Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lernen ohne äußeres Feedback

04.04.2016

Subjektive Zuversicht hat Einfluss auf Lernerfolg

Lernprozesse werden durch Belohnung von außen beeinflusst und verstärkt. Wie Forscher der Charité – Universitätsmedizin Berlin nun zeigen, kann das Gehirn aber auch selbst ein eigenes Feedback erzeugen.


Probanden lösen Wahrnehmungsaufgaben: Die eigene Zuversicht über die Orientierung eines visuellen Reizes aktiviert hierbei eine Gehirnregion im limbischen System.

Gehirnregion im limbischen System. Copyright Charité

Wie der Mechanismus dieser selbstgenerierten Rückkopplungssignale funktioniert, beschreiben die Neurowissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift eLife*. Lernprozesse mit und ohne Feedback weisen demnach deutliche neurobiologische Parallelen auf.

Lernen ist ein wesentlicher Bestandteil unseres Lebens. Nur manchmal erhalten wir dabei äußeres Feedback über unsere Leistungen. Wie Lernprozesse auch ohne Feedback zustande kommen, haben nun Forscher um Prof. Dr. Philipp Sterzer von der AG Visuelle Wahrnehmung an der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie der Charité anhand von Signalen im Gehirn untersucht.

Mithilfe funktioneller Magnetresonanztomographie konnten die Wissenschaftler die neuronale Aktivität im Gehirn gesunder Probanden messen, während diese schwierige Wahrnehmungsaufgaben zu lösen hatten. Statt Feedback über ihre Leistung zu erhalten, sollten die Probanden angeben, wie zuversichtlich sie bezüglich der Wahrnehmung eines optischen Reizes und dessen genauen Eigenschaften waren.

„Unsere Experimente zeigen, dass die Hirnaktivität beim Lernen aus Zuversicht deutliche Parallelen zum Lernen mit äußerem Feedback aufweist“, sagt Dr. Matthias Guggenmos, Erstautor der Studie. Frühere Untersuchungen zu äußerem Belohnungsfeedback haben gezeigt, dass die Hirnaktivität von Probanden zu Beginn einer Aufgabe die eigene Vorhersage über die erwartete Belohnung wiederspiegelt.

Nach dem Erhalt der Belohnung weist sie dabei einen sogenannten Vorhersagefehler aus, wenn die Belohnung beispielsweise höher ausfällt, als erwartet. Tatsächlich konnten die Forscher in der aktuellen Studie ein identisches Muster beim Lernen ohne Feedback ausmachen. In diesem Fall gilt allerdings das Vorhersagesignal im Gehirn dem Maß der eigenen Zuversicht. Kommt es zu einem Vorhersagefehler, gilt die Überraschung der Diskrepanz zur tatsächlich erfahrenen Zuversicht.

„Diese umfassende Parallele wirft die Möglichkeit auf, dass subjektive Zuversichtlichkeit, ähnlich wie Belohnung, ein generelles Lernsignal ist und auch bei anderen Formen des Lernens ohne Feedback eine wichtige Rolle spielt, beispielsweise bei Schulaufgaben“, so Dr. Guggenmos.

Ausgangspunkt der aktuellen Untersuchung war die Hypothese, dass das Gehirn in der Lage sein könnte, sich selbst Feedbacksignale zu erzeugen, wenn keine Signale von außen verfügbar sind. „Unsere Annahme war, dass die subjektive Zuversichtlichkeit bezüglich der eigenen Wahrnehmung ein Maß für selbsterzeugtes Feedback sein könnte“, erklärt Dr. Guggenmos.

„Die allgemeine Idee ist hierbei, dass das Gehirn Wahrnehmungsprozesse verstärkt, die mit hoher Zuversichtlichkeit verbunden sind, und solche vermeidet, die zu niedriger Zuversichtlichkeit führen“, ergänzt der Wissenschaftler. Tatsächlich konnte das Forscherteam die Antworten der Versuchsteilnehmer durch ein mathematisches Modell erklären, bei dem äußeres Feedback durch subjektive Zuversichtlichkeit ersetzt wurde.

Weiterhin zeigte sich über Probanden hinweg ein systematischer Zusammenhang zwischen der Stärke des gemessenen neuronalen Zuversichtlichkeitssignals und dem tatsächlichen Lernerfolg in der Wahrnehmungsaufgabe. Dieser Zusammenhang liefert damit ein Indiz dafür, dass das Zuversichtlichkeitssignal tatsächlich einen messbaren Einfluss auf Lernen durch Wahrnehmung nimmt.

*Matthias Guggenmos, Gregor Wilbertz, Martin N. Hebart, Philipp Sterzer. Mesolimbic confidence signals guide perceptual learning in the absence of external feedback. Elife. 2016 Mar 29. doi: 10.7554/eLife.13388. http://elifesciences.org/content/5/e13388v1

Kontakt:
Dr. Matthias Guggenmos
Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Charité – Universitätsmedizin Berlin
t: +49 30 450 517 131
matthias.guggenmos[at]charite.de

Weitere Informationen:

http://psy-ccm.charite.de/forschung/bildgebung/ag_visuelle_wahrnehmung/ - AG Visuelle Wahrnehmung

Manuela Zingl | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Gehirn Hirnaktivität Lernprozesse Psychotherapie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Chlamydia: How bacteria take over control
28.03.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Kontinentalrand mit Leckage
27.03.2017 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE