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30.08.2011

Prägung im Säuglingsalter

Gehirn Zweisprachiger bleibt länger flexibel

Babys stimmen sich auf die Klänge der Muttersprache ein. Jetzt zeigen Tests mit Säuglingen, denen eine Kappe mit Messsonden aufgesetzt wurde: Das Gehirn zweisprachig Aufwachsender bleibt länger flexibel - um die Vielfalt der Sprachlaute verarbeiten zu können.

Hamburg - Wenn Säuglinge in einer zweisprachigen Umgebung aufwachsen, verschiebt sich die Phase der entscheidenden Sprachprägung bei ihnen weiter nach hinten.

Das haben US-amerikanische Forscher jetzt herausgefunden. Bilinguale Kinder lernten erst mit etwa zehn bis zwölf Monaten, die typischen Sprachmuster ihrer beiden Sprachen zu erkennen, berichten die Forscher im Fachmagazin "Journal of Phonetics". Das lasse sich an einem typischen Hirnstromsignal beobachten. Bei Kindern mit nur einer Muttersprache sei die Prägungsphase dagegen in diesem Alter bereits abgeschlossen. Das Gehirn reagiere dann nur noch auf typische

Laute der Muttersprache.

Dass bereits wenige Monate alte Säuglinge die typischen Laute und die Sprachmelodie ihrer Muttersprache erkennen können, ist seit einigen Jahren bekannt. "Das Kindergehirn stimmt sich in dieser sensiblen Entwicklungsperiode

auf die Klänge einer Sprache ein", sagt Studienleiter Adrian Garcia-Sierra von der University of Washington. Bisher sei aber fast nichts darüber bekannt gewesen, wie dieser Prägungsprozess bei bilingualen Säuglingen ablaufe. In ihrer

Studie haben Forscher nun wichtige Unterschiede in diesem Prägungsprozess bei ein- und zweisprachig aufwachsenden Kindern aufgedeckt.

Über die Messung der Gehirnreaktion sei sogar eine Vorhersage über die Vorlieben der Kinder beim Sprechenlernen möglich gewesen, berichten die Wissenschaftler:

Reagierte ihr Gehirn im Alter von 10 Monaten bei einer Sprache stärker als bei der anderen, benutzten die Kinder mit 15 Monaten auch mehr Vokabeln aus dieser Sprache.

Für ihre Studie begleiteten die Forscher Kinder aus rein englischen, rein spanischen und spanisch-englisch gemischten Haushalten über gut ein Jahr hinweg.

In regelmäßigen Abständen wurden die kleinen Probanden dabei Sprachtests unterzogen. Die Säuglinge trugen während der Tests eine leichte Kappe mit Elektroden, die ihre Hirnströme aufzeichneten. Damit konnten sie ganz normal spielen oder auf einer Decke liegen.

Umschwung nach zwölf Monaten In den Tests hörten die Kinder zunächst verschiedene Laute, die in beiden Sprachen vorkommen. Dazwischen ertönten ab und zu einzelne typisch spanische oder typisch englische Laute. Wenn das Gehirn diese kontrastierenden Sprachmuster erkenne, zeige sich im Elektroenzephalogramm (EEG) ein spezielles Signal, erklären die Forscher.

Bei den sechs bis neun Monate alten Kindern stellten die Forscher bereits einen deutlichen Unterschied fest: Das Gehirn einsprachiger Säuglinge reagierte in dieser Phase auf Sprachlaute sowohl aus dem Englischen als auch aus dem

Spanischen. Bei Kindern aus zweisprachigen Haushalten fanden die Forscher dagegen weder bei der einen noch bei der anderen Sprache das Hirnstromsignal.

Ein anderes Bild habe sich im Alter von zehn bis zwölf Monaten gezeigt, berichten die Wissenschaftler. In dieser Phase reagierte das Gehirn der einsprachigen Kinder nur noch auf Laute der Muttersprache. Zu dieser Zeit sei die Prägung auf diese Sprache offenbar bereits abgeschlossen, sagen die Forscher. Bei den Kindern aus zweisprachigen Familien sei das Hirnstromsignal dagegen erst in diesem Alter erstmals aufgetreten.

"Das Gehirn bilingualer Babys legt sich offenbar nach einem anderen Zeitplan auf eine Sprache fest als einsprachige", sagt Garcia-Sierra. Es bleibe offenbar länger flexibel - möglicherweise, um die große Vielfalt unterschiedlicher

Sprachlaute in zweisprachigen Umgebungen besser verarbeiten zu können.

Dass Kinder erstaunlich früh ein Gefühl für Sprache entwickeln, haben mehrere frühere Studien gezeigt. So haben Forscher im Oktober 2010 herausgefunden, dass Kinder bereits im Alter von fünf Monaten die menschliche Sprache von Tierlauten unterscheiden können . Bei einer anderen Untersuchung waren Babys im Alter von drei Monaten in der Lage, ganze Sätze zu erkennen.

boj/dapd

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Macht Übung wirklich den Meister?

Mechanismus des langfristigen Lernens aufgedeckt

Übung macht den Meister – nach diesem Motto gilt die häufige Wiederholung oft als die beste Methode, um etwas zu lernen. Umso erstaunter waren amerikanische Neurowissenschaftler daher, als sie in Experimenten feststellten, dass auf der Ebene einzelner Synapsen, den Verbindungen zwischen den Nervenzellen, eine häufige Wiederholung zunächst eher negative Effekte zu haben schien. In der Fachzeitschrift „Science“ berichten sie nun über den Mechanismus hinter diesem scheinbar paradoxen Effekt.

Vorherige Studien der Neurowissenschaftlerin Alison Barth von der Carnegie Mellon Universität hatten bereits gezeigt, dass es einen Zusammenhang gibt zwischen der Veränderbarkeit der Synapsen und dem Lernen und Gedächtnis. Nach gängiger Lehrmeinung stärkt wiederholtes Üben einer Tätigkeit oder Aufgabe bestimmte synaptische Verbindungen und verbessert damit das spätere Wiederaufrufen dieser Leistung. Welcher Mechanismus allerdings das langfristige Lernen durch Wiederholungen ermöglicht, war bisher weitgehend ungeklärt.

Dr. Jekyll und Mr. Hyde

Barth und ihr Team haben jetzt entdeckt, dass ein Rezeptor für die Substanz N-Methyl-D-Aspartat (NMDA) für dieses Lernen zwischen einer „guten“ und einer „bösen“ Rolle wechselt, ähnlich einer Art „Dr. Jekyll und Mr. Hyde“. Denn anfangs fördert der Rezeptor die Synapsenverbindung, nach einer bestimmten Zeit aber kehrt sich die Wirkung um und die Rezeptoren beginnen, die Synapsen zu schwächen und schienen damit sogar weiteres Lernen zu hemmen. Doch genau dieser Effekt lässt sich in der Praxis nicht beobachten. Stattdessen profitiert das Gedächtnis auch später noch von häufigen Wiederholungen.

„Wir wissen intuitiv, dass wir besser werden, je mehr wir etwas üben“, erklärt Barth. „Also musste es etwas geben, das auch nachdem die NMDA-Rezeptoren ihre Funktion umschalteten, die Synapsen weiterhin stärkten.“ Aber was? Um das herauszufinden, konzentrierte sich die Forscherin auf die Hirnrinde, den Bereich, in dem vor allem das langsamere, aber langanhaltendere Lernen stattfindet. Sie stellte fest, dass dabei tatsächlich deutlich andere molekulare Prozesse ablaufen als in den Hirnregionen, die für das schnelle, kurzfristige Lernen zuständig sind wie der Hippocampus.

Um der Sache näher auf den Grund zu gehen, blockierte Barth in einer Reihe von Experimenten systematisch verschiedene Rezeptoren im Gehirn, darunter auch den NMDA-Rezeptor und beobachtete den Effekt auf das Langzeitlernen. Sie nutzte dafür transgene Mäuse, bei denen gezielt die Gene für einzelne Rezeptoren deaktiviert oder aktiviert waren.

Ein zweiter Rezeptor mischt mit

Dabei zeigte sich Überraschendes: Zwar war der NMDA-Rezeptor für den Beginn der Synapsenstärkung und damit das erfolgreiche Lernen entscheidend, doch nach dieser Anfangsphase kam ein zweiter Rezeptor ins Spiel. Dieser so genannte metabotropische Glutamat Rezeptor (mGlu) gleicht offenbar in der späteren Lernphase die schwächende Wirkung des NMDA-Rezeptors aus und übernimmt die Stärkung der Synapsenverbindung.

„Die neuralen Mechanismen des Lernens und Gedächtnisses sind bisher nur wenig verstanden“, so Barth. „Dadurch, dass wir das Zusammenspiel von NMDA- und mGlu-Rezeptoren aufgedeckt haben, können wir nun besser verstehen, wie wir lernen. Vielleicht könnte uns das sogar eines Tages helfen, die Krankheiten besser zu verstehen, bei denen Lernen und Gedächtnis verlorengehen, wie beispielsweise Alzheimer.“

(NPO,Carnegie Mellon University,08.01.2008)

aus:

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