Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Warum Belohnung beim Lernen hilft: RUB-Forscher in BRAIN

03.03.2008
RUB-Neurowissenschaftler liefern Titelstory von BRAIN
Schlaganfallpatienten lernen schwieriger um

Belohnungen spielen in vielen alltäglichen Lernprozessen lebenslang eine große Rolle: Hat eine Handlung eine positive Konsequenz, werde ich sie wieder so ausführen, hat sie eine negative Auswirkung, ändere ich sie beim nächsten Mal ab. Welche Hirnmechanismen dieser Art des Lernens zu Grunde liegen, haben Dr. Christian Bellebaum und Prof. Dr. Irene Daum (Abteilung Neuropsychologie des Instituts für Kognitive Neurowissenschaft der RUB) in Kooperation mit der Neurologischen Klinik des Klinikums Dortmund untersucht.

Sie baten Patienten zum Test, die einen Schlaganfall erlitten und Schädigungen in den sog. Basalganglien zurückbehalten hatten. Die Patienten lernten zwar durch Belohnung, hatten aber mehr Schwierigkeiten als Gesunde, wenn es ums Umlernen einmal gewohnter Verhaltensweisen ging. Anhand der genauen Lokalisation der Störung lassen sich solche Probleme voraussagen und sollten im klinischen Alltag berücksichtig werden, empfehlen die Forscher. Ihre Ergebnisse sind Titelstory der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift BRAIN.

Die Erfahrung erfolgreicher Spekulanten

... mehr zu:
»Basalganglien »Belohnung »Cent

Lernprozesse laufen auf unterschiedliche Weise ab: Während wir etwa beim Fahrradfahren durch zunehmende Übung die Bewegungsabläufe immer weiter verbessern (prozedurales Lernen), knüpfen wir beim geographischen Wissen zum Beispiel bewusst neues an altes Wissen an (deklaratives Lernen). Komplexere Lernprozesse sind schwieriger zu fassen: So beruhen die Entscheidungen erfolgreicher Börsenspekulanten z.B. häufig einerseits auf Faktenwissen. Andererseits reflektieren sie auch langjährige Erfahrungen, die spätere Entscheidungen beeinflussen, ohne dass genau gesagt werden kann, warum. "Bestimmte Strategien, z.B. bei der Zusammenstellung von Wertpapierdepots, sind von Erfolg gekrönt und andere von Misserfolg begleitet", erläutert Dr. Bellebaum. "Diese Art des Lernens wird als 'belohnungsbasiertes Lernen' bezeichnet und besteht vor allem aus einer Verknüpfung von Handlungen und ihren positiven oder negativen Konsequenzen." Diese Zuordnungen gelten nicht notwendigerweise zu 100 Prozent; eine bestimmte Entscheidung ist oft mit mehr oder weniger Erfolg verbunden, häufig in Abhängigkeit von zahlreichen Faktoren, die in die Entscheidung einbezogen werden müssen.

20 Cent für die richtige Farbwahl

Die Forscher wollten wissen, welche Gehirnbereiche für das belohnungsbasierte Lernen zuständig sind. Ihr Verdacht: die Basalganglien, mehrere unterhalb der Großhirnrinde gelegene Kerngebiete, die funktionell an motorischen, kognitiven und limbischen Regelungen beteiligt sind. In der Studie untersuchten sie deshalb, wie gut Patienten, die einige Monate oder Jahre zuvor einen Schlaganfall in den Basalganglien erlitten hatten, aus Belohnungen lernen können. Sie konfrontierten die Versuchspersonen und eine Kontrollgruppe mit einem computergestützten Auswahltest, bei dem sie Kombinationen von verschiedenen Farben und Mustern wählen konnten. Als Belohnung für eine richtige Wahl erhielt der Proband jeweils 5 bzw. 20 Cent. Der Zusammenhang zwischen Muster und Farbe war probabilistisch, d.h. eine bestimmte Kombination führte nur in 80 Prozent der Fälle zu Belohnung.

Umlernen bereitet Patienten Probleme

Zunächst zeigte sich, dass die Patienten gut in der Lage sind, Zusammenhänge zwischen abstrakten Mustern und Farben auf der Basis von Belohnung und nicht-Belohnung zu lernen und dass sie schneller lernten, wenn sie für eine Entscheidung 20 Cent erhielten als wenn sie nur 5 Cent bekamen. "Wenn allerdings die Zusammenhänge umgekehrt wurden, d.h. wenn bei einem geometrischen Muster bisher Entscheidung A, aber aktuell Entscheidung B richtig war, hatten die Patienten Schwierigkeiten, umzulernen", fasst Dr. Bellebaum zusammen. "Diese Probleme gingen vor allem darauf zurück, dass die Patienten Schwierigkeiten hatten, aus dem Ausbleiben einer erwarteten Belohnung zu lernen."

Lernprobleme im klinischen Alltag berücksichtigen

Eine genauere Analyse der Testergebnisse weist darauf hin, dass unterschiedliche Teilgebiete der Basalganglien mit der Verarbeitung unterschiedlicher Aspekte des belohnungsbasierten Lernens in Verbindung stehen, wie etwa das Umlernen etablierter Gewohnheiten oder das Lernen aufgrund von positiven und negativen Konsequenzen. "Je nach genauer Lokalisation einer Störung sind somit spezifische Probleme beim Lernen auf der Grundlage von Handlungskonsequenzen zu erwarten, die weitere Entscheidungen beeinflussen und im klinischen Kontext berücksichtigt werden sollten", so Christian Bellebaum. So könnten beispielsweise für das Erlernen neuer Zusammenhänge gezielt deklarative Lernstrategien angesprochen werden, die häufig nicht beeinträchtigt sind. Dies gelte sowohl für Schlaganfallpatienten als auch für Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen wie der Parkinsonschen Krankheit. Schwierigkeiten beim belohnungsabhängigen Lernen könnten sich stark auf den Alltag auswirken, denn die entsprechenden Mechanismen spielten in sehr vielen Bereichen eine wichtige Rolle. Beruflich und privat sei es von Vorteil, nur solche Verhaltensweisen oder Strategien weiterzuverfolgen, die langfristig "Belohnung", also Erfolg versprechen.

Titelaufnahme

Bellebaum C, Koch B, Schwarz M, Daum I. (2008). Focal basal ganglia lesions are associated with impairments in reward-based reversal learning. Brain. 131(3):829-41, http://brain.oxfordjournals.org/, doi:10.1093/brain/awn011

Weitere Informationen

Dr. Christian Bellebaum, Institut für Kognitive Neurowissenschaft, Abt. Neuropsychologie, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-24631, christian.bellebaum@rub.de

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://brain.oxfordjournals.org/
http://www.ruhr-uni-bochum.de/

Weitere Berichte zu: Basalganglien Belohnung Cent

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Bildung Wissenschaft:

nachricht Raum für Bildung: Physik völlig schwerelos
19.10.2018 | Max-Planck-Institut für Astronomie

nachricht Das Reifungsmuster des Hippokampus steuert die menschliche Gedächtnisentwicklung
23.07.2018 | Max-Planck-Institut für Bildungsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Bildung Wissenschaft >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen

Biotechnologen entschlüsseln Struktur und Funktion von Docking Domänen bei der Biosynthese von Peptid-Wirkstoffen

Mikroorganismen bauen Naturstoffe oft wie am Fließband zusammen. Dabei spielen bestimmte Enzyme, die nicht-ribosomalen Peptid Synthetasen (NRPS), eine...

Im Focus: Größter Galaxien-Proto-Superhaufen entdeckt

Astronomen enttarnen mit dem ESO Very Large Telescope einen kosmischen Titanen, der im frühen Universum lauert

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Olga Cucciati vom Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna hat mit dem VIMOS-Instrument am Very Large...

Im Focus: Auf Wiedersehen, Silizium? Auf dem Weg zu neuen Materalien für die Elektronik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweist. Das mit einfachen Mitteln bei Raumtemperatur herstellbare Material könnte in Zukunft als Ersatz für konventionelle nicht-organische Materialien dienen, die in der Optoelektronik genutzt werden.

Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie Solarzellen, LEDs oder Computerchips wird heutzutage vorrangig Silizium eingesetzt. Für diese...

Im Focus: Goodbye, silicon? On the way to new electronic materials with metal-organic networks

Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz (Germany) together with scientists from Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgaria) and Madrid (Spain) have now developed and characterized a novel, metal-organic material which displays electrical properties mimicking those of highly crystalline silicon. The material which can easily be fabricated at room temperature could serve as a replacement for expensive conventional inorganic materials used in optoelectronics.

Silicon, a so called semiconductor, is currently widely employed for the development of components such as solar cells, LEDs or computer chips. High purity...

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Natürlich intelligent

19.10.2018 | Veranstaltungen

Rettungsdienst und Feuerwehr - Beschaffung von Rettungsdienstfahrzeugen, -Geräten und -Material

18.10.2018 | Veranstaltungen

11. Jenaer Lasertagung

16.10.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ultraleichte und belastbare HighEnd-Kunststoffe ermöglichen den energieeffizienten Verkehr

19.10.2018 | Materialwissenschaften

IMMUNOQUANT: Bessere Krebstherapien als Ziel

19.10.2018 | Biowissenschaften Chemie

Raum für Bildung: Physik völlig schwerelos

19.10.2018 | Bildung Wissenschaft

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics