Neurobiologische Erkenntnisse zum frühkindlichen Lernen:

Neurobiologische Erkenntnisse zum frühkindlichen Lernen:
Neurobiologische Erkenntnisse
zum frühkindlichen Lernen:
Implikationen für die frühkindliche Förderung?
von Kristian Folta
Frühkindliches Lernen und Hirnentwicklung
Mangel- oder Fehlernährung, Umweltgiften, Stress) extrem
anfällig. Erst die frühen sensorischen und motorischen
Erfahrungen stabilisieren die in der Embryonalentwicklung
entstandenen labilen Strukturen des neuronalen Informationsverarbeitungsnetzwerkes (Kandel, Schwartz & Jessell,
S. 1115-1130).
Mit Hilfe von modernen Methoden der Hirnforschung konnten die grundlegenden neurobiologischen Mechanismen und
Prinzipien des frühkindlichen Lernens in den vergangenen
Jahrzehnten umfassend untersucht und entschlüsselt werden.
Heute wissen wir, dass das Gehirn des Menschen schon bei
dessen Geburt über einen Satz von mehreren hundert MilliarDie Bedeutung von frühkindlicher sensorischer
den von Nervenzellen (Neuronen) verfügt. Dieser Satz entspricht bereits der Gesamtzahl von Neuronen in einem ausgeStimulation und Bindung für die Entwicklung
wachsenen Gehirn (Afifi & Bergmann, S. 333). Trotzdem ist
von höheren geistigen Funktionen
das Gehirn eines Neugeborenen mit 150 bis 350
Gramm deutlich leichter und kleiner als das
Besonders unterentwickelt zeigt sich unmitGehirn eines Erwachsenen (ca. 1400
telbar nach der Geburt eines Kindes die
Gramm). Bereits im Mutterleib führen
evolutionsgeschichtlich jüngste und
im Wesentlichen genetisch determivielleicht bedeutsamste Struktur
nierte Prozesse zur Ausbildung
des menschlichen Gehirns, die
von grundlegenden VerbindunHirnrinde (Cortex), die für die
gen (Axonen und Dendriten)
bewusst-reflektierte und kozwischen einzelnen Neurognitive Verarbeitung von Innen, die das Embryo und
formationen der inneren und
Neugeborene mit basalen
äußeren Welt verantwortlich
motorischen Reflexen und
zeichnet. Die Nervenzellen
sensorischen Erfahrungsdes Cortex sind zum Zeitmöglichkeiten
ausstatten.
punkt der Geburt, verglichen
Trotz dieser neuronalen
mit anderen Hirnbereichen,
Grundausstattung stellt sich
nur sehr geringfügig miteindas
Informationsverarbeiander vernetzt (Afifi & Bergtungsnetzwerk von miteinander
mann, S. 333). Während der ersverschalteten Nervenzellen unmitten drei Lebensjahre bilden sich im
telbar nach der Geburt eines MenZuge von umfang- und abwechsschen in einem eher desolaten und für
lungsreichen sensorischen und motoridie bewusste Verarbeitung von Umweltreischen Erfahrungen unzählige VerknüpfunFoto: M. Essberger
zen und zielgerichteten Handlungen noch wenig
gen zwischen Nervenzellen der Hirnrinde aus.
funktionalen Zustand dar. Die genetisch gesteuerte ForZentral sind für eine gesunde Hirnrindenentwicklung vamierung von strukturierten Nervenzellverbindungen, die in
riabel angelegte aktive sensorische und motorische Erfahruneinzelnen neuronalen Funktionsarealen die spätere geistige
gen des Kindes, durch die in der Embryonalphase entstandene
Leistungsfähigkeit des Kindes entscheidend beeinflusst, ist
cortikale Strukturen stabilisiert und neue Strukturen (z.B. für
gegenüber strukturschädigenden Prozessen der Umwelt (z.B.
räumliches Sehen) angelegt werden können. Die passive
Stimulation durch den Fernseher kann dabei keinen aktiven
kindlichen Explorationsdrang, der alle Körpersinne nutzt,
Ein gesundes Kind sucht sensorische Körperersetzen.
und Umwelterfahrungen, wenn es sich
der Gegenwart und des Schutzes seiner
Bindungspartner sicher sein kann.
Durch seine intensive sensorische Auseinandersetzung mit
der physikalischen und sozialen Umwelt lernt das Kind während der ersten 3 Lebensjahre auf spielerische Art und Weise,
FORUM für Kinder und Jugendarbeit 4/2010
39
l
BILDUNG
die funktional nicht erforderlichen und strukturhinderlichen
Verbindungen (inklusive einzelner Neuronen) abzubauen
und stattdessen funktionale strukturförderliche Verbindungen
zu stärken. In der frühen Entwicklungsphase des Kindes baut
nicht die Förderung von einzelnen Teilfähigkeiten ein für das
späteres Erleben und Verhalten des Kindes tragfähiges neuronales Fundament auf, sondern die kontrollierte Integration
von vielfältigen sensorischen Körper- und Umwelterfahrungen. Diese sucht ein gesund aufwachsendes Kind eigengesteuert, in großer Variation und in der richtigen Dosierung,
wenn es sich der Gegenwart und des Schutzes seiner
Bindungspartner sicher sein kann.
der modernen Informations- und Kommunikationsgesellschaft anzupassen.
Sinnvoll fördern durch vertrauensvolle
Bindungen und angereicherte Lernumgebungen
Die von der Hirnforschung in den letzten Jahrzehnten zusammengetragenen Erkenntnisse zu der Frage, was frühkindliches Lernen neurobiologisch charakterisiert und durch welche internen und externen Mechanismen es gesteuert wird,
zeigen heute bedeutende Implikationen für Inhalte und Methoden frühkindlicher Pädagogik auf. Keinesfalls können vor
Die Charakteristik der Entwicklung, insbesondere Beginn
dem Hintergrund dieser Erkenntnisse frühkindliche Einrichund Dauer des cortikalen Entwicklungsprozesses, unterscheitungen Kinder unter 3 Jahren sinnvoll fördern (und für die
det sich für verschiedene Bereiche der Hirnrinde. Zunächst
Gesellschaft förderlich sein), wenn das Hauptaugenmerk solentwickeln sich die für Willkürmotorik und Körpercher Einrichtungen auf die pädagogisch-fachliche
Foto: M. Essberger
sensibilität verantwortlichen zentralen HirnAnleitung und Vermittlung von spezifischen
rindenbereiche, gefolgt von Arealen, die
Fähigkeiten und Kenntnissen ausgelegt
visuell-räumliches Sehen und die Koist (was die Bezeichnung „Frühkindliordination von Seheindrücken und
che Bildung“ bereits suggeriert).
darauf bezogenen motorischen
Handlungen (s.g. visuomotoriFrühkindliche Einrichtungen
sche Koordination) ermöglifördern nur dann, wenn das
chen. Die für komplexe Aufprimäre Ziel der pädagogimerksamkeits- und Arbeitsschen Bemühungen von sehr
gedächtnisprozesse,
die
gut qualifizierten FachkräfAusgestaltung der Persönten darin besteht, zu einer
lichkeit, für die Steuerung
kleinen Anzahl von Kindern
von sozialen Interaktionen,
eine ehrliche, sichere und
emotionalen Bewertungsprovertrauensvolle Bindung aufzessen und für bewusste (mozubauen und eine stressarme
ralische) Entscheidungen soerfahrungsreiche Lernumwelt
wie komplexe Problemlösungen
zu bieten, in der das Kind aktiv
erforderlichen Informationsverarund selbstgesteuert seinen multibeitungsnetzwerke der frontalen
sensorischen Explorationen spieleHirnrinde entwickeln sich in weiten
risch nachgehen kann. Die gegenwärtiTeilen erst nach dem 3. Lebensjahr.
ge politische Konzeption, Organisation und
Struktur frühkindlicher „Fördereinrichtungen“
Diese für höhere geistige Funktionen bedeutsamen
lässt die erfolgreiche Umsetzbarkeit eines solchen
frontalen Areale erreichen mit ca. 12. Jahren (vor Beginn der
hirngerechten pädagogischen Konzeptes, das sich an der
Pubertät) einen vorläufig ersten Entwicklungshöhepunkt,
Charakteristik einer optimalen Eltern-Kind-Interaktion zu
gelten aber nach heutigem Wissensstand erst mit dem 25.
orientieren hat, eher bezweifeln.
Lebensjahr als weitestgehend abgeschlossen. Auch wenn
das Gehirn des Menschen im Prinzip bis ins hohe LebensalKinderarmut und frühkindlicher Stress
ter hinein strukturellen und funktionalen Veränderungen
(s.g. neuronaler Plastizität) unterworfen ist, können grundleschaden der Gesundheit
gende und schnelle Veränderungen in einem gesunden Gehirn nur bis ins junge Erwachsenenalter hinein beobachtet
In Deutschland sind geschätzte 2,5 Millionen Kinder von Arwerden. Dies erklärt auch, warum alte Menschen größere
mut betroffen (dies entspricht etwa jedem 6. Kind). In einer
Schwierigkeiten haben, sich den schnellen Veränderungen
internationalen Vergleichsstudie der UNICEF (Child Poverty
in Rich Countries, 2005) belegte Deutschland mit 10,2%
(prozentualer Anteil von Kindern in relativer Armut; als relaKinder, die in Armut aufwachsen, sind
tiv arm werden Haushalte mit einem Einkommen definiert,
das niedriger ist, als die Hälfte des nationalen Durchschnittsnachweislich erhöhtem Stress (z.B. durch
einkommens) einen mittleren internationalen Platz. Die niedräumliche Enge, Lärm, Verlust oder Mangel
rigsten Quoten (2,4 bis 4,2%) zeigten sich für Dänemark,
an Bindung etc.) ausgesetzt
Finnland, Norwegen und Schweden.
40
FORUM für Kinder und Jugendarbeit 4/2010
Neurobiologische Erkenntnisse zum frühkindlichen Lernen:
Schlechte Betreuungsschlüssel, zu große
Gruppen, Lärm, mangelnde ehrliche Bindung
zwischen Kindern und pädagogischen
Fachkräften machen Kindern Stress.
Kinder, die in Armut aufwachsen, sind nachweislich erhöhtem Stress (z.B. durch räumliche Enge, Hitze, Kälte, Lärm,
Verlust oder Mangel an Bindung, selbstwertgefährdenden Situationen, etc.) ausgesetzt (z.B. Lupien et al., 2000, 2001;
Gump et al., 2009). Physiologisch gesehen ist Stress durch die
Ausschüttung von erhöhten Konzentrationen des menschlichen „Stresshormons“ Cortisol charakterisiert. Kinder unter 3
Jahren können diese Cortisolausschüttung physiologisch
nicht kontrollieren, denn erst im Zuge der fortschreitenden
cortikalen Hirnentwicklung lernt das Gehirn des Kindes die Fähigkeit, eine dämpfende Wirkung
auf das körpereigene Stresssystem auszuüben (s.g. Down-Regulation).
spielen (Coe et al., 2003; Lucassen et al., 2004). Auch wenn
bisher lediglich tierexperimentelle Befunde vorliegen und gegenwärtig nicht gesichert auf stressinduzierte Abbauprozesse
im Cortex von Kindern geschlossen werden kann, so gibt die
auffällige Ähnlichkeit der Informationsverarbeitung von Affen
und Menschen doch Grund zur Sorge, dass die für Tiere nachgewiesenen Veränderungen der Hirnrinde in ähnlicher Form
auch die kindliche Hirnrindenentwicklung charakterisieren.
Besonders in jungen Jahren sollte sich die vermutlich irreversible Zerstörung bedeutsamer cortikaler Strukturen sehr beeinträchtigend auf die sozioemotionale und kognitive Entwicklung (Lernen, Gedächtnis, Aufmerksamkeit) sowie die körperliche und psychische Gesundheit (insbesondere auch in späteren Lebensjahren) auswirken.
Implikationen der Hirnforschung
für frühkindliche Förderung
Was ist nun die beste frühkindliche
Förderung und wie muss eine
Verschiedene Studien (eine
stressfreie Lernumwelt für die
Übersicht findet der interessierKleinsten in der Gesellschaft
te Leser im Bericht des Center
gestaltet sein? Wie bereits gefor Disease Control and Preschildert, erfüllen die gegenvention, National Center for
wärtigen KindertageseinInjury Prevention and Conrichtungen allgemein (noch)
trol, 2008) konnten als dinicht die von Seiten der
rekte und indirekte LangHirnforschung aufgezeigten
zeitfolgen einer dauerhaft
Mindestvoraussetzungen
erhöhten und unkontrollierfür eine sinnvolle Betreuung
baren kindlichen Stressexpound Förderung von Kindern
sition erhöhte Wahrscheinunter 3 Jahren. Schlechte Belichkeiten für das spätere Auftreuungsschlüssel, zu große und
treten von Immun-, Herz-, Leberaltersgemischte Gruppen, Lärm
und Krebserkrankungen, Diabetes,
sowie die mangelnde ehrliche BinAsthma, Geschlechtskrankheiten, Imdung zwischen Kindern und pädagogipotenz, Aufmerksamkeits- und Gedächtschen
Fachkräften müssen vor dem HinFoto: M. Essberger
nisstörungen, Migräne, Asthma sowie einer
tergrund der geschilderten Zusammenhänge
Vielzahl von psychischen Erkrankungen beobachtet
von kindlichem Stress auf die Hirnentwicklung sowie
werden. Im Jugend- und jungen Erwachsenenalter sind zudie davon abhängige physische wie psychische Stabilität
sätzlich die Risiken für Suchterkrankungen, risikoreichem
und Leistungsfähigkeit unserer Kinder ebenfalls sehr kriVerhalten (mit Todesfolge), ungewollten Schwangerschaftisch betrachtet werden. Sollten Kinder während der ersten
ten und Gewalttätigkeiten in der Partnerschaft signifikant
Lebensjahre also doch nicht in institutionalisierter Fremdbeerhöht.
treuung, sondern besser in der eigenen Familie gefördert
werden, die dem Kind eine sichere Bindung, angereicherte
Lernumgebung und selbstgesteuerte Exploration der UmFrühkindlicher Stress vermindert
welt ermöglicht?
die geistige Leistungsfähigkeit
Tierexperimentelle Befunde an Affen und Nagern konnten
nachweisen, dass hohe Konzentrationen an Stresshormon den
massiven Abbau von neuronalen Kommunikationsbahnen
(vielleicht auch von Neuronen) bewirken (Fuchs & Flügge,
2003, 2006; Fuchs et al., 2004). Besonders gravierend scheinen
sich die Folgen von Stress im Säugetiergehirn auf die Hirnentwicklung von Hirnrindenarealen auszuwirken, die im Kontext
von Lern- und Gedächtnisprozessen eine große Bedeutung
Die in Deutschland verfügbaren Statistiken lassen erkennen,
dass auch diese Sicht der Familie idealisiert erscheint und
nicht die reale Situation von Familien korrekt widerspiegelt,
die durch finanzielle Einschränkungen, eine (angesichts der
demographischen Entwicklung in Deutschland) zunehmend
erforderlichen Pflege von Angehörigen, zunehmenden beruflichen Belastungen und beruflichen Unsicherheiten gekennzeichnet ist. Zudem fehlt (wie vielen pädagogischen
Fachkräften in Deutschland) auch den Eltern häufig das
FORUM für Kinder und Jugendarbeit 4/2010
41
l
BILDUNG
Förderung von Kindern sollte intensiver und
individueller als bisher an die persönliche
Situation der Familien gebunden werden.
ragend (an staatlichen Universitäten) ausgebildeten Pädagogen der frühkindlichen Förderung gemeinsame Betreuungsund Förderkonzepte zu erarbeiten, die ausschließlich durch
die Familie oder in einer Mischung aus Eigen- und Fremdbetreuung umgesetzt werden können.
Wissen, wie eine hirngerechte frühkindliche und kindliche
Eine Fremdbetreuung setzt dabei immer voraus, dass sich
Förderung der eigenen Kinder vor dem Hintergrund
zwischen familienfremden Betreuern und dem
Foto: M. Essberger
der finanziellen Möglichkeiten und sonstigen
Kind in einem ersten Schritt eine vertrauenstagtäglichen beruflichen und familiären
volle Bindung entwickeln kann. Dies
Notwendigkeiten umzusetzen sein
kann nur im sicheren Umfeld der Fasoll. Auch in der eigenen Familie
milie und mit der aktiven Unterist das Kind in der Folge der real
stützung der Eltern gelingen.
vorherrschenden FamiliensiErst nach einer im gemeinsatuation also nicht vor den nemen Einvernehmen von Fagativen Konsequenzen famimilie und Betreuern organiliärer Stresserfahrungen gesierten und von den Bedürfschützt.
nissen des Kindes geleiteten
Übergangsphase kann ein
Vielleicht liegt der Schlüssel
Kind stressfrei einer zuneheiner qualifizierten frühkindmenden
außerfamiliären
lichen Förderung darin, die
Fremdbetreuung (mit kleiinstitutionalisierte Förderung
nen Gruppen und gutem Beintensiver und individueller als
treuungsschlüssel!) zugeführt
bisher an die persönliche Situatiwerden. Nur wenn Politik, Faon der Familien zu binden. Der
milie und Fachkräfte bereit sind,
Staat hat in einem ersten Schritt für
gemeinsam ein Höchstmaß an Aneine verbesserte berufliche Absichestrengungen aufzubringen, kann ein
rung der Eltern und finanzielle Situation
entscheidender Beitrag zur kognitiven
der Familie Sorge zu tragen. Eltern sollte einfaFörderung, Bildungsgerechtigkeit und Gecher als bisher ermöglicht werden, mit staatlich finansunderhaltung unserer Kinder geleistet werden.
zierter fachlicher Unterstützung und Beratung durch hervorLiteratur:
Afifi, A.K., & Bergmann, R.A. (2005). Functional Neuroanatomy.
2nd edition. McGraw-Hill: New York.
Gump, B.B., Reihmann, J., Stewart, P., Lonky, E., Granger, D.A., &
Matthews, K.A. (2009). Blood lead (Pb) levels: Further evidence
for an environmental mechanism explaining the association between socioeconomic status and psychophysiological dysregulation in children. Health Psychology, 28, 614-620.
Center for Disease Control and Prevention, National Center for Injury Prevention and Control (2008). The effects of childhood stress
on health across lifespan. Middlebrooks JS: Audage NC.
Coe, C.L., Kramer, M., Czeh, B., Gould, E., Reeves, A.J., Kirschbaum, C., & Fuchs, E. (2003). Prenatal stress diminishes neurogenesis in the dendate gyrus of iuvenile rhesus monkeys. Biol.
Psychiatry, 54, 1025-1034.
Fuchs, E., & Flügge, G. (2006). Zelluläre und molekulare Restrukturierung des Gehirns durch Stress. Biospektrum, 3, 275.
Fuchs, E., & Flügge, G. (2003). Chronic social stress: effects on limbic brain structures. Physiol. Behav., 79, 417-427.
Fuchs, E., Czeh, B., & Flügge, G. (2004). Examining novel concepts
of the pathophysiology of depression in the chronic psychosocial
stress paradigm in tree shrews. Behav. Pharmacol, 15, 315-325.
Kandel, E.R., Schwartz, J.H., & Jessell, T.M. (2000). Principles of
Neural Science. 4th Edition. McGraw-Hill: New York.
42
FORUM für Kinder und Jugendarbeit 4/2010
Lucassen, P.J. Fuchs, E., Czeh, B. (2004). Antidepressant treatment
with tianeptine reduces apoptosis in the hippocampal dentate gyrus and temporal cortex. Biol. Psychiatry, 55, 789-796.
Lupien, S.J., King, S., Meaney, M.J., & McEwen, B.S. (2001). Can
poverty get under your skin? Basal cortisol levels and cognitive
function in children from low and high socioeconomic status.
Development and Psychopathology, 13, 653-676.
Lupien, S.J., King, S., Meaney, M.J., & McEwen, B.S. (2000).
Child’s stress hormone levels correlate with mother’s socioeconomic and depressive state. Biol. Psychiatry, 48, 976-980.
Prof. Dr. Kristian Folta
ist W1-Stiftungsprofessor für Neurobiologische Grundlagen des Lernens an der Uni Hildesheim und
Mitglied in versch. Fachgruppen
der Deutschen Gesellschaft für
Psychologie, der Neurowissenschaftlichen Gesellschaft und der
interdisziplinären Sprechergruppe
des Kompetenzzentrums Frühe
Kindheit Niedersachsen.