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 Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt
25.05.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Nanopartikel aus Kläranlagen - vorläufige Entwarnung
02.05.2018 | Universität Siegen

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Neueste Entwicklungen in Forschung und Technik

25.06.2018 | Veranstaltungen

Wheat Initiative holt Weizenforscher aus aller Welt an einen Tisch

25.06.2018 | Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

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

Schnelle Wasserbildung in diffusen interstellaren Wolken

25.06.2018 | Physik Astronomie

Gleisgenaue Positionsbestimmung für automatisierte Bahnanwendungen

25.06.2018 | Informationstechnologie

Neueste Entwicklungen in Forschung und Technik

25.06.2018 | Veranstaltungsnachrichten

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