Das Zahlenverständnis der Kleinen

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Wie früh lernen Kinder, mit Zahlen umzugehen? Der Entwicklungspsychologe Piaget kam in den 50er Jahren zu dem Schluß, daß Vorschulkindern ein grundlegendes Konzept für Zahlen fehlt. In neuerer Zeit gibt es aber Thesen, die davon ausgehen, daß ein Konzept der natürlichen Zahlen von Geburt an vorhanden ist. Wissenschaftler zeigen nun, daß die Systeme, die an der raschen Abschätzung von Mengen beteiligt sind, sich bereits vor der Einschulung der Kinder entwickelten. Im Alter von fünf Jahren ist diese Fähigkeit fast so gut ausgeprägt wie bei Erwachsenen.

Durch neue bildgebende Verfahren ist es inzwischen bis zu einem gewissen Grad möglich, dem Gehirn bei der Arbeit zuzuschauen: Imaging-Techniken erlauben uns, die Bereiche des Gehirns, die aktiv sind während die Versuchsperson bestimmte Aufgaben durchführt, kartographisch zu erfassen. Oder die Aktivitäten können auf weniger präzise, jedoch weit flexiblere Weise mit Hilfe einer Reihe extern auf der Kopfhaut angeordneter Elektroden verfolgt werden. Ebenso kann der Zeitverlauf einer Aktivität während einer bestimmten Aufgabe verfolgt und dann mit der detaillierten Anatomie, die man durch Gehirn-Scans erhält, in Beziehung gebracht werden.

Elise Temple und Michael Posner vom Department of Psychology der University of Oregon brachten bei einer Gruppe fünfjähriger Kinder und einer Gruppe Erwachsener Elektroden auf der Kopfhaut auf, um die Gehirnaktivität messen zu können. Dann zeigten die Wissenschaftler den Versuchspersonen entweder Zahlen oder Punktmuster und fragten sie, ob die dargestellte Zahl größer oder kleiner als fünf sei. Die Beurteilung erfolgte über das Drücken einer entsprechenden Taste am Computer (Proceedings of the National Academy of Sciences vom 23. Juni 1998).

Es war keineswegs überraschend, daß die Erwachsenen diesen Test viel schneller durchführten als die Fünfjährigen. Die Erwachsenen benötigten ungefähr eine halbe Sekunde, um die richtige Taste zu drücken, während die Kinder nach ungefähr anderthalb Sekunden ihre Wahl trafen. Beide Gruppen brauchten länger, um ihr Urteil abzugeben, wenn die Zahl sehr nahe bei Fünf lag als wenn sie deutlich verschieden war. Die Forscher nennen dies den "Distanz-Effekt".

Die Wissenschaftler fanden jedoch auch, daß die zusätzliche Zeit, welche die Kinder benötigten, um die richtige Taste zu wählen, nicht nur die Zeit widerspiegelt, die sie für ihre Schätzung brauchten. Die Messungen zeigen eindeutige Unterschiede in den Aktivitätsmustern der Gehirne, die mit dem Distanz-Effekt zusammenhängen. Eine besondere Aktivitätsspitze, die vom Parietallappen (Lobus parientalis) des Gehirns ausging, zeigte dieselbe Zeitverzögerung, wie sie beim Auftreten des Distanz-Effekts gemessen wurde. Die Spitze gibt an, wann im Gehirn eine Entscheidung über relative Größen getroffen wurde und erscheint lange bevor die Taste gedrückt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß die Kinder ihr Urteil über die relative Größe der Zahl genauso schnell trafen wie die Erwachsenen – innerhalb von einer Fünftel Sekunde. Die allgemein langsamere Reaktion scheint widerzuspiegeln, daß es für Kinder schwerer ist, eine willkürlich mit einer Entscheidung verbundene Taste zu drücken. Oft mußten sie nach unten schauen, um die richtige Taste zu finden. Die Forscher sind der Meinung, daß diese Schwierigkeit, eine Verhaltensreaktion mit der gedanklichen Beurteilung einer Zahl in Zusammenhang zu bringen "bei Kinder dieses Alters möglicherweise auf eine grundlegendere Schwierigkeit zurückzuführen ist, die Organisation willentlicher Handlungen mit bestimmten Denkprozessen in Einklang zu bringen".

Nach Aussage der Wissenschaftler zeigen die Ergebnisse, daß der Gehirnbereich, der an der Abstraktion von Größenverhältnissen beteiligt ist – der untere Scheitellappenbereich der Hirnrinde (Lobus parientalis) –, sich vor dem Alter von fünf Jahren und vor dem Beginn einer richtigen mathematischen Ausbildung entwickelt und schon zu diesem Zeitpunkt auf Zahlenvergleiche reagiert.

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