Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ist "DREI" oder "drei" die größere Zahl? Hirnforschung sucht nach Antworten

10.04.2006


Wie verarbeiten wir Zahlen? Der komplexen Antwort auf diese scheinbar simple Frage nähert sich ein neues Projekt des Wissenschaftsfonds FWF an. Das Projekt baut dabei auf jüngste Ergebnisse einer Arbeitsgruppe aus Innsbruck. Diese belegen, dass Kinder und Erwachsene Zahlen zwar gleich gut verarbeiten, dafür aber jeweils andere Regionen des Hirns nutzen. Im neuen Projekt werden nun die Hirnaktivitäten von Kindern mit und ohne Rechenstörungen verglichen und so noch detailliertere Erkenntnisse über die Vorgänge bei der numerischen und räumlichen Mengenverarbeitung von Kindern geschaffen.

Was ist mehr: 15 Smarties oder 5 Spielzeug-Autos? Selbst wenn die Bedeutung von "mehr" auf die Anzahl der Objekte reduziert wird, erfordert die Beantwortung dieser Frage eine beachtliche Abstraktionsleistung unseres Hirns. Denn die räumliche Ausdehnung der Objekte muss von ihrer Anzahl getrennt werden. 15 Smarties nehmen zwar weniger Raum ein, sind aber trotzdem "mehr" als 5 Spielzeug-Autos.

Rechnen ist Teamwork

Für Dr. Liane Kaufmann, Medizinische Universität Innsbruck, Klinische Abteilung für Allgemeine Pädiatrie, ist die Beantwortung einer solchen Frage ein typisches Zahlenproblem. Dazu Dr. Kaufmann: "Für das Hirn ist Rechnen ein Mannschaftssport. Denn gute Rechenfertigkeiten erfordern das reibungslose Zusammenspiel verschiedener Funktionsbereiche. Mathematische Aufgaben erfordern nicht nur numerische Fähigkeiten, sondern auch nicht-numerische, wie zum Beispiel räumliche Denkprozesse."

Dieses Zusammenspiel, so zeigen jetzt veröffentlichte Daten des Teams um Dr. Kaufmann, ändert sich aber im Laufe der Entwicklung eines Menschen. Selbst zur Lösung einfacher Zahlenprobleme werden beim Erwachsenen andere Hirnareale aktiviert als bei Kindern. Nutzen die Erwachsenen vornehmlich die seitlichen Areale, sind es bei den Kindern die frontalen Hirnregionen. Für Dr. Kaufmann ein klarer Hinweis auf die wesentlich komplexer ablaufende Informationsverarbeitung bei Kindern, die sich aber überraschenderweise nicht auf die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Problemlösungen auswirken.

Manchmal rechnet sich’s nicht

Zur weiteren Erforschung der Hirnaktivitäten nützt Dr. Kaufmann ihren Hertha-Firnberg-Preis des Jahres 2005. Dieser erlaubt ihr, ein spezielles Augenmerk auf Kinder mit ausgeprägten Rechenstörungen zu richten. Dieses als Dyskalkulie bezeichnete Phänomen ist tatsächlich ebenso häufig wie Lese-Rechtschreib-Störungen (z.B. Dyslexie oder Legasthenie). Drei bis sechs Prozent der Grundschüler sind betroffen. Die Ursachen von Dyskalkulien sind zwar vielfältig, doch konzentriert Dr. Kaufmann ihre Untersuchungen auf jene Form, die mit bestimmten Erberkrankungen einhergeht.

Dazu Dr. Kaufmann: "Seit einiger Zeit wissen wir, dass bestimmte genetische Störungen wie das Turner-Syndrom, das Fragile-X-Syndrom und das Williams-Syndrom als häufiges Begleitsymptom auch Rechenstörungen aufweisen. Da die betroffenen Personen auch Probleme mit dem räumlichen Mengenverständnis haben, können wir durch genaues Beobachten ihrer Hirnaktivitäten viel über die Zusammenhänge zwischen diesen beiden Fähigkeiten lernen."

Wesentliches Werkzeug für die Arbeiten der Gruppe um Dr. Kaufmann ist die funktionelle Magnetresonanztomographie. Diese Methode erlaubt die Visualisierung des Sauerstoffverbrauchs von Hirnzellen und liefert damit ein Bild der Aktivitäten verschiedener Hirnareale. Zusammen mit der Analyse von Verhaltensdaten wie der Genauigkeit und Geschwindigkeit bei der Lösung von Zahlenproblemen können so Rückschlüsse auf die funktionelle Koordination verschiedener Hirnbereiche gezogen werden. Dabei vergleicht Dr. Kaufmann in ihrer umfassenden Analyse Kinder mit und ohne Rechenstörungen. Zusätzlich differenziert sie zwischen erblich bedingten Dyskalkulien und solchen, die als isolierte Lernstörungen ohne organische Befunde auftreten.

Das nun begonnene FWF-Projekt wird mit seiner Fragestellung zu einem besseren Verständnis der funktionellen Organisation unseres Hirns und der Vorgänge während der Zahlenverarbeitung und des Rechnens beitragen. Zusätzlich sollen die Ergebnisse auch ein Ansatzpunkt für die Planung von effektiven Interventionsprogrammen für Kinder mit Dyskalkulie sein.



Wissenschaftlicher Kontakt:


Dr. Liane Kaufmann
Medizinische Universität Innsbruck
Klinische Abteilung für Allgemeine Pädiatrie

Anichstraße 35
A-6020 Innsbruck
T +43 / 512 / 504 - 25 439
E liane.kaufmann@uibk.ac.at

Der Wissenschaftsfonds
FWF: Mag. Stefan Bernhardt
Weyringergasse 35
A-1040 Wien
T +43 / 1 / 505 67 40-36
E bernhardt@fwf.ac.at

Redaktion & Aussendung:
PR&D - Public Relations for Research & Development
Campus Vienna Biocenter 2
A-1030 Wien
T +43 / 1 / 505 70 44
E contact@prd.at

Mag. Stefan Bernhardt | PR&D
Weitere Informationen:
http://www.fwf.ac.at
http://www.prd.at
http://www.uibk.ac.at

Weitere Berichte zu: Hirn Hirnaktivität Rechenstörung Zahlenproblem

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Neues Nano-CT-Gerät liefert hochauflösende Aufnahmen von winzigem Stummelfüßer-Bein
07.11.2017 | Technische Universität München

nachricht Neues Verbundprojekt erforscht die neurodegenerative Erkrankung Morbus Alzheimer
12.09.2017 | Universitätsklinikum Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte