Beim Spielen ticken Gehirne von Eltern und Kind gleich

Messung der Hirnaktivität: Durch direkte Interaktionen mit den Eltern lernen Kinder mehr. Foto: Peter Sibbald (Redux, Laif)

Verkabelt und mit einer Haube auf dem Kopf, puzzeln fünfjährige Kinder im Auftrag der Wissenschaft. Nach einer Vorlage ordnen sie Tangram-Steinchen aus mehreren Dreiecken, einem Quadrat und einem Parallelogramm zu einem Hasen, einer tanzenden Person oder etwa einem Haus mit Kamin.

Die kleinen Tüftler sind dabei nicht allein. Gleichzeitig macht auch die jeweilige Mutter bei dem Versuch mit und legt die geometrischen Formen zu der gewünschten Figur zusammen. Entweder löst sie die Aufgabe ähnlich wie in einer natürlichen Spielsituation zu Hause gemeinsam mit ihrem Kind oder ohne jeglichen Blickkontakt zu ihm hinter einer Trennwand.

Doch was passiert dabei im Gehirn? Gibt es einen Unterschied, ob sie es zu zweit oder jeweils allein für sich machen? «Wir konnten zeigen, dass die soziale Interaktion zwischen Mutter und Kind sehr wichtig ist», sagt die Entwicklungspsychologin Stefanie Höhl von der Universität Wien. Denn je mehr beide spontan aufeinander eingingen, umso mehr passten sich auch deren rhythmische Gehirnaktivitäten im Frontal- und Schläfenlappen an. Durch die konstruktive Zusammenarbeit hatten sich – im Gegensatz zur Trennwand-Situation – die Aktivitätsmuster von ihnen sogar synchronisiert.

«Sind beide auf der gleichen Wellenlänge, können sie besser aufeinander eingehen und sich verstehen», sagt Höhl. Für Kinder in diesem Alter sei es wichtig, dass sie zu ihren jeweiligen Bezugspersonen einen guten Draht hätten. Egal, ob es sich um ein Elternteil, die Betreuerin in der Krippe oder die Grosseltern handle. Das sei wie ein sicherer Hafen, sodass es dank einer solchen festen Beziehung sich freier entfalten könne.

Ein Unterschied zwischen den Geschlechtern deutet sich an

Der soziale Input hat in der Kleinkindphase einen hohen Stellenwert. So hätten andere Studien etwa den Einfluss auf die Sprachentwicklung untersucht, erklärt Höhl. Ein Kind reagiere auf die direkte Interaktion und lerne dadurch mehr, als wenn es nur vor einem Video sitze. Gemäss der im Fachjournal «Cortex» publizierten Studie hat die Wiener Entwicklungspsychologin Trinh Nguyen zusammen mit Stefanie Höhl und Forschern in Leipzig nun mithilfe der sogenannten funktionalen Nahinfrarotspektroskopie die Gehirnmuster von 42 Mutter-Kind-Paaren beim Spielen gemessen.

Dabei dringen die ausgesandten, zu reflektierenden Infrarot-Signale etwa 2 bis 2,5 Zentimeter tief unter die Schädeloberfläche vor. Auf diese Weise lässt sich erkennen, wo gerade viel Sauerstoff verbraucht wird und wie hoch in den zu untersuchenden Gehirnarealen zu diesem Zeitpunkt die Aktivität ist. «Weil wir nur mit gewöhnlichem Infrarotlicht arbeiten, ist die Methode völlig ungefährlich», sagt Höhl. Zudem könne sich das Kind bei der Untersuchung auch bewegen und müsse nicht wie in einem Tomografen fixiert werden.

Auch wenn der Vater mit seinem Kind Tangram spielt, passen sich die Gehirne aneinander an und synchronisieren sich – allerdings mit einem interessanten Unterschied: «Bei dieser Konstellation haben wir auf einmal einen geschlechtsspezifischen Unterschied gefunden», betont Höhl.

Aus ihren bisher jedoch erst vorläufigen Daten mit mehr als 60 Vater-Kind-Paaren geht hervor, dass Väter generell mit Töchtern zwar stärker synchronisieren und auf einer Wellenlänge sind als mit Söhnen, aber mit Letzteren in den insgesamt zwanzig Minuten Spielzeit mehr Puzzle fertig bekommen. Woran dies genau liegen könnte, kann die Wiener Wissenschaftlerin zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht erklären: «Es ist uns selbst ein Rätsel», sagt sie. «Deshalb analysieren wir derzeit das Verhalten der Väter und Kinder genauer.»

Auch bei Jugendlichen schwingen die Gehirne gleich, wenn sie gut miteinander auskommen und sich in ihrer sozialen Umgebung wohlfühlen. Zu diesem Schluss kam eine vor zwei Jahren im Fachblatt «Current Biology» veröffentlichte Studie von Suzanne Dikker von der New York University und David Pöppel, Direktor am Max-Planck-Institut für Empirische Ästhetik. Während des Biologieunterrichts bekamen 12 Highschool-Schüler sowie ihr Lehrer während 11 Lektionen ein mobiles EEG-Messgerät auf den Kopf gesetzt.

Soziale Interaktion steigert Lernerfolg

Bemerkenswert bei der Studie ist, dass je höher die Hirnsynchronizität eines Schülers mit seinen Klassenkollegen war, desto positiver bewertete er bei einer anschliessenden Umfrage auch den Unterricht sowie den Stil der Lehrperson. Allein anhand der gemessenen Daten lässt sich demnach zum einen der soziale Zusammenhalt der Gruppe sowie zum anderen auch die Begeisterung für den zu lernenden Stoff von jeder am Versuch beteiligten Person individuell vorhersagen.

Darüber hinaus fanden die Forschenden heraus, dass Schüler, die sich nahestehen und sympathisch finden, eine höhere Übereinstimmung der Hirnstromwellen aufzeigten. Allerdings war dies nur der Fall, wenn sie direkt vor dem Beginn der Stunde auch noch persönlichen Kontakt hatten. Die Synchronizität könnte somit einen Wert für den jeweiligen Lernerfolg widerspiegeln und veranschaulicht, wie wichtig positive soziale Interaktionen in der Klasse sind.

Wenn Menschen sehr vertraut miteinander sind, ticken sie oft auch ähnlich. Darüber berichtete letztes Jahr Carolyn Parkinson von der University of California in Los Angeles in der Fachzeitschrift «Nature Communications». Sie liess 279 Studenten einen Film schauen und mass dabei deren Gehirnaktivität. Fazit: Je besser die Probanden sich kannten, umso ähnlicher verhielten sich auch deren neuronalen Aktivitätsmuster.

Anders in Japan als bei uns

Aber nicht nur das soziale Umfeld vom Elternhaus über die Schule bis zum Freundeskreis beeinflusst unsere Gehirnaktivität, sondern auch unsere Kultur. Im Moment laufen in Wien und Kyoto Mutter-Kind-Studien, die dies verdeutlichen. Demnach sehen Menschen in Asien und in Europa ihre Umgebung mit anderen Augen und geben dies auch so an ihre Kinder weiter.

Wenn eine Mutter aus Österreich auf einem Bild einen Clownfisch sieht, erklärt sie dem Kleinkind nur dieses eine Objekt im Vordergrund. Dagegen spricht die Mutter aus Japan auch über die im Hintergrund wachsenden Pflanzen. «Faszinierend ist, dass Menschen aus verschiedenen Kulturen die Welt grundlegend unterschiedlich wahrnehmen», sagt Höhl. «Wir versuchen nun herauszufinden, ob sich das auch schon im Gehirn der Kleinsten beobachten lässt.»

Erstellt: 22.01.2020, 09:16 Uhr