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 Behandlungsangebot für Tumoren der Knochen und Weichteile
21.02.2020 | Universitätsklinikum Regensburg (UKR)

nachricht Kommunikation und Schutz vor Austrocknung: Schmelzverhalten erklärt biologische Funktion der Wachsschicht von Ameisen
19.02.2020 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: Die Loopings der Bakterien: Forschungsteam mit Beteiligung der Universität Göttingen analysiert Fortbewegung

Das magnetotaktische Bakterium Magnetococcus marinus schwimmt mit Hilfe von zwei Bündeln von Geißeln. Außerdem besitzen die Bakterienzellen eine Art intrazelluläre Kompassnadel und können daher mit einem Magnetfeld gesteuert werden. Sie werden deshalb als biologisches Modell für Mikroroboter benutzt. Ein internationales Team der Universität Göttingen, des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam und der CEA Cadarache (Frankreich) hat nun aufgeklärt, wie sich diese Bakterien bewegen und deren Schwimmgeschwindigkeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift eLife erschienen.

Die Forscherinnen und Forscher nutzten eine Kombination von neuen experimentellen Methoden und Computersimulationen: Sie verfolgten die Bewegung der...

Im Focus: Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung

Wissenschaftler der Universität Paderborn und der TU Dortmund veröffentlichen Ergebnisse in Nature Communications

Computer speichern Informationen in Form eines Binärcodes, einer Reihe aus Einsen und Nullen – sogenannten Bits. In der Praxis werden dafür komplexe...

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

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

Schiffsexpedition bringt Licht ins Innere der Erde

24.02.2020 | Geowissenschaften

Elektronenbeugung zeigt winzige Kristalle in neuem Licht

24.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Antikörper als Therapiealternative bei Tumoren am Hör- und Gleichgewichtsnerv?

24.02.2020 | Medizin Gesundheit

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