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Dienstag, 30.05.2017
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Warum Belohnung beim Lernen hilft

Umlernen schwerer nach Schädigung eines bestimmten Hirnbereichs

Belohnungen spielen in vielen alltäglichen Lernprozessen eine große Rolle: Wirkt sich eine Handlung positiv aus, wiederhole ich sie genau so , hat sie eine negative Auswirkung, ändere ich sie beim nächsten Mal ab. Welche Hirnmechanismen dieser Art des Lernens zu Grunde liegen, haben jetzt Forscher in einer Studie an Schlaganfallpatienten herausgefunden. Ihre Ergebnisse sind als Titelgeschichte im Fachmagazin „Brain“ erschienen.
Gehirn

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Lernprozesse laufen auf unterschiedliche Weise ab: Während wir etwa beim Fahrradfahren durch zunehmende Übung die Bewegungsabläufe immer weiter verbessern, knüpfen wir beim geographischen Wissen zum Beispiel bewusst neues an altes Wissen an. Komplexere Lernprozesse sind jedoch schwieriger zu fassen: So beruhen die Entscheidungen erfolgreicher Börsenspekulanten häufig einerseits auf Faktenwissen, andererseits auf langjährigen Erfahrungen, ohne dass immer genau gesagt werden kann, wie.

„Bestimmte Strategien, beispielsweise bei der Zusammenstellung von Wertpapierdepots, sind von Erfolg gekrönt und andere von Misserfolg begleitet", erläutert Christian Bellebaum, der die Studie gemeinsam mit Irene Daum, Professorin für Neuropsychologie der Ruhr-Universität Bochum, in Kooperation mit der Neurologischen Klinik des Klinikums Dortmund durchführte. „Diese Art des Lernens wird als 'belohnungsbasiertes Lernen' bezeichnet und besteht vor allem aus einer Verknüpfung von Handlungen und ihren positiven oder negativen Konsequenzen."

20 Cent für die richtige Farbwahl


Die Forscher wollten wissen, welche Gehirnbereiche für das belohnungsbasierte Lernen zuständig sind. Ihr Verdacht: die Basalganglien, mehrere unterhalb der Großhirnrinde gelegene Kerngebiete, die funktionell an motorischen, kognitiven und limbischen Regelungen beteiligt sind. In der Studie untersuchten sie deshalb, wie gut Patienten, die einige Monate oder Jahre zuvor einen Schlaganfall in den Basalganglien erlitten hatten, aus Belohnungen lernen können.


Sie konfrontierten die Versuchspersonen und eine Kontrollgruppe mit einem computergestützten Auswahltest, bei dem sie Kombinationen von verschiedenen Farben und Mustern wählen konnten. Als Belohnung für eine richtige Wahl erhielt der Proband jeweils 5 beziehungsweise 20 Cent. Der Zusammenhang zwischen Muster und Farbe war probabilistisch, das heißt eine bestimmte Kombination führte nur in 80 Prozent der Fälle zu Belohnung.

Lernen geht noch, umlernen nicht


Zunächst zeigte sich, dass die Patienten gut in der Lage waren, Zusammenhänge zwischen abstrakten Mustern und Farben auf der Basis von Belohnung und Nicht-Belohnung zu lernen und dass sie schneller lernten, wenn sie für eine Entscheidung 20 Cent erhielten als wenn sie nur 5 Cent bekamen.

„Wenn allerdings die Zusammenhänge umgekehrt wurden, das heißt wenn bei einem geometrischen Muster bisher Entscheidung A, aber aktuell Entscheidung B richtig war, hatten die Patienten Schwierigkeiten, umzulernen", fasst Bellebaum zusammen. „Diese Probleme gingen vor allem darauf zurück, dass die Patienten Schwierigkeiten hatten, aus dem Ausbleiben einer erwarteten Belohnung zu lernen."

Teilgebiete des Lernens unterschiedlich betroffen


Eine genauere Analyse der Testergebnisse weist darauf hin, dass unterschiedliche Teilgebiete der Basalganglien mit der Verarbeitung unterschiedlicher Aspekte des belohnungsbasierten Lernens in Verbindung stehen, wie etwa das Umlernen etablierter Gewohnheiten oder das Lernen aufgrund von positiven und negativen Konsequenzen. „Je nach genauer Lokalisation einer Störung sind somit spezifische Probleme beim Lernen zu erwarten, die weitere Entscheidungen beeinflussen und im klinischen Kontext berücksichtigt werden sollten", so Bellebaum.

So könnten beispielsweise für das Erlernen neuer Zusammenhänge gezielt erklärende Lernstrategien angesprochen werden, die häufig nicht beeinträchtigt sind. Dies gelte sowohl für Schlaganfallpatienten als auch für Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen wie der Parkinsonschen Krankheit. Schwierigkeiten beim belohnungsabhängigen Lernen könnten sich stark auf den Alltag auswirken, denn die entsprechenden Mechanismen spielten in sehr vielen Bereichen eine wichtige Rolle. Beruflich und privat sei es von Vorteil, nur solche Verhaltensweisen oder Strategien weiterzuverfolgen, die langfristig "Belohnung", also Erfolg versprechen.
(Ruhr-Universität Bochum , 04.03.2008 - NPO)
 
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