Lernsystem BACh 23.02.2016, 15:13 Uhr

So werden schnellere Fortschritte beim Klavierspielen gemacht

Durchschnittlich talentierte Klavierschüler haben mit einer Erfindung amerikanischer Wissenschaftler spielend leicht Choräle von Johann Sebastian Bach gelernt. Das System: Ein Computer erkennt Vermögen – oder Unvermögen – des Klavierschülers anhand seiner Gehirnaktivitäten und gibt ihm darauf abgestimmte Übungen auf. Die Forscher gehen davon aus, dass sich ihr Lernsystem auch in anderen Bereichen einsetzen lässt, zum Beispiel beim Lernen von Sprachen.

Es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen: Computerwissenschaftler von der Tufts University in Medford im US-Bundesstaat Oregon haben speziell für Klavierschüler ein computergestütztes Lernsystem namens BACh entwickelt, mit dem eher ungeübte Probanden nachweislich schneller lernten.

Es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen: Computerwissenschaftler von der Tufts University in Medford im US-Bundesstaat Oregon haben speziell für Klavierschüler ein computergestütztes Lernsystem namens BACh entwickelt, mit dem eher ungeübte Probanden nachweislich schneller lernten.

Foto: Jens Kalaene/dpa

Übung macht den Meister – das gilt nicht nur für Klavierspieler. Doch viel üben ist nicht gleich effektiv üben. Überforderung bremst den Lernerfolg ebenso wie Unterforderung. Computerwissenschaftler von der Tufts University in Medford im US-Bundesstaat Oregon haben speziell für Klavierschüler ein computergestütztes Lernsystem entwickelt und erprobt, mit dem eher ungeübte Probanden Choräle von Altmeister J.S. Bach nachweislich schneller erlernten und besser beherrschten, als wenn sie sie auf ihre gewohnte Weise einübten.

„BACh“ haben die Forscher ihre Erfindung passenderweise genannt. Die Abkürzung steht für „Brain Automated Chorales“. Der Clou: Der Computer ermittelt anhand der Gehirnaktivitäten des Schülers seine Lernkapazitäten und stimmt die Etüden, die er ihm aufgibt, darauf ab.

Bach-Choräle mit und ohne BACh

In einer Studie haben die Forscher jetzt die Ergebnisse eines Versuchs veröffentlicht. Daran nahmen 16 eher ungeübte Klavierschülerinnen und Schüler mit einem Durchschnittsalter von 21 Jahren teil. Die Probanden hatten zwei kontrapunktisch komponierte Klavierstücke von J.S. Bach einzuüben – also Stücke, in denen die rechte und linke Hand jeweils miteinander harmonierende aber selbstständige Stimmen zu spielen haben. Für jeden Bach-Choral hatten die Probanden jeweils 15 Minuten Zeit. Eines der beiden Stücke sollten die Probanden so einüben, wie sie es gewohnt waren. Das andere Stück trainierten sie mit Unterstützung von BACh.

Während die Probanden Klavier spielten wurde der Sauerstoffgehalt in der betreffenden aktiven Hirnregion gemessen. Daran lässt sich ablesen, wie stark der Schüler von der Übung gefordert ist.

Während die Probanden Klavier spielten wurde der Sauerstoffgehalt in der betreffenden aktiven Hirnregion gemessen. Daran lässt sich ablesen, wie stark der Schüler von der Übung gefordert ist.

Quelle: Tufts University

Dabei wurden den Teilnehmern funktionelle Nahinfrarotspektroskope (fNIRS) auf der Stirn befestigt. Die scannten während des Übens den Präfrontaler Cortex, einen Bereich im Gehirn, der an Gedächtnisleistungen und emotionalen Bewertungen beteiligt ist und mit dem Hirnforscher das Lernvermögen in Verbindung bringen. Mittels der Nahinfrarotspektroskopie können die Änderungen des Sauerstoffgehalts im Blut und damit Gehirnaktivitäten durch die Schädeldecke hindurch gemessen werden.

Am Sauerstoffgehalt in der betreffenden Hirnregion lässt sich ablesen, wie stark der Schüler von der Übung gefordert ist: Je schwieriger die Übung, umso mehr Energiebedarf besteht, ergo steigt der Sauerstoffgehalt. Nimmt er wieder ab, fällt dem Schüler die Übung zunehmend leichter. Im BACh-System signalisiert der sinkende Sauerstoffgehalt dem Computer, das der Schüler sich mit einem Übungsabschnitt zunehmend leichter tut und wechselt entsprechend zum nächsten Übungslevel.

Infrarotspektroskop misst Sauerstoffgehalt im Gehirn

Der Lernerfolg wurde im Anschluss anhand der gespielten Fehler, wie zum Beispiel falscher Töne oder einem unregelmäßige Tempo erfasst. Außerdem gaben die Probanden selbst eine Einschätzung ihrer Leistungen und des Systems ab. So fanden die Forscher heraus, dass ihre Probanden die Klavierstücke von J.S. Bach mit Unterstützung von BACh deutlich schneller erlernten und akkurater spielen konnten, als die Kontrollgruppe. Die Forscher gehen davon aus, dass BACh auch in anderen Bereich beim Lernen helfen kann – beim Lernen von Sprachen zum Beispiel.

Von Susanne Neumann

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