Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vermessung der Gedanken beim Speichern von Wissenskonzepten

25.03.2019

Wie repräsentiert das Gehirn unser Wissen über die Welt? Hat es dafür eine Art Landkarte, ähnlich unserem Orientierungssinn? Und wenn ja, wie ist sie aufgebaut? Dem gedanklichen Navigationssystem wieder eine Spur näher gekommen sind Stephanie Theves und Christian F. Doeller vom MPI CBS in Leipzig: Anhand einer Lernstudie konnten sie erstmalig zeigen, dass neue Wissensinhalte im Hippocampus als Schaltzentrale des Gehirns entlang räumlicher Dimensionen in einer Art mentaler Landkarte gespeichert werden.

Zusammen mit Kollegen vom Donders Institut der Radboud Universität in Nijmegen ist es ihnen gelungen, die Aktivitätsmuster im Gehirn aufzuzeichnen und so die Annahme zu stützen, dass das Lernen in unserem Gedankenraum über ähnliche räumliche Muster und Distanzen funktioniert wie die Orientierung in einem physikalischen Raum.


Das Lernen in unserem Gedankenraum funktioniert über ähnliche räumliche Muster und Distanzen wie die Orientierung in einem physikalischen Raum - hier am Beispielkonzept "Mexiko" dargestellt.

MPI CBS

„Man muss sich das beim Erwerb von Wissen so vorstellen, dass wir als Menschen in der Lage sind, Gelerntes auf Neues oder ein vorher nicht direkt erlebtes Problem anzuwenden.“, erklärt Studienautorin Theves.

„Geht man zum Beispiel durch die Stadt, in der man wohnt, kann man eine Abkürzung nehmen, ohne sie je vorher ausprobiert zu haben, weil im Gehirn die räumlichen Orientierungswege in der Stadt repräsentiert sind.

So ähnlich ist es beim Erwerb von Wissen auch: Wir haben ein Konzept davon im Kopf, was einen Rennwagen von einem LKW unterscheidet. Wenn wir nun ein neues Fahrzeug sehen, können wir anhand der Relation relevanter Eigenschaften wie zum Beispiel Motorleistung und Gewicht beurteilen, um welchen Fahrzeugtyp es sich bei diesem zuvor noch nie gesehenen Exemplar handelt. Wir folgern also unbewusst indem wir das neue Exemplar in unserer mentalen Landkarte verorten.“

Die Teilnehmer in ihrer Studie haben über zwei Tage ein neues Konzept erworben, indem sie lernten, zuvor noch nie gesehene abstrakte Bilder anhand bestimmter Merkmale in zwei Kategorien einzuordnen. Im Anschluss an diese Lernphase wurde dann im MRT-Scanner getestet, ob unser Gehirn die für das neu zu lernende Konzept relevanten Merkmals-Dimensionen kombiniert und in einem raumähnlichen Format abspeichert, in welchem einzelne Exemplare lokalisiert werden können.

„Wir sind daran interessiert, dass die Probanden neue Konzepte lernen, weil wir dann die Distanzen innerhalb des konzeptuellen Raumes messen können, während Wissen erworben wird.“, so Theves.

Die Wissenschaftlerin und ihre Kollegen aus den Niederlanden finden heraus, wie nah gezeigte Objekte einander im gedanklichen Raum sind, indem sie die Signale des Hippocampus aufzeichnen. „Interessant ist, dass wir so eine exakte Skalierung der Objekte im Raum sehen können, woraus wir schließen, dass die Informationen im Gehirn kartenartig repräsentiert sind.“

Dass wir Menschen so flexibel bei der Anwendung von neuem Wissen agieren können, liege mit großer Wahrscheinlichkeit an dieser Organisationsstruktur, schlussfolgert Stephanie Theves. Langfristig könnten ihre Ergebnisse dazu beitragen, zentrale Aspekte menschlicher Intelligenz zu erklären – wie zum Beispiel die Fähigkeit, zu schlussfolgern oder zu generalisieren. Das Verständnis, wie Wissensrepräsentationen erworben werden und im Gehirn organisiert sind, könnte außerdem genutzt werden, um Unterrichtsmethoden für effizientes Lernen zu optimieren.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Stephanie Theves
Postdoc
Email: theves@cbs.mpg.de

Prof. Dr. Christian Doeller
Direktor
Phone: +49 341 9940-2275
Fax: +49 341 9940-2204
Email: doeller@cbs.mpg.de

Originalpublikation:

The Hippocampus Encodes Distances in Multidimensional Feature Space

https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.02.035

Weitere Informationen:

https://www.cbs.mpg.de/1058998/20192503-01

Bettina Hennebach | Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Hippo - Ein neuer Akteur für die Gehirngröße
24.04.2019 | Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik

nachricht Fledermäuse hören in 3D
24.04.2019 | Max-Planck-Institut für Ornithologie

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: Neuer LED-Leuchtstoff spart Energie

Das menschliche Auge ist für Grün besonders empfindlich, für Blau und Rot hingegen weniger. Chemiker um Hubert Huppertz von der Universität Innsbruck haben nun einen neuen roten Leuchtstoff entwickelt, dessen Licht vom Auge gut wahrgenommen wird. Damit lässt sich die Lichtausbeute von weißen LEDs um rund ein Sechstel steigern, was die Energieeffizienz von Beleuchtungssystemen deutlich verbessern kann.

Leuchtdioden oder LEDs können nur Licht einer bestimmten Farbe erzeugen. Mit unterschiedlichen Verfahren zur Farbmischung lässt sich aber auch weißes Licht...

Im Focus: Münchner Lichtquanten-Destillerie

Garchinger Physiker entwickeln eine Technik, um reine einzelne Photonen zu extrahieren

Das Destillieren von Spirituosen steigert den Gehalt von Alkohol relativ zum Wasseranteil. Ähnlich wirkt eine Methode auf Lichtquanten, Photonen, die ein Team...

Im Focus: Energy-saving new LED phosphor

The human eye is particularly sensitive to green, but less sensitive to blue and red. Chemists led by Hubert Huppertz at the University of Innsbruck have now developed a new red phosphor whose light is well perceived by the eye. This increases the light yield of white LEDs by around one sixth, which can significantly improve the energy efficiency of lighting systems.

Light emitting diodes or LEDs are only able to produce light of a certain colour. However, white light can be created using different colour mixing processes.

Im Focus: Quantenmaterie fest und supraflüssig zugleich

Forscher um Francesca Ferlaino an der Universität Innsbruck und an der Österreichischen Akademie der Wissenschaften haben in dipolaren Quantengasen aus Erbium- und Dysprosiumatomen suprasolide Zustände beobachtet. Im Dysprosiumgas ist dieser exotische Materiezustand außerordentlich langlebig, was die Tür für eingehendere Untersuchungen weit aufstößt.

Suprasolidität ist ein paradoxer Zustand, in dem die Materie sowohl supraflüssige als auch kristalline Eigenschaften besitzt. Die Teilchen sind wie in einem...

Im Focus: Quantum gas turns supersolid

Researchers led by Francesca Ferlaino from the University of Innsbruck and the Austrian Academy of Sciences report in Physical Review X on the observation of supersolid behavior in dipolar quantum gases of erbium and dysprosium. In the dysprosium gas these properties are unprecedentedly long-lived. This sets the stage for future investigations into the nature of this exotic phase of matter.

Supersolidity is a paradoxical state where the matter is both crystallized and superfluid. Predicted 50 years ago, such a counter-intuitive phase, featuring...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz: Lernen von der Natur

17.04.2019 | Veranstaltungen

Mobilität im Umbruch – Conference on Future Automotive Technology, 7.-8. Mai 2019, Fürstenfeldbruck

17.04.2019 | Veranstaltungen

Augmented Reality und Softwareentwicklung: 33. Industrie-Tag InformationsTechnologie (IT)²

17.04.2019 | Veranstaltungen

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

Neuer LED-Leuchtstoff spart Energie

24.04.2019 | Energie und Elektrotechnik

Control 2019: Fraunhofer IPT stellt High-Speed-Mikroskop mit intuitiver Gestensteuerung vor

24.04.2019 | Messenachrichten

Warum der moderne Mensch aus Afrika kommt

24.04.2019 | Geowissenschaften

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