Einleitung
In dieser Folge des Huberman Lab Podcasts ist Dr. Andrew Huberman zu Gast bei Dr. Terry Sejnowski, einem Computational Neuroscientist vom Salk Institute for Biological Studies. Gemeinsam erforschen sie die komplizierten Mechanismen des Gehirns und tauchen dabei in die Bereiche Computational Neuroscience, Algorithmen und die Frage ein, wie unser Gehirn lernt, sich anpasst und in verschiedenen Szenarien funktioniert. Das Gespräch deckt eine Reihe von Themen ab, von der Rolle des Dopamins bei der Motivation über den Wert des Schlafs bis hin zu modernen Lerntechniken. Die Folge ist reich an Erkenntnissen, die eine Brücke zwischen neurowissenschaftlicher Forschung und praktischen Anwendungen für den Alltag schlagen.
Wesentliche Erkenntnisse
- Dopamin spielt eine entscheidende Rolle bei der Steuerung unserer Motivation, nicht nur bei der Zielerreichung, sondern auch bei der Verfolgung von Zielen.
- Sowohl prozedurales Lernen (learning by doing) als auch kognitives Lernen sind für die Beherrschung komplexer Fähigkeiten notwendig.
- Schlafspindeln sind wichtig für die Konsolidierung von Erinnerungen, wobei bestimmte Medikamente wie Ambien ihre Häufigkeit erhöhen, allerdings mit Nebenwirkungen.
Zusammenfassungen
Computational Neuroscience und die Algorithmen des Gehirns
Dr. Sejnowski beginnt mit einer Erläuterung der Computational Neuroscience, wobei er sich darauf konzentriert, wie mathematische Modelle und Algorithmen uns helfen, die Gehirnfunktion zu verstehen. Er betont, dass vieles, was das Gehirn tut, mit Hilfe von Algorithmen erklärt werden kann, die im Wesentlichen aus Regeln oder Anweisungen bestehen, denen das Gehirn folgt, um Probleme zu lösen oder zu lernen. Ein bemerkenswerter Algorithmus, der diskutiert wird, ist die "Wertfunktion", die uns hilft, durch Versuch und Irrtum Handlungssequenzen zu erlernen, um ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen, z. B. die Beherrschung einer Fähigkeit wie Tennis oder das Erlernen eines neuen Fachs.
Die Diskussion hebt auch die Unterscheidung zwischen verschiedenen Analyseebenen in den Neurowissenschaften hervor, von molekularen und synaptischen Interaktionen bis hin zum Verhalten des gesamten Gehirns. Dr. Sejnowski erklärt, wie eine zwischengeschaltete "algorithmische Ebene" zwischen dem Verständnis der winzigen Details, wie Neuronen kommunizieren, und dem breiteren Verhalten, das sich aus dieser Kommunikation ergibt, liegt. Dieser Ansatz hilft, die Lücke zwischen Bottom-up- und Top-down-Methoden zur Untersuchung des Gehirns zu schließen.
Die Rolle von Dopamin und Lernprozessen
Dopamin, das als "Molekül der Motivation" bezeichnet wird, ist von zentraler Bedeutung dafür, wie wir Ziele verfolgen und aus unseren Erfahrungen lernen. Dr. Sejnowski erklärt, dass Dopamin uns nicht nur belohnt, wenn wir ein Ziel erreichen, sondern uns auch während des Prozesses der Zielerreichung motiviert hält. Diese kontinuierliche Rückkopplungsschleife verstärkt unseren Wunsch, weiter auf unsere Ziele hinzuarbeiten, ganz gleich, ob es sich um körperliche Ziele handelt, wie das Erlernen einer neuen motorischen Fähigkeit, oder um abstrakte Ziele, wie z. B. eine herausragende berufliche Laufbahn.
Sie gehen auch auf das prozedurale Lernen im Gegensatz zum kognitiven Lernen ein. Beim prozeduralen Lernen handelt es sich im Wesentlichen um Lernen durch Tun - das wiederholte Üben und Ausführen von Handlungen, bis sie automatisch werden. Diese Art des Lernens ist entscheidend für die Beherrschung körperlicher Fähigkeiten, während kognitives Lernen das Verständnis theoretischer Konzepte beinhaltet. Dr. Sejnowski betont, dass beide Arten des Lernens notwendig sind und dass moderne Bildungssysteme das prozedurale Lernen nicht vernachlässigen sollten, trotz des Bestrebens, den Unterricht zu vereinfachen und den Stress für die Schüler zu reduzieren.
Bedeutung des Schlafs und der Schlafspindeln
Das Gespräch verlagert sich dann auf die Bedeutung des Schlafs und konzentriert sich insbesondere auf die Schlafspindeln - kurze Ausbrüche der Gehirnaktivität, die während des Nicht-REM-Schlafs auftreten. Dr. Sejnowski erklärt, dass Schlafspindeln für die Konsolidierung von Erinnerungen und die Integration von neuem Wissen in die bestehende Gehirnstruktur entscheidend sind. Im Mittelpunkt der Diskussion steht ein Experiment mit Ambien, einem Schlafmittel, das die Zahl der Schlafspindeln erhöht und damit die Gedächtniskonsolidierung fördert. Dr. Sejnowski weist jedoch auch auf die Nachteile der Einnahme von Ambien hin, wie z. B. den möglichen Gedächtnisverlust bei Ereignissen, die nach der Einnahme des Medikaments eintreten.
Dr. Huberman und Dr. Sejnowski gehen auch auf die allgemeine Bedeutung des Schlafs für die Erhaltung der kognitiven Gesundheit ein und weisen darauf hin, dass der Schlaf nicht nur der Erholung des Körpers dient, sondern auch dem Gehirn die Möglichkeit gibt, das am Tag Gelernte neu zu organisieren und zu festigen. Sie erörtern, wie der REM-Schlaf, der oft mit Träumen in Verbindung gebracht wird, eine Rolle bei der Abstimmung des motorischen Systems und der Vorbereitung auf zukünftige Aktivitäten spielt. Dies verdeutlicht das Zusammenspiel zwischen den verschiedenen Schlafstadien und ihren jeweiligen Beiträgen zur Gesamtfunktion des Gehirns.
Lernen, wie man lernt, und prozedurale Praxis
Einer der fesselndsten Teile der Folge beinhaltet, dass Dr. Sejnowski einen massiven offenen Online-Kurs (MOOC) mit dem Titel "Lernen, wie man lernt" bespricht, den er gemeinsam mit Barbara Oakley entwickelt hat Dieser Kurs zielt darauf ab, Menschen effektive Lernstrategien zu vermitteln, unabhängig von Alter oder Bildungshintergrund. Dr. Sejnowski betont die Bedeutung sowohl kognitiver als auch prozeduraler Lernmethoden für die Aneignung neuer Fähigkeiten und weist darauf hin, dass effektives Lernen aktives Engagement, Übung und das Ausprobieren des Materials erfordert.
Sie gehen auch auf die Unterschiede zwischen den Generationen in Bezug auf die Lernstile ein, insbesondere mit dem Aufkommen der Technologie. Dr. Huberman weist darauf hin, dass jüngere Generationen sich leicht an die Nutzung moderner Technologien anpassen können, während ältere Generationen oft vor größeren Herausforderungen stehen, und zwar nicht wegen mangelnder Fähigkeiten, sondern aufgrund unterschiedlicher grundlegender Lernerfahrungen. Diese Diskussion verdeutlicht, wie wichtig es ist, in jungen Jahren eine solide Grundlage für das Lernen zu schaffen, die sich erheblich auf die Fähigkeit auswirken kann, später im Leben neue Fähigkeiten zu erlernen.
Verbindungsfähigkeit im Gehirn und Psychedelika
Die Episode geht auch auf die Rolle der Verbindungsfähigkeit des Gehirns ein, insbesondere im Zusammenhang mit psychedelischen Drogen wie Psilocybin. Dr. Huberman führt Studien an, die zeigen, dass Psilocybin die globale Konnektivität des Gehirns erhöht, so dass mehr Bereiche miteinander kommunizieren können. Man geht davon aus, dass dieses Phänomen einigen der therapeutischen Wirkungen zugrunde liegt, die bei der Behandlung von Krankheiten wie Depressionen beobachtet werden, da eine erhöhte Konnektivität dazu beitragen kann, starre Denkmuster aufzubrechen.
Dr. Sejnowski fügt hinzu, dass eine erhöhte Konnektivität zwar Vorteile haben kann, aber auch die Frage aufwirft, ob eine so weitreichende Kommunikation im Gehirn immer wünschenswert ist. Er zieht Parallelen zwischen dem Beschneidungsprozess, der während der frühen Entwicklung stattfindet - bei dem das Gehirn überflüssige Synapsen eliminiert, um effizientere Bahnen zu schaffen - und der Art und Weise, wie psychedelische Erfahrungen diese Beschneidung vorübergehend reduzieren könnten, was möglicherweise ein kreativeres und flexibleres Denken ermöglicht. Beide sind sich jedoch einig, dass mehr Forschung nötig ist, um die langfristigen Auswirkungen dieser Veränderungen vollständig zu verstehen.
Zusammenfassung
Diese Folge des Huberman Lab Podcasts bietet eine reichhaltige Erforschung der Funktionsweise des Gehirns und konzentriert sich auf die Algorithmen, die unser Verhalten steuern, die Bedeutung des Schlafs für das Lernen und die Möglichkeiten, wie wir unsere Lernprozesse optimieren können. Dr. Terry Sejnowskis Einblicke in die Computational Neuroscience, die Rolle von Dopamin bei der Motivation und die Bedeutung von Schlafspindeln bieten den Zuhörern praktische Hilfsmittel, um ihre kognitive Leistung und die allgemeine Gesundheit des Gehirns zu verbessern.
Für alle, die ihr Verständnis dafür vertiefen wollen, wie Lernen geschieht, oder die nach praktischen Ratschlägen suchen, wie sie besser lernen können, ist diese Folge mit wertvollen Informationen gefüllt. Dr. Huberman und Dr. Sejnowski betonen, dass sich die Technologie und die modernen Bildungsmethoden zwar weiterentwickeln, dass aber die Grundlagen des Lernens - Aufmerksamkeit, Übung und Schlaf - nach wie vor entscheidend sind, um unser volles Potenzial zu entfalten.