Hirnstimulation: Rechnen unter Strom
"Schon wieder eine Fünf in Mathematik? Ab zum Neurologen!" Eine solche Zukunftsvision könnte die Eltern von Mathematikmuffeln beschleichen angesichts der Ergebnisse britischer Forscher der University of Oxford: Das Team um Roi Cohen Kadosh steigerte mittels auf der Kopfhaut angebrachter Elektroden das mathematische Verständnis ihrer Versuchpersonen. "Unsere Methode macht aus niemandem einen Albert Einstein", erklärt Kadosh, "aber vielleicht hilft sie manchem eines Tages, besser mit Mathematik zurechtzukommen."
Die Wissenschaftler erfanden neun abstrakte Symbole, die sie von 1 bis 9 durchnummerierten. Anschließend zeigten sie ihren Probanden immer zwei der Zeichen gleichzeitig und verrieten ihnen aber lediglich, welches der beiden für eine größere Zahl stand. Daraus sollten sich die Teilnehmer über viele Durchgänge hinweg die komplette Rangfolge der Symbole zusammenreimen.
In der folgenden Woche verinnerlichten sie dann durch tägliches Wiederholen die Größenverhältnisse zwischen den verschiedenen Zeichen. Während dieses Trainings setzten die Forscher den rechten Parietalkortex eines Teils ihrer Probanden mittels Elektroden, die auf der Kopfhaut klebten, leicht unter Strom – was die neuronale Aktivität in dem betreffenden Areal erhöhte. Bei einer zweiten Teilnehmergruppe wurde der für das mathematische Verständnis wichtige Hirnbereich dagegen gehemmt, indem der Stromfluss umgekehrt wurde. Wieder andere Probanden bekamen die Elektroden nur als Placebo auf die Kopfhaut geklebt, ohne dass irgendein Strom floss.
Das numerische Verständnis der Versuchsteilnehmer überprüften die Forscher anschließend mit einer Variante des Stroop-Tests: Ein Symbol, das für eine große Zahl stand, erschien dabei im Kleinformat auf dem Bildschirm, numerisch betrachtet kleinere Zeichen waren hingegen groß dargestellt. Wer die rechnerischen Verhältnisse also gut beherrschte, reagierte bei diesem Test im Schnitt langsamer, da ihn der Widerspruch zwischen Größe und Bedeutung der Zeichen irritierte. Kleine Kinder dagegen haben damit kein Problem – denn sie verfügen noch nicht über das nötige Abstraktionsvermögen.
Veränderte die Stimulation des "Mathe-Areals" im Gehirn nun die Reaktionszeiten im Stroop-Test? Und ob: Teilnehmer, deren rechter Parietalkortex elektrisch angeregt worden war, reagierten besonders langsam, was dafür spricht, dass sie die Rangfolge der Symbole am besten verinnerlicht hatten. Versuchpersonen, deren Mathematik-Areal dagegen gehemmt wurde, zögerten mit ihrer Antwort nicht lange – ein Hinweis darauf, dass die Zeichenhierarchie bei ihnen oberflächlicher angelegt wurde. Auch bei Wiederholung des Tests ein halbes Jahr später war der Effekt noch nachweisbar. (cb)
Die Wissenschaftler erfanden neun abstrakte Symbole, die sie von 1 bis 9 durchnummerierten. Anschließend zeigten sie ihren Probanden immer zwei der Zeichen gleichzeitig und verrieten ihnen aber lediglich, welches der beiden für eine größere Zahl stand. Daraus sollten sich die Teilnehmer über viele Durchgänge hinweg die komplette Rangfolge der Symbole zusammenreimen.
In der folgenden Woche verinnerlichten sie dann durch tägliches Wiederholen die Größenverhältnisse zwischen den verschiedenen Zeichen. Während dieses Trainings setzten die Forscher den rechten Parietalkortex eines Teils ihrer Probanden mittels Elektroden, die auf der Kopfhaut klebten, leicht unter Strom – was die neuronale Aktivität in dem betreffenden Areal erhöhte. Bei einer zweiten Teilnehmergruppe wurde der für das mathematische Verständnis wichtige Hirnbereich dagegen gehemmt, indem der Stromfluss umgekehrt wurde. Wieder andere Probanden bekamen die Elektroden nur als Placebo auf die Kopfhaut geklebt, ohne dass irgendein Strom floss.
Das numerische Verständnis der Versuchsteilnehmer überprüften die Forscher anschließend mit einer Variante des Stroop-Tests: Ein Symbol, das für eine große Zahl stand, erschien dabei im Kleinformat auf dem Bildschirm, numerisch betrachtet kleinere Zeichen waren hingegen groß dargestellt. Wer die rechnerischen Verhältnisse also gut beherrschte, reagierte bei diesem Test im Schnitt langsamer, da ihn der Widerspruch zwischen Größe und Bedeutung der Zeichen irritierte. Kleine Kinder dagegen haben damit kein Problem – denn sie verfügen noch nicht über das nötige Abstraktionsvermögen.
Veränderte die Stimulation des "Mathe-Areals" im Gehirn nun die Reaktionszeiten im Stroop-Test? Und ob: Teilnehmer, deren rechter Parietalkortex elektrisch angeregt worden war, reagierten besonders langsam, was dafür spricht, dass sie die Rangfolge der Symbole am besten verinnerlicht hatten. Versuchpersonen, deren Mathematik-Areal dagegen gehemmt wurde, zögerten mit ihrer Antwort nicht lange – ein Hinweis darauf, dass die Zeichenhierarchie bei ihnen oberflächlicher angelegt wurde. Auch bei Wiederholung des Tests ein halbes Jahr später war der Effekt noch nachweisbar. (cb)
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