PFIFF Lehrwerk

PFiFF
Lehrwerk
FÖRDERUNG
EXEKUTIVER FUNKTIONEN
UND DER
SELBSTREGULATION IM SPORT
VERLAG
BILDUNG plus

Inhalt
Einleitung 4
Teil 1 Neuronale Grundlagen zum Lernen mit PFiFF und Pfote 6
1.1 Wie das Gehirn lernt 6
1.2 Die Plastizität des Gehirns 9
1.3 Aufbau und Funktionen des Gehirns 10
1.4 Hippokampale Neurogenese 14
1.5 Kortikale Plastizität 16
1.6 Der Neurotransmitter Serotonin 17
1.7 Motivation und Dopamin 20
Teil 2 Selbstregulation und exekutive Funktionen 21
2.1 Exekutive Funktionen – Grundlage für selbstreguliertes Verhalten 21
2.2 Sitz des exekutiven Systems 24
2.3 Entwicklung exekutiver Funktionen 24
2.4 Exekutive Funktionen, Selbstregulation und Lernleistung 26
2.5 Exekutive Funktionen und sozial-emotionale Entwicklung 27
2.6 Förderung exekutiver Funktionen und der 28
Selbstregulation in Kindergarten und Schule
2.7 Exekutive Funktionen und Selbstregulation spielerisch fördern 29
2.8 Exekutive Funktionen im und durch den Sport fördern 30
Fazit 31
Literatur 32
Herausgeber
Spiel und Sport plus e. V.
Text
Dr. Sabine Kubesch, INSTITUT BILDUNG plus
Illustration und Grafische Gestaltung
Sonja Hansen
c
2013 VERLAG BILDUNG plus UG (haftungsbeschränkt), Heidelberg
2. leicht veränderte Auflage
PFiFF ist eine Marke von Spiel und Sport plus e. V.
Kein Teil des Lehrwerks darf ohne schriftliche Genehmigung von
VERLAG BILDUNG plus fotokopiert oder in irgendeiner anderen Form reproduziert oder
in eine von Maschinen verwendbare Sprache übertragen oder übersetzt werden.

Da das Stirnhirn nicht einzelne Informationen, sondern allgemeine
Regeln speichert, können diese Regeln auf andere Lernbereiche übertragen
werden. Ist das Sportangebot für Kinder und Jugendliche also
darauf ausgerichtet, die Selbstregulation der jungen Sportlerinnen und
Sportler zu fördern, kann die im Sport erlernte Selbstregulationsfähigkeit
in anderen Bereichen und Lernsituationen eingesetzt werden.
Einleitung
PFiFF zielt auf die Förderung exekutiver Funktionen und der Selbstregulation
von Kindern und Jugendlichen im Sport ab. Die Fähigkeit
zur Selbstregulation ermöglicht es den Heranwachsenden, ihre
Aufmerksamkeit, ihr Verhalten und ihre Emotionen bewusst steuern
zu können. Diese Fähigkeiten sind grundlegende Voraussetzungen
für schulische Lernleistungen und für eine gesunde sozial-emotionale
Entwicklung.
Der Selbstregulationsfähigkeit liegen die sogenannten exekutiven
Funktionen des Stirnhirns zugrunde. Das sind wichtige Gehirnfunktionen,
die von einem spielerischen kognitiven und körperlichen Training
profitieren. Um die Lernleistung von Kindern und Jugendlichen zu verbessern
und sie auf das Leben vorzubereiten, sollten ihre exekutiven
Funktionen und die Selbstregulation gezielt und umfassend gefördert
werden.
Ein Pfiff symbolisiert im Sport regelgeleitetes Handeln. Er hat vielfältige
Bedeutungen in Abhängigkeit von der Sportart, seiner Länge und der
Anzahl der erfolgten Pfiffe. Er kann ein Startsignal sein, eine Spielunterbrechung
kennzeichnen, für einen Torerfolg oder ein verübtes Foul
stehen. Er steuert den Spielablauf und unterstützt die Athleten in ihrer
Selbstregulationsfähigkeit. Gleichzeitig können Pfiffe dazu eingesetzt
werden, die exekutiven Funktionen von Kindern und Jugendlichen im
Sport zu trainieren.
Das PFiFF-Lehrwerk wurde von Spiel und Sport plus e. V. in seiner ersten
Fassung für den Badischen Sportbund Nord e. V. und dessen gleichnamiges
Kooperationsprogramm von Kindergarten und Sportverein entwickelt.
Trägermitglieder von Spiel und Sport plus e. V. sind aktuell der
Badische Sportbund Nord e. V. und das INSTITUT BILDUNG plus.
Das Lehrwerk von PFiFF ist in zwei Teile gegliedert. Der erste Teil
vermittelt neuronale Grundlagen des Lernens. Dabei wird die große
Bedeutung von körperlicher Aktivität für Lernprozesse deutlich. Die
neurobiologischen Grundkenntnisse tragen dazu bei, die im zweiten
Teil beschriebenen wissenschaftlichen Erkenntnisse zu den exekutiven
Funktionen und ihrem Einfluss auf die Selbstregulationsfähigkeit von
Kindern besser einordnen und verstehen zu können.
Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Lesen und bei der Umsetzung der
gewonnenen Erkenntnisse in die sportliche Arbeit mit kleinen und großen
Athleten.
Dr. Sabine Kubesch
Spiel und Sport plus e. V.

Teil 1 Teil 1
Teil 1: Neuronale Grundlagen
zum Lernen mit PFiFF und Pfote
PFiFF ist nicht nur der Name dieses Lehrwerks, sondern auch der Name
des kleinen Sportlers mit Pfeife und Feder. Gemeinsam mit seinem Freund
Pfote unterstützt uns PFiFF dabei, die beschriebenen wissenschaftlichen
Erkenntnisse in anschaulicher Weise zu vermitteln. Dann starten wir mal
– mit den neuronalen Grundlagen zum Lernen!
1.1 Wie das Gehirn lernt
„Das menschliche Gehirn ist in etwa so groß wie eine Kokosnuß, hat die Gestalt einer Walnuß, die Farbe
roher Leber und die Konsistenz kalter Butter“ (Carter 1999, 15), so ließe sich das Gehirn mit einem groben Blick
von außen beschreiben. Die Gehirnforschung (Neurowissenschaft) ermöglicht, insbesondere durch den Einsatz
moderner bildgebender Verfahren, einen detaillierten Blick nicht nur auf das Gehirn, sondern auch in sein
Inneres. Diese Verfahren erlauben es zudem, die Abläufe im Gehirn zu beobachten und Informationen über seine
Funktionsweise zu erhalten.
Lernen vollzieht sich im Gehirn – ganz gleich, ob es um das Lernen eines Bewegungsablaufs, eines Sachverhalts
oder der Selbstregulation geht. Das Gehirn bezeichnet man deshalb auch als unser Lernorgan. Aus diesem Grund
ist es sinnvoll, ein Verständnis davon zu erhalten, welche neuronalen Mechanismen sich beim Lernen im Gehirn
vollziehen. Dies gilt vor allem für Menschen, die Kinder und Jugendliche in ihrer Entwicklung und damit im
Lernen begleiten und unterstützen.
Das erwachsene Gehirn besteht aus schätzungsweise 100 Milliarden Nervenzellen. Das sind sogenannte
Neuronen, deren Aufgabe darin besteht, Informationen zu speichern und zu verarbeiten bzw. an andere
Neuronen weiterzugeben. Sehen wir uns eine Nervenzelle etwas genauer an:
Dendriten
Jedes Neuron besteht aus:
einem Zellkörper (darin enthalten ist ein Zellkern),
zahlreichen verzweigten Dendriten und
einem langen Axon.
Über das Axon leitet das Neuron Informationen an andere Neuronen weiter. Die Axone können an den Dendriten
und am Zellkörper der Empfängerneuronen ansetzen und die Informationen in Form von elektrischen Nervenimpulsen
(Aktionspotenzialen) übertragen. Die Übertragung der Aktionspotenziale von einem Neuron zu einem
anderen findet auf chemischem Weg an den Synapsen statt (Spitzer 2002).
Da jede der etwa 100 Milliarden Nervenzellen mit bis zu 10.000 anderen Nervenzellen in Verbindung treten
kann, ergeben sich daraus etwa 100 Billionen Synapsen. Wir bewegen uns hier also in einem Zahlenraum von
kaum vorstellbarer Größe. 100 Billionen, das sind ausgeschrieben 100.000.000.000.000 Synapsen, an denen
Aktionspotenziale übertragen werden.
Trifft ein Aktionspotenzial an einer Synapse ein, öffnen sich Bläschen (Vesikel) im Innern der Synapse. Aus diesen
Vesikeln strömen Überträgerstoffe (Neurotransmitter) aus, die mit der Wand der Synapse verschmelzen. Auf diese
Weise kann der Neurotransmitter freigesetzt werden und ein nachgeschaltetes Neuron aktivieren (Spitzer 2002).
Diese Erregung kann schwach oder stark ausfallen. Ob ein Nervenimpuls eine starke oder schwache Erregung am
Empfängerneuron erzeugt, hängt nicht vom Impuls selbst ab (dieser ist immer gleich und entweder vorhanden
oder nicht), sondern von der Synapsenstärke. Ist die synaptische Verbindung stark, wird das nachgeschaltete
Neuron stark erregt. Ist die Verbindung schwach, bewirkt der eingehende Impuls am Empfängerneuron keine
Veränderung (Spitzer 2002).
Schematische Darstellung zur
Übertragung von Nervenimpulsen
(modifiziert nach Spitzer
2002). Ein Nervenimpuls tritt
an einer Synapse ein. Im Innern
der Synapse öffnen sich Vesikel,
aus denen Neurotransmitter ausströmen
und mit der Wand der
Synapse verschmelzen. Dadurch
wird ein nachgeschaltetes Neuron
erregt.
Zellkörper
Synapsen
Hier tritt der gleiche Impuls
bei einer anderen Synapse ein.
Der Impuls bewirkt jedoch nur
eine geringe Ausschüttung von
Neurotransmittern, wodurch das
nachgeschaltete Neuron nicht
erregt wird. Die synaptische Verbindung
ist zu schwach.
Axon
Schematische Darstellung von Neuronen (modifiziert nach Spitzer
2002). Das Neuron erhält am Zellkern und an seinen Dendriten
eingehende Impulse anderer Neuronen. Diese Impulse verarbeitet
das Neuron. Über sein langes Axon kann das Neuron selbst Impulse
weiterleiten.
Wie stark oder schwach die Synapsenstärke ist, hängt davon ab, wie viele Impulse die Synapse zuvor
erreicht haben. Die Veränderung der Synapsenstärke kann sich innerhalb von Sekunden bis mehreren
Stunden vollziehen. Sie ist gebrauchsabhängig und wird von uns und unseren Erfahrungen
bestimmt (Spitzer 2002).

Teil 1 Teil 1
Das bedeutet, dass diese molekularbiologischen Prozesse auch bei Ihnen beim Lernen und Verstehen der
beschriebenen Sachverhalte ablaufen. Auch bei Ihnen verändern sich die Synapsengewichte – mit PFiFF sozusagen
–, ohne dass Sie davon etwas spüren. Synapsen können durch ihren Gebrauch wachsen, wodurch sich
ihre Verbindung und Übertragung verbessert. Umgekehrt bilden sich Synapsen, die nicht beansprucht werden,
wieder zurück. Dafür gibt es im Amerikanischen die schöne Bezeichnung: „Use it or loose it.“ (Benutze es oder
verliere es) (Kempermann 2012).
Es kommt also auf das Wiederholen bzw. auf das Üben an, ganz gleich, ob beim Vokabellernen, beim Erlernen
von Regeln, von Einstellungen und Haltungen oder beim Erwerb von Fertigkeiten und Fähigkeiten (Spitzer 2002).
Das gilt auch für den Sport. Wenn wir einen neuen Bewegungsablauf oder eine neue Sportart erlernen, dann
müssen wir trainieren. Je öfter das Training stattfindet, desto besser werden wir. Ebenso verhält es sich mit dem
Lernen der Selbstregulation. Je häufiger Kinder die Möglichkeit erhalten, ihre Emotionen, ihre Aufmerksamkeit
und ihr Verhalten zu steuern, desto besser lernen sie diese Fähigkeiten und entsprechend verändern sich ihre
Synapsenstärken in den Gehirnstrukturen, die für das Erlernen der Selbstregulation zuständig sind.
Das Gegenteil sollte jedoch der Fall sein. In solchen und weiteren Situationen sollte auf das Einhalten von klaren
Verhaltensregeln so lange geachtet werden, bis die Heranwachsenden schließlich gelernt haben, sich entsprechend
den Regeln zu verhalten. Und das geht nur über die dafür notwendigen Veränderungen an den Synapsen.
Wissenstransfer mit PFiFF
Lernen findet im Gehirn an den Synapsen statt. Da Synapsen langsam
lernen, müssen wir wiederholen, um zu lernen. Das gilt für das
motorische Lernen ebenso wie für das Erlernen der Selbstregulation.
Beides geht bei PFiFF Hand in Hand. Das Erlernen der Selbstregulation
benötigt also, wie das Training im Sport, viel Zeit und Übung.
Es erfordert von den Pädagogen, Übungsleitern und Trainern vor
allem eines: Geduld. Geduld insbesondere mit Kindern, die zunächst
noch größere Schwierigkeiten damit haben, ihr Denken, ihr Verhalten
und ihre Emotionen zu regulieren. Da das Gehirn nicht einzelne Erfahrungen,
sondern allgemeine Regeln speichert, unterstützen klare wiederkehrende
Regeln, Strukturen und Rituale Kinder und Jugendliche
dabei, sich zunehmend besser steuern zu können.
1.2 Die Plastizität des Gehirns
Der vertraute Kommentar: „Das hab’ ich Dir doch schon ein paar Mal gesagt“, ist zwar nachvollziehbar, aber nicht
hilfreich. „Das werden wir immer wieder üben“, entspricht dagegen weit mehr der Funktionsweise des Gehirns.
Dabei merkt sich das Gehirn nicht jede einzelne Erfahrung, was auch nicht sinnvoll wäre, sondern leitet aus den
vielfältigen einzelnen Erfahrungen allgemeine Regeln ab.
Man geht davon aus, dass Gehirne zur Steuerung von Bewegungen entstanden sind und dass in der Evolution
zunächst Kognition nur über Bewegung möglich war (Kempermann 2012). Aus diesem Grund verwundert
es nicht, dass körperliche Aktivität selbst höhere geistige Leistungen und dabei insbesondere die exekutiven
Funktionen beeinflusst, die der Selbstregulation zugrunde liegen (siehe Abschnitt 2.8).
Wenn man sich bewegt, steigt gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit einer kognitiven Reaktion. Das Gehirn eines
körperlich aktiven Menschen stellt sich auf diesen Zusammenhang ