Anzeige

Der Plan im Kopf

Lernen durch mentale Repräsentationen der Umwelt

Das Besondere an kognitivem Lernen ist, dass es auf innerer Informationsverarbeitung basiert. Die Idee hinter dem so genannten kognitiven Ansatz in der Psychologie ist: Menschen und Tiere können – in unterschiedlichem Grade natürlich – ihre Umwelt mental abbilden und dann mit diesen inneren Vorstellungen arbeiten, statt sich unmittelbar mit der Umwelt auseinanderzusetzen.

Schimpansen lernen auch durch mentale Repräsentationen © Aaron Logan / CC-by-sa 2.5 us

Im Falle von Sultan kann der kognitive Ansatz einiges an Erklärungspotenzial liefern. Das Tier bildet das Problem offensichtlich mental ab und simuliert innerlich einzelne Bestandteile dieser Repräsentation so lange, bis es auf eine Lösung stößt, die es dann in der realen Welt anwendet. Die einmal gewonnene Lösung ist dann auch weiterhin verfügbar, weil die mentale Repräsentation beständig ist. Übertragen konnte Sultan die Lösung auf ähnliche Probleme, weil die Repräsentation möglicherweise abstrakt genug ist, um nicht nur die ursprüngliche Situation abzubilden.

Kognitives Lernen lässt sich in vielen Fällen offensichtlich in zwei Schritte unterteilen. In einem ersten wird die Lösung eines Problems in Angriff genommen. In einem zweiten Schritt wird die Problemlösung im Gedächtnis abgelegt. Schließlich kann sie in ähnlichen Situationen noch einmal von Nutzen sein. Das Gedächtnis spielt beim kognitiven Lernen eine wichtige Rolle.

Ratten lernen schnell - und vermutlich auch mit mentaler Karte © H. Zell / CC-by-sa 3.0

Landkarten fürs Labyrinth

Ein früher Anhänger des kognitiven Ansatzes des Lernens war der amerikanische Psychologe Edward Tolman. Ihn trieb in den 1930ern und 1940ern das Problem um, wie Ratten einen Weg durch ein kompliziertes Labyrinth erlernen. Tolmans Idee: Ratten machen sich eine kognitive Karte des Labyrinths, dessen Anordnung sie mental abbilden. Studien verschiedener Forscherteams scheinen diese Annahme zu bestätigen. In einem typischen Versuchsaufbau stoßen Ratten am Ende einer jeden Verzweigung eines Labyrinths auf Futter. Ihre Aufgabe besteht darin, jede dieser Verzweigungen aufzusuchen, ohne eine zweimal zu betreten.

Wie die Experimente zeigen, lernen die kleinen Nager ziemlich schnell – selbst dann, wenn man den Geruch von Futter in noch nicht besuchten Verzweigungen mit Rasierwasser überdeckt. Die Ratten gehen übrigens auch nicht systematisch vor, sondern suchen die Verzweigungen in zufälliger Reihenfolge auf. Von daher lernen sie offensichtlich nicht einfach eine starre Abfolge von Reaktionen. Wahrscheinlicher ist es, dass sie tatsächlich eine Art mentaler Karte des Labyrinths entwickeln, in der auch markiert ist, in welcher Verzweigung sie schon gewesen sind.

Anzeige
Der Hippocampus - Sitz unserer mentalen Karten © gemeinfrei

Zellen im Hippocampus als Karte

Mittlerweile haben Forscher auch potenzielle neuronale Korrelate kognitiver Karten ausfindig gemacht. Unter anderem spielen so genannte Platzzellen im Hippocampus eine große Rolle, der für das Langzeitgedächtnis und räumliche Orientierung wichtig ist. Einzelne Platzzellen repräsentieren dabei unterschiedliche Orte in der Umwelt. Die Gesamtheit all dieser Zellen stellt eine Karte der gesamten Umgebung dar.

2009 nahmen der Psychologe Joseph Manns von der Emory University und der Neurowissenschaftler Howard Eichenbaum von der Boston University die Aktivitäten von mehreren Dutzend Pyramidenzellen im Hippocampus von Ratten auf. Sie fanden heraus, dass die Aktivitätsmuster vieler Pyramidenzellen den Ort und die Identität eines Objektes widerspiegelten.

  1. zurück
  2. |
  3. 1
  4. |
  5. 2
  6. |
  7. 3
  8. |
  9. 4
  10. |
  11. 5
  12. |
  13. weiter

Dr. Christian Wolf / dasGehirn.info – Gemeinnützige Hertie-Stiftung, Neurowissenschaftliche Gesellschaft e. V., ZKM | Zentrum für Kunst und Medientechn.
Stand: 18.01.2013

Anzeige

In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Das Heureka-Prinzip
Wie funktioniert das kognitive Lernen bei Mensch und Tier?

Sultan und das Obst
Können Affen durch Einsicht lernen?

Von Hundepfeifen und Hühnern
Assoziatives versus kognitives Lernen

Der Plan im Kopf
Lernen durch mentale Repräsentationen der Umwelt

Symbole und Erwartungen
Welche Rolle spielen abstraktes Denken und Vorwissen?

Diaschauen zum Thema

News zum Thema

Hunde begreifen neue Wörter anders als wir
Border Collie verbindet den Namen eines Objekts mit dessen Größe und nicht mit der Form

Lernen im Schlaf funktioniert - mit Einschränkungen
Das Gehirn kann zumindest bestimmte neue Informationen abspeichern

Junge Singvögel und Kleinkinder lernen auf ähnliche Weise
Gesangstraining und Sprechenlernen aktivieren ähnliche Hirnareale

Kinder und Affen lernen nach dem Mehrheitsprinzip
Menschen und Schimpansen folgen bei der Weitergabe von Verhaltensweisen eher der Masse

Affen beherrschen Vorstufe des Lesens
Paviane können geschriebene englische Wörter von gleichlangen Nichtwörtern unterscheiden

Dossiers zum Thema