Wie Lesen unser Gehirn verändert

Lesenlernen für die Hirnforschung: In zwei Dörfern im Norden Indiens lernten Frauen für sechs Monate lang lesen und schreiben. (Foto: Max Planck Institut für Psycholinguistics, Nijmegen)
Lesen lernen führt zu neuroplastischen Veränderungen in einem Netzwerk, das tief ins Gehirn hineinreicht. (Grafik: MPI CBS)

Das Lesenlernen ist eine der größten und wichtigsten Herausforderungen für Schulkinder – und erfordert Monate, manchmal Jahre des Übens. Welche überraschend tiefgreifenden Veränderungen dieser Lernprozess in unserem Gehirn bewirkt, haben Forscher jetzt in einer Studie mit indischen Analphabeten herausgefunden. Das Lesenlernen veränderte bei ihnen nicht nur Areale in der Großhirnrinde, sondern auch evolutionär alte Hirnstrukturen wie den Thalamus und den Hirnstamm.

Lesen ist eine unserer wichtigsten Fähigkeiten – und gleichzeitig eine evolutionär sehr junge Kulturtechnik: Von der Erfindung der ersten Schriften bis heute sind gerade einmal wenige tausend Jahre vergangen. Deshalb hat unser Gehirn noch kein eigenes Lesezentrum entwickelt, sondern funktioniert andere Areale für diese geistige Leistung um. Im Zuge des Lesenlernens muss es daher zu funktionellen Umstrukturierung im Gehirn kommen. Forscher gehen unter anderem davon aus, dass dabei Hirnareale, die eigentlich für die Erkennung komplexer Objekte wie Gesichtern konzipiert waren, nun dafür genutzt werden, Buchstaben zu erkennen und in Sprache zu übertragen. Dadurch entwickeln sich einige Regionen unseres visuellen Systems zu Schnittstellen zwischen unserem Seh- und Sprachsystem. "Bisher ging man davon aus, dass sich diese Veränderungen lediglich auf die äußere Großhirnrinde beschränken", berichtet Studienleiter Falk Huettig vom Max-Planck-Institut für Psycholinguistik in Nijmegen. Doch ob sich die Umstrukturierungen beim Lesenlernen tatsächlich nur auf diesen evolutionär sehr neuen Teil des Gehirns beschränken, blieb bloße Spekulation.

Blick ins lernende Gehirn

Um mehr Einblick in die neuronalen Grundlagen des Lesenlernens zu erhalten, führten Huettig, sein Kollege Michael Skeide vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften und weitere Forscher eine Studie mit indischen Analphabetinnen durch. In diesem Land sind es vor allem die Frauen, denen der Zugang zu Schulbildung und damit zum Lesen und Schreiben verwehrt bleibt. Ein Großteil der 21 Teilnehmerinnen konnte zu Beginn des Trainings kein einziges Wort ihrer Sprache, dem Hindi, entziffern. Hindi, der Landessprache Indiens, liegt das sogenannte Devanagari zugrunde, eine Schrift, deren komplexe Zeichen häufig nicht nur für einzelne Buchstaben, sondern auch für ganze Silben oder auch Wörter stehen.

Sechs Monate lang erhielten die Teilnehmerinnen regelmäßig Unterricht im Lesen und Schreiben. Sie erreichten dadurch ein Leseniveau, das sich ungefähr mit dem von Schulkindern am Ende der ersten Klasse vergleichen lässt. "Dieser Wissenszuwachs ist bemerkenswert", so Huettig. "Obwohl es für uns als Erwachsene sehr schwierig ist, eine neue Sprache zu lernen, scheint für das Lesen anderes zu gelten. Das erwachsene Gehirn stellt hier seine Formbarkeit eindrucksvoll unter Beweis." Um herauszufinden, was sich durch das Lesenlernen im Gehirn der Probandinnen veränderte, untersuchten die Forscher ihre Hirnaktivität im Laufe der Studienzeit mehrfach mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanz-Tomografie (fMRT). Dabei wurden die Teilnehmerinnen sowohl in Ruhe als auch beim Lesen im Hirnscanner beobachtet.

Änderungen selbst am Hirnstamm

Dabei zeigte sich Erstaunliches: Das Lesenlernen verändert keineswegs nur Areale und Funktion der Großhirnrinde wie bisher angenommen. Stattdessen werden durch diesen Lernprozess Umstrukturierungen in Gang gesetzt, die bis in den Thalamus und den Hirnstamm hineinreichen – und damit in evolutionär sehr alte Hirnteile. Wie die Forscher beobachteten, passen bestimmte Areale im Hirnstamm und im Thalamus ihre Aktivitätsmuster im Laufe der Zeit enger an die Feuerrate der Sehzentren in der Großhirnrinde an. Sie übernehmen damit offenbar Assistenzaufgaben beim Entziffern der Schrift. "Die Thalamus- und Hirnstammkerne helfen unserer Sehrinde dabei, wichtige Informationen aus der Flut von visuellen Reizen herauszufiltern noch bevor wir überhaupt bewusst etwas wahrnehmen", erklärt Skeide. Er vermutet, dass die Areale am Hirnstamm zudem die Augenbewegungen koordinieren helfen, mit denen wir die Buchstaben fixieren. "Auf diese Weise können geübte Leser vermutlich effizienter durch Texte navigieren", so Skeide.

Die neuen Erkenntnisse demonstrieren zweierlei: Zum einen ist unser Gehirn auch im Erwachsenenalter noch zu massiven funktionellen Umstrukturierungen fähig. Analphabeten können demnach noch genauso gut lesen lernen wie Kinder. Zum anderen aber führt eine so anspruchsvolle Kulturtechnik wie das Lesen zu weitaus tiefgreifenderen Veränderungen in unserem Gehirn, als man es bisher für möglich gehalten hätte. Selbst Hirnteile, die wir mit den Reptilien teilen, sind an diesem Umbau beteiligt. Neben diesen grundsätzlichen Erkenntnissen könnte die Studie aber auch ein neues Licht auf die neuronalen Ursachen der Lese-Rechtschreib-Schwäche werfen. Denn bisher können Forscher nur darüber spekulieren, warum manche Kinder Legasthenie entwickeln und was dabei im Gehirn geschieht. Eine der Vermutungen war, dass angeborene Fehlfunktionen im Thalamus dafür eine Rolle spielen könnten. Angesichts der jetzt festgestellten Plastizität dieser Areale bezweifeln Skeide und seine Kollegen dies jedoch. "Da wir nun wissen, dass sich der Thalamus bereits nach wenigen Monaten Lesetrainings so grundlegend verändern kann, muss diese Hypothese neu hinterfragt werden", so Skeide. Mehr dazu wollen sie nun in einer mehrjährigen Studie herausfinden.

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