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Bewegung und kognitives Lernen

Befunde aus der der Hirnforschung weisen einer geeigneten körperlichen Aktivität (in Bezug auf Entwicklung und Funktion) die gleiche entscheidende Bedeutung für das Gehirn zu, wie es seit Jahrzehnten für das Herz-Kreislaufsystem bekannt ist (Hollmann & Strüder, 2003, S. 265).

Während die positiven Effekte von Bewegung für Gesundheit und persönliches Wohlbefinden seit langem unbestritten sind, scheint der hohe Stellenwert, der der Bewegung im Zusammenhang mit kognitivem Lernen zufällt, noch nicht ausreichend im allgemeinen Bewusstsein verankert. Gerade dieser Aspekt wird jedoch durch Forschungsergebnisse der letzten beiden Jahrzehnte hinreichend belegt. Speziell bildgebende Verfahren im Bereich der Gehirnforschung haben große Fortschritte ermöglicht. Die wichtigsten Ergebnisse im Überblick:

 

  1. Neuronale Plastizität
    Unser Gehirn, das aus 100 Milliarden Neuronen und einem Vielfachen an Verbindungen zwischen diesen Nervenzellen besteht, wird, ähnlich einem Muskel durch Krafteinsatz, durch seinen Gebrauch geformt und strukturiert. Diese Plastizität ist in der Kindheit am größten, ist aber ein Leben lang gegeben. Der Vorgang der Neubildung von Nervenzellen (Neurogenese) kann durch Lernen und in vergleichbarem Maße durch körperliche Aktivität beeinflusst werden. Interessanterweise findet die Neurogenese dabei nicht in bewegungsrelevanten Gehirnarealen statt, sondern im Hippocampus, einer Region, die an Lern-und Gedächtnisprozessen beteiligt ist (Kubesch, 2004, S. 136).

  2. Durchblutungssteigerung im Gehirn durch körperliche Aktivitäten und koordinative Beanspruchung
    Körperliche Bewegung oder Sport erhöhen die Durchblutung im ganzen Körper und im Gehirn. Dadurch wird die Versorgung mit den für die Zellfunktionen wichtigen Elementen Sauerstoff und Glukose verbessert. Diese Effekte führen zu einer gesteigerten Aufmerksamkeit und Konzentration und unterstützen somit den Lernprozess (Ratey, 2009, S. 99).

  3. Lernen in / mit Bewegung ist effektiver
    Untersuchungen belegen das Potenzial von Bewegung als Hilfsmittel für Lernprozesse: So konnten sich z.B. Schüler, die Vokabeln in Kombination mit einer Bewegung lernten, nach 13 Wochen noch an durchschnittlich 15 von 20 Vokabeln erinnern. Die Schüler der Kontrollgruppe wussten im Durchschnitt von diesen Vokabeln nur noch 5,5 (Hille et. al., 2010, S. 337).

  4. Positive Effekte auf die Funktion des Gehirns und die Lerngeschwindigkeit
    Neben einer gesteigerten Durchblutung bewirkt körperliche Aktivität eine gesteigerte Produktion neurotropher Faktoren: BDNF (brain derived neurotrophic factor) etwa ist für den Aufbau und die Aufrechterhaltung neuronaler Schaltkreise verantwortlich und wird in direkten Zusammenhang mit der Lerngeschwindigkeit gebracht (Ratey, 2009, S. 53). Demnach erweist sich Bewegung als stimulativer Faktor für die Neuronenneubildung und die Hirnplastizität (durch die Bildung von Synapsen und Spines / Dornfortsätzen, die für die Übertragung von Signalen im Gehirn verantwortlich sind; Hollmann & Strüder, 2003, S.265). Zusätzliche funktionelle Bedeutung für das Gehirn liegt in der neuroprotektiven Wirkung körperlicher Aktivität: die verstärkte Bildung und Ausschüttung von IGF-1 (insulin-like growth factor) schützt die Neuronen gegen den natürlichen Prozess des Zelltodes (Reinhardt, 2009, S. 137).

  5. Positive Auswirkungen auf Konzentration, Aktivitätsniveau und Motivation
    Bewegungsaktivitäten nehmen auch Einfluss auf Konzentration und Aktivität wichtiger Neurotransmitter, wie Serotonin, Dopamin und Noradrenalin. Dopamin ist eng mit Konzentration und dem Lernprozess verbunden, Noradrenalin wirkt sich positiv auf Aufmerksamkeit, Wahrnehmung, Motivation und Aktivierung aus. Serotonin hilft die Hirnaktivität unter Kontrolle zu halten und hat Einfluss auf Stimmung, Impulsivität, Wut und Aggressivität. Durch diese positiven Effekte körperlicher Aktivität ergeben sich Möglichkeiten auch in der Unterstützung einer medikamentösen Behandlung zahlreicher Krankheitsbilder. So wird etwa bei Kindern mit ADHS über die Gabe von Methylphenidat (Produktname Ritalin, Anstieg der Verschreibung von 34 kg (1993) auf 1,8 Tonnen (2011) in Deutschland) Einfluss auf die Dopaminkonzentrationgenommen. Serotoninhaltige Medikamente wiederum werden bei Depressionen, Ängsten und Zwangsstörungen verschrieben. Bewegung kann in diesen Fällen eine wertvolle Unterstützung bei der Verbesserung des Gesundheitszustandes bieten
    (Kubesch, 2008, S. 62ff.; Ratey, 2009, S. 51f.).

  6. Verbesserung der Exekutiven Funktionen
    „Die Fähigkeit, das eigene Denken bzw. die Aufmerksamkeit und das Verhalten sowie die eigenen Emotionen gezielt steuern zu können, ist eine wichtige Grundlage für den Erfolg in der Schule und im Leben. Dieser Fähigkeit zur Selbstregulation liegen die sogenannten exekutiven Funktionen im Stirnhirn (präfrontaler Kortex) zugrunde, dessen Entwicklung erst im Erwachsenenalter abgeschlossen ist. Zu den exekutiven Funktionen zählen das Arbeitsgedächtnis, die Inhibition (Impulskontrolle) und die kognitive Flexibilität. Das Arbeitsgedächtnis ermöglicht uns, Informationen kurzzeitig zu speichern und mit den gespeicherten Informationen zu arbeiten. Mit Hilfe der Inhibition sind wir in der Lage, spontane Impulse zu unterdrücken sowie die Aufmerksamkeit willentlich zu lenken und Störreize auszublenden. Die kognitive Flexibilität ist die Fähigkeit, den Fokus der Aufmerksamkeit zu wechseln, sich schnell auf neue Situationen einstellen und andere Perspektiven einnehmen zu können.“ (Kubesch, 2011, S. 312). Gut ausgebildete exekutive Funktionen stellen somit die Basis erfolgreichen Lernens dar. Bezeichnenderweise zeigen Untersuchungen auf, dass exekutive Funktionen einen höheren Zusammenhang zur Schulleistung aufweisen als der Intelligenzquotient (Duckworth et. al., 2005, S. 944).


Schlussfolgerungen:
Selbstverständlich kann Bewegung den Lernprozess nicht ersetzen. Bewegung muss allerdings als Chance begriffen werden, Lernprozesse zu unterstützen und Grundlagen und Rahmenbedingungen für Lernprozesse entscheidend zu verbessern.

Als Läufer kann man auch versuchen die Laufbewegung mit kognitiven Aufgaben bzw. mit Bewegungsaufgaben zu verknüpfen. Dies soll nicht die ganze Zeit gemacht werden, aber einige Minuten pro Training kann hier schon verwendet werden.

Beispiele für kognitive Aufgaben: 13 er Reihe (13, 26, ... ); Wort einfallen lassen und mit dem letzten Buchstaben wieder ein neues Wort bilden, ...

Bewegungsaufgaben: rückwärts laufen; ohne Armeinsatz; beide Arme gleichzeitig nach vorne bewegen; rechten Arm mit rechten Fuß gleich bewegen; Übungen aus dem Lauf-ABC ...

MMag. Martin Leitner
Leiter Fachbereich Sport ,Bewegung und Gesundheit an der Päd. Hochschule OÖ

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