverbrauchs gemessen werden. Stoffe wie Traubenzucker werden radioaktiv markiert und anschließend in den Blutkreislauf injiziert. Danach wird das Gehirn mit einem PET-Scanner gescannt und der Computer errechnet aus den Daten zwei- oder dreidimensionale Bilder. Die Ausbreitung der Substanz zeigt, wie und wo der Energieverbrauch im Gehirn erfolgt. (Vgl. Haderer; 2003 S. 38)
Mit einem PET - Scanner (Positron Emission Tomograph) kann der Blutzuckerverbrauch als Maß erhöhten Energieverbrauchs gemessen werden. Die nachfolgenden Aufnahmen zeigen (durch die Schädeldecke, Stirn oben) dunkle rote Stellen, das sind Bereiche erhöhten Energieverbrauchs:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 5: http://www.egbeck.de/skripten/12/bs12-43.htm
EEG Messung
Auch die Messung der Hirnströme (EEG = Elektro Enzephalogramm) findet in der Psychologie Anwendung. Diese Messungen zeigen Zusammenhänge zwischen Verhalten und Gehirnaktivität. (Vgl. Haderer; 2003 S 29f
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 6: http://www.egbeck.de/skripten/12/bs12-43.htm
EEGs werden in der Neurologie und Psychologie zur Diagnose von Gehirnkrankheiten wie Epilepsie, Schlafstörungen und Gehirntumoren verwendet. Man unterscheidet im Wesentlichen 4 verschiedene Arten von Hirnströmen: (Vgl. Haderer; 2003 S. 30)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 7: Eigene Darstellung
fMRT Messungen sind eine Kombination von verschiedenen bildgebenden Verfahren mit einer EEG Aktivitätsmessung Durch eine entsprechende Software kann man durch die Spektralanalyse zusätzliche Informationen gewinnen und diese in 3D-Form darstellen. fMRT Messungen werden in der Experimentalpsychologie in den letzten Jahren immer populärer und man versucht die Ergebnisse in der modernen Psychologie sowie in der Pädagogik einzusetzen.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 8: http://www.egbeck.de/skripten/12/bs12-43.htm
Anmerkung: Selbst wenn man bei fMRT Messungen einen Anstieg oder eine Verringerung der Hirnaktivität verzeichnen kann, so erlaubt es aber keine Rückschlüsse, was in bestimmten Bereichen des Gehirns im Moment der Aufnahme vor sich geht. (Vgl. Gluck et.al. 2010, S. 65)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Zentrales Nervensystem und peripheres Nervensystem stehen andauernd in Verbindung!
(Vgl. Zimbardo, Gerrig; 1999, S. 67)
Das Hauptinstrument des Organismus, um Informationen von der Umwelt aufzunehmen und die Reaktionen auf diese Informationen zu koordinieren, ist das Nervensystem.
Im Normalfall werden die Impulse (Informationen) zu verschiedenen Zentren der Hirnrinde geleitet, wo Empfindungen entstehen. Sie bilden die Basis für Wahrnehmungen.
(Vgl. Zimbardo; Gerrig 1999, S. 68f)
Dieses Subsystem erstreckt sich in den Knochenhöhlen der Wirbelsäule und bündelt sich dicht gepackt im Schädel (Gehirn).
Es verbindet das ZNS mit Rezeptoren und Effektoren. Alle Nervenfasern, die vom ZNS zu den Effektoren führen, bezeichnet man als efferente Fasern, alle Fasern, die die Impulse von den Rezeptoren ins ZNS leiten, als afferente.
Besteht hauptsächlich aus Drüsen, die im Körper angesiedelt sind und chemische Botenstoffe in den Blutkreislauf ausschütten. Diese Botenstoffe werden Hormone genannt und sind für das Wachstum, Erregung, Sexualverhalten, Stimmung und den Stoffwechsel verantwortlich.
An der Spitze des endokrinen Systems reagiert der Hypothalamus, der Verbindungsfunktionen zu anderen Teilen des Gehirns herstellt.
Wichtig für die Pubertät ist auch die Hypophyse (Hirnanhangsdrüse), die Hormone ausschüttet, die wiederum andere endokrine Drüsen beeinflusst, die das Testosteron bei Männern und das Östrogen bei Frauen produzieren.
(Vgl. Zimbardo; Gerrig 1999, S. 76ff)
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