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Experten sind besser vernetzt

Schach ist für die Forscher um Robert Langner mehr als nur ein Spiel: Sie nutzen es in der Hirnforschung, um beispielhaft zu untersuchen, wie sich die Gehirne von Laien und Experten unterscheiden.

Die erste Fahrstunde in dichtem Verkehr: An einer Kreuzung ohne Ampel stehen vier Autos, die in verschiedene Richtungen blinken, und ein Radfahrer. Was der Fahrlehrer mit einem Blick erfasst, treibt dem Fahrschüler den Schweiß auf die Stirn. Klarer Fall, der Fahrlehrer ist Experte in Sachen Straßenverkehr, der Schüler ungeübter Anfänger. Kann man das nur an der äußeren Reaktion erkennen? Hirnforschern reicht das nicht. Sie möchten wissen, wie sich unterschiedliche Erfahrung im Gehirn widerspiegelt. Um das herauszufinden, hilft ihnen ein uraltes, jedoch hochkomplexes Spiel: Schach.

Dr. Robert Langner vom Jülicher Institut für Neurowissenschaften und MedizinWenige Figuren, klare Regeln, dennoch ist Schach hochkomplex. Laien spielen deutlich schlechter als Experten. Ideal für Hirnforscher Robert Langner, um herausfinden, wie sich unterschiedliche Erfahrung im Gehirn widerspiegelt.
Copyright: Forschungszentrum Jülich / Ralf-Uwe Limbach

Wieso sich ausgerechnet dieses Brettspiel für die Gehirnforschung eignet, verdeutlicht Dr. Robert Langner vom Jülicher Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-7): „Schach beruht auf überschaubaren und klar definierten Regeln und hat eine begrenzte Anzahl von Figuren. Gleichzeitig ist das Spiel aber hochkomplex, wie das wahre Leben.“ Außerdem gibt es ein etabliertes und objektives mathematisches Verfahren, um die Expertise eines Schachspielers präzise zu bestimmen, die sogenannte Elo-Zahl. Sie macht es möglich, einen direkten Bezug zwischen Erfahrung und den Aktivitäten im Gehirn herzustellen. Der Blick ins Gehirn offenbart dann auch deutliche Unterschiede: Im Gegensatz zu Anfängern nutzen geübte Spieler nicht nur eine Hälfte des Gehirns, sondern beide. Eine bestimmte Schläfenregion auf der rechten Seite wird beispielsweise nur bei Experten aktiviert. „Wir konnten zeigen, dass diese Region effizient in andere Hirnnetzwerke eingebunden ist. So können relevante Informationen über die Spielsituation und die Handlungsmöglichkeiten einzelner Objekte schnell und umfassend verarbeitet und bewertet werden“, sagt Langner.

Mit einem Blick Muster erkennen

Wie effektiv diese Verschaltung im Gehirn geübter Spieler sein muss, zeigt sich beim Blitzschach. In Bruchteilen von Sekunden erfassen sie die Situation auf dem Feld und führen einen sinnvollen Zug aus. Vergleicht man dabei die Augenbewegungen von Experten und Anfängern, wird ein weiterer Unterschied klar: Schachexperten fixieren nur einzelne, strategisch wichtige Figuren. Durch jahrelanges Üben und das Nachspielen von Partien erkennen sie spielspezifische Muster und räumliche Zusammenhänge auf dem Brett und wissen quasi „instinktiv“, wo sie hinschauen müssen, um eine Situation zu lösen. Bei Schachnovizen schweift der Blick über eine Vielzahl von Figuren, auch jene, die mit dem nächsten Zug nichts zu tun haben. In Aufnahmen mithilfe der funktionellen Kernspintomografie zeigte sich, dass im Gehirn der geübten Schachspieler Bereiche für das Erkennen von Objekten und auch für räumliche Zusammenhänge stärker aktiviert werden als bei Novizen. „Gezielte Wahrnehmung spielt auch bei ganz alltäglichen Situationen eine große Rolle“, so der Psychologe, „der erfahrene Autofahrer erkennt etwa das Stoppschild und weiß ohne langes Nachdenken, dass der von links oder rechts kommende Wagen jetzt Vorfahrt hat.“ Der Blick wird dabei sowohl bei geübten Schachspielern wie auch bei erfahrenen Verkehrsteilnehmern durch bestimmte Muster und räumliche Regelmäßigkeiten gesteuert. „Wäre das Stoppschild an einer völlig unerwarteten Stelle positioniert, würde es mit großer Wahrscheinlichkeit übersehen“, sagt Langner.

HintergrundÜbung macht den Meister: Ist das Gehirn auf das Wiedererkennen von Mustern trainiert, verstellt das mitunter auch bei ausgewiesenen Fachleuten den Blick auf Neues. In einem Schachrätsel für Fortgeschrittene stellte der Psychologe Prof. Merim Bilalić, selbst Schachmeister, die Figuren so, dass sich ein Schachmatt mit einer geläufigen 5-Zug-Strategie erreichen ließ. Ein Schachmatt wäre in der gleichen Situation aber genauso gut mit einer weithin unbekannten Lösung in nur drei Zügen möglich. Erfassten die Augen der Schachspieler das bekannte Muster zur 5-Zug-Lösung, konzentrierten sie sich auf diese und waren buchstäblich blind für die schnellere Variante. Wissenschaftler sprechen hier vom „Einstellungseffekt“, der auch die Urteilsfähigkeit von anderen Spezialisten wie zum Beispiel Juristen, Ärzten oder Personalfachleuten einschränken kann. So zeigen Studien, dass Radiologen sich oftmals auf die erste Unregelmäßigkeit konzentrieren, die ihnen ins Auge fällt. Dabei können andere Zeichen einer Erkrankung übersehen werden – wie zum Beispiel Schwellungen, die unter Umständen auf einen Tumor hinweisen. Im Schachexperiment waren erst Großmeister – also Experten mit enormer Erfahrung – in der Lage, den kürzeren 3-Zug-Weg zum Schachmatt zu erkennen.

Wenn Routine nicht ausreicht

Auch Schachexperten lassen sich verwirren. Experimente, die Langners Kollege Prof. Merim Bilalić an der Universität Tübingen durchführte, zeigten: Sind die Figuren ohne Konzept auf dem Spielfeld verteilt, irren die Blicke der Experten ebenso über die zufällige Anordnung wie die der Novizen. Ähnlich ergeht es selbst dem routiniertesten europäischen Autofahrer, der sich im Chaos einer indischen Verkehrskreuzung wiederfindet. „Wobei ,Chaos‘ relativ ist“, wirft Langner ein. „Denn chaotisch ist die Situation ja nur für denjenigen, der die lokalen Regeln nicht kennt.“

Brigitte Stahl-Busse

Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-7)