Kein Hirn fürs Rechnen

Martina Gröschl | aus HEUREKA 6/03 vom 10.12.2003

Einfache Subtraktionen versetzen das Gehirn in Rage, beim kleinen Einmaleins kann es kläglich scheitern. Hirnforscher suchen die Mathematik im Kopf und haben herausgefunden, dass sich unsere grauen Zellen nicht allzu gut zum Rechnen eignen. Und die deutsche Sprache macht es uns auch nicht gerade leichter.

Nadeln im Nacken. 1931 veröffentlichte William G. Lennox vom Institut für Neuropathologie der Harvard University einen Artikel mit dem Titel "Auswirkungen mentaler Arbeit auf die zerebrale Zirkulation". Das Kopfrechnen hatte des Forschers Neugier geweckt. Die Methodik war brutal und für die 24 Versuchspersonen, die an Lennox' Experiment teilnahmen, nicht ungefährlich: Lennox stach mit einer Nadel tief in den Nacken und entnahm aus einer Vene eine Blutprobe, während die Probanden Kopfrechenaufgaben zu lösen hatten.

Bei allen Versuchspersonen konnte im Blut eine deutliche Veränderung des Sauerstoffgehalts festgestellt werden. Nachdem in weiteren Versuchen ein verfälschender Einfluss der Nackennadel ausgeschlossen werden konnte, war der Nachweis erbracht: Kopfrechnen verbraucht Energie. Diese ist messbar und kann Aufschluss darüber geben, was beim Rechnen im Gehirn passiert.

Mittlerweile haben sich die Forschungsmethoden geändert. Bildgebende Verfahren wurden entwickelt, die einen Blick in den Kopf erlauben, ohne dass Nadeln in den Nacken gerammt werden müssen. Die ersten Bilder vom rechnenden Gehirn stammen aus den Achtzigerjahren. Zwei schwedische Forscher ließen Probanden von einer vorgegebenen Zahl immer wieder die Zahl Drei abziehen. Es zeigte sich schon damals, dass bereits zum Lösen einfacher Subtraktionsketten mehrere Bereiche im Gehirn rege zusammenarbeiten müssen. "Das eine Rechenzentrum gibt es nicht, sondern mehrere Lokalisationen, die spezifische numerische Leistungen unterstützen", sagt die Innsbrucker Neuropsychologin Margarete Delazer.

Schäden im Gehirn. Wie unabhängig die für den Umgang mit Zahlen zuständigen Bereiche im Gehirn funktionieren können, zeigen Menschen mit Hirnverletzungen. Mit Rechenaufgaben konfrontiert, geben sie verwirrende Einblicke. So beschreibt der französische Mathematiker und Neuropsychologe Stanislas Dehaene den Fall eines Patienten, der nach einer Verletzung in der linken Hirnhälfte zwar nicht mehr rechnen, die Ergebnisse aber richtig schätzen konnte.

Margarete Delazer studierte 1995 eine Patientin, der das Einmaleins völlig entfallen war. Trotzdem konnte sie Aufgaben wie sieben mal acht mit raffinierter Arithmetik lösen. Die deutschen Neuropsychologen Klaus Willmes und Hans-Christoph Nuerk berichten von einem Schlaganfallpatienten, der Zahlen nicht erkennt, wenn sie als Zahlwörter geschrieben sind, aber schon, wenn er sie als arabische Ziffern vor sich hat. Er kann problemlos die größere von zwei Zahlen bestimmen. Laut lesen kann er sie nicht.

Doch braucht es keine Hirnverletzung, um im Umgang mit Zahlen verwirrt zu sein. Die falsche Sprache genügt. Deutsch ist, wie Willmes und Nuerk in ihrer jüngsten Publikation darlegen, einer der Stolpersteine für den rechnenden Kopf. Die Zahlen Elf und Zwölf sind irregulär, von 13 bis 99 werden die Zahlen von rechts nach links gesprochen. Der Effekt ist, dass deutschsprachige Kinder größere Schwierigkeiten haben, Rechnen zu lernen, als zum Beispiel chinesischsprachige, die solche Zahlumkehrungen nicht kennen.

Poetisches Einmaleins. Probleme gibt es auch mit dem kleinen Einmaleins. Die Sprache macht dabei keinen Unterschied. Es wird in der Regel wie ein Gedicht auswendig gelernt und im Gehirn auch als solches behandelt. Mit entsprechenden Folgen auf das Vermögen, es sich zu merken. Laut Dehaene scheitern Erwachsene bei jedem vierten Versuch daran, acht mal sieben oder sieben mal neun richtig auszurechnen. Der Neuropsychologe führt dieses Versagen auf die verhängnisvolle Regelmäßigkeit der Multiplikationen zurück, die - würde man statt der Zahlen Worte setzen - zu einem Gedicht sinnloser und sich vor allem sehr ähnelnder Wortspiele werden.

Wenn das kleine Einmaleins und ein paar Subtraktionen schon derart anstrengen, wundert es nicht, wenn Forscher wie Dehaene die Fähigkeiten des Gehirns zur höheren Mathematik anzweifeln. Mit solchen Voraussetzungen kann es an langen Ketten logischer Operationen nur scheitern - und die sind für mathematische Beweisführungen nun einmal unabdingbar.

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