Im Labor dem Lernen auf der Spur

Das Forschungszentrum IDeA in Frankfurt am Main untersucht das kindliche Lernen. Die dort tätigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler befassen sich zum Beispiel mit der Funktionsweise des Arbeitsgedächtnisses, mit Förderangeboten für Kinder mit ADHS oder mit der Entwicklung der Lesefertigkeiten. Unterstützt werden sie dabei von einem eigenen Laborbereich, in dem viel Technik zum Einsatz kommt. Was dort genau passiert, zeigt unser Blick hinter die Kulissen.

Auf in die Labore

Wenn die an den Studien teilnehmenden Kinder zum ersten Mal zu den Untersuchungen aufbrechen, dürften sie recht gespannt sein, was sie erwartet. Ein wenig Unsicherheit ist bestimmt mit dabei, denn Labore, Studien, Wissenschaft, was da wohl dahinter steckt? Spätestens bei der Ankunft sollten sich eventuelle Anspannungen aber lösen. Ein Im_Labor_2modernes, helles Gebäude erwartet sie und das erste, was die Kinder von den Laboren sehen, ist der Wartebereich: bunt, gemütlich, voller Spiele, Bücher und Malutensilien – und Getränke stehen auch bereit (siehe Bild).

Beheimatet ist der Laborbereich am DIPF auf dem Campus Westend. Die Labore gehören zu IDeA, einem Forschungszentrum des DIPF und der Goethe-Universität Frankfurt in Zusammenarbeit mit dem Sigmund-Freud-Institut. Der Name „IDeA” steht für „Individual Development and Adaptive Education of Children at Risk“. Die Forschung dreht sich hier um die Entwicklungs- und Lernprozesse in den ersten zwölf Lebensjahren. Besonders interessieren sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für Möglichkeiten, Kinder zu unterstützen, die sich aufgrund vielfältiger Risiken mit dem Lernen besonders schwer tun. Und die Labore sind ein wichtiger Fixpunkt für diese Arbeit.

Die Untersuchung beginnt

Sobald die eigentlichen Untersuchungen anstehen, kann sich nicht jedes Kind sofort von dem an ein Spielzimmer erinnernden Wartebereich losreißen. Doch die Neugier überwiege meistens, wie Dr. Björn Rump, der Leiter der Labore, erzählt. Denn alltäglich ist das, was die jungen Studienteilnehmenden nun erwartet und wovon sie sich bei einem ersten Rundgang schon mal einen Eindruck verschaffen konnten, ganz sicher nicht. „Vor allem die vielfältige Forschungstechnik, die wir einsetzen, übt eine gewisse Faszination aus“, so Rump.

„Vor allem die vielfältige Forschungstechnik, die wir einsetzen, übt eine gewisse Faszination aus.“

Bei einzelnen Untersuchungen geht es auch mal klassisch zu, mit Papier, Bleistift und Stoppuhr. Doch überwiegend lösen die Kinder Aufgaben am Computer, mit denen zum Beispiel die Aufmerksamkeit, die Arbeitsgedächtniskapazität oder die Rechengeschwindigkeit erkundet wird und die über kindgerechte Bedienelemente oder per Touchscreen absolviert werden. Audio- und Video-Aufnahmen können das Ganze ergänzen, um sich im Nachgang das Vorgehen der Kinder noch einmal genauer anschauen zu können – ob sie beispielsweise Text laut mitlesen oder zum Rechnen die Finger verwenden.

Von Blickbewegungen bis zur Hirnstruktur

Immer häufiger, wie der Leiter der Labore darlegt, komme Eye-Tracking zum Einsatz, also das kameragestützte Beobachten der Augenbewegungen. So erkennt man etwa, ob sich die Pupillen vor Überraschung weiten oder in welcher Reihenfolge die Kinder ein Rätsel lösen. In manchen Studien wird sogar die Aktivität des Gehirns erfasst. Dazu tragen die Probandinnen und Probanden während der Testungen Netze mit Elektroden beziehungsweise Kappen mit Leuchtioden und Sensoren. Rump erläutert: „Solche Messungen helfen unseren Forscherinnen und Forschern nicht nur dabei, das Gehirn als biologisches Organ besser zu verstehen, sie ermöglichen auch Schlussfolgerungen darüber, was für Denkprozesse an der Bearbeitung einer bestimmten Aufgabe beteiligt sind.“

„Das Erfassen der Hirnaktivität ermöglicht Schlussfolgerungen darüber, was für Denkprozesse an der Bearbeitung einer bestimmen Aufgabe beteiligt sind.“

Einen vertieften Einblick in den Aufbau und die Arbeitsweise des Gehirns erlaubt auch die Magnetresonanztomographie (MRT), die die Forschenden ebenfalls nutzen. Weil die dazu notwendigen Apparate aber sehr teuer und aufwändig im Unterhalt sind, werden hierfür Termine am „Brain Imaging Center“ der Goethe-Universität gebucht. Doch ein wenig MRT gibt es auch in den IDeA-Laboren: einen Simulator, der die typische Röhre, in die man hineingeschoben wird, nachempfindet (siehe Bild)Im_Labor_3. Selbst die mitunter etwas lauteren Geräusche sind wie in einem echten Gerät zu hören. So können die Kinder gut auf die eigentliche MRT-Testung vorbereitet werden und generell vorab ausprobieren, ob diese Art von Untersuchung überhaupt etwas für sie ist .

 

 

Unterstützung im Hintergrund

Geleitet werden die Untersuchungen in den Laboren von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Forschungsprojekten von allen drei an IDeA beteiligten Institutionen. Sie und ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter führen nicht nur die Testungen durch, sondern achten zum Beispiel auch darauf, ob die Kinder Pausen brauchen. Je jünger die Teilnehmenden – das Alter reicht von drei bis zwölf Jahren – desto häufiger ist das der Fall. Bei derzeit knapp 30 IDeA-Projekten stehen ganz unterschiedliche Forschungsfragen auf der Tagesordnung. Was aber konstant ist: Alle Projekte können die Labore gleichermaßen nutzen und auf die Unterstützung durch ein festes Laborteam zurückgreifen – selbst wenn ihre Untersuchungen gar nicht in den Laboren stattfinden sondern zum Beispiel in Schulen oder Kitas.

Das Laborteam umfasst neben dem Leiter noch vier feste Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie studentische Hilfskräfte. Sie bringen viel Fachwissen über Psychologie und Neurowissenschaften aber auch eine hohe Affinität zu Technik mit. Denn damit kommen sie ständig in Berührung, sei es bei der Betreuung der Forschungsgeräte, dem Aufsetzen von ganzen Sätzen von Testcomputern für den Einsatz in Klassen oder dem Bereitstellen eines Forschungsdatenbanksystems. Auch bei der Entwicklung von Testprogrammen sind sie behilflich, etwa indem sie Smartphone-Apps programmieren, die Testungen im Alltag erlauben.

BR_72„Oft ist auch etwas Basteln und praktisches Problemlösen gefragt“, beschreibt Rump (siehe Bild) Teile der Arbeit. Der MRT-Simulator wurde beispielsweise selbst entworfen. Und damit besonders junge Kinder bei den Hirnstrommessungen ruhig und bequem sitzen können, hat das Team zuletzt einfach einen handelsüblichen Kindersitz umgebaut. Selbst um den Kaffee und die Getränke kümmern sie sich. Forschende, die von anderen Institutionen zu IDeA kommen, seien doch immer wieder erstaunt, wie viel ihnen hier abgenommen werde, berichtet der Kognitionspsychologe.

Erst einmal durchatmen

Am Ende einer Testung oder nach längeren Studien mit mehreren Terminen sind viele Kinder zunächst froh, es geschafft zu haben. Doch es hat ja auch Spaß gemacht und oft gibt es abschließend eine Aufwandsentschädigung, zum Beispiel ein Puzzle oder Gutscheine für den Zoo. Rump berichtet, dass einige Kinder bereits auf dem Weg nach draußen fragen, ob man so etwas in der Art nicht noch einmal machen könne. Familien, die Interesse an der Teilnahme an weiteren Studien haben, nimmt das Laborteam gerne in seine Datenbank auf. Und für den Fall der Fälle liegen im Wartebereich schon mal Flyer über andere Forschungsarbeiten aus.

WebsiteIn welche Richtung das gehen könnte, zeigen aktuelle Projekte. Eines von ihnen setzt sich damit auseinander, ob und wie es beim Lernen hilft, wenn man beim Knobeln über Aufgaben erst einmal Vermutungen anstellt, wie die Lösung ausfallen könnte. Ein anderes geht der Frage nach, warum die kognitive Leistungsfähigkeit schwankt und wie das mit Bewegung, Schlaf, Ernährung, täglichen Ereignisse und Motivation zusammenhängt. Im Fokus einer weiteren Studie steht die unterschiedliche Entwicklung von ein- und zweisprachigen Grundschulkindern und welche Rolle dabei sprachliche Prozesse und Funktionen zur Selbststeuerung spielen. Weitere Beispiele gäbe es viele, genauen Einblick bietet die IDeA-Website (siehe Bild). Dort finden sich zudem detaillierte Infos zu den Laboren.

Es sind aber nicht nur weitere Projekte, die zum erneuten Kontakt mit früheren Teilnehmenden führen. Laborleiter Rump und seine Kolleginnen und Kollegen haben die Erfahrung gemacht, dass sich Kinder Gesichter sehr gut merken und Testleiterinnen und -leiter schon einmal auf der Straße erkennen und freudig begrüßen. Eine Probandin ist einige Jahre später sogar als Praktikantin ans IDeA-Zentrum zurückgekehrt. Der Besuch in den Laboren hinterlässt offensichtlich auf vielen Wegen Eindruck.

Dieser Text steht unter der CC BY 4.0-Lizenz. Der Name des Urhebers soll bei einer Weiterverwendung wie folgt genannt werden: Philip Stirm für DIPF.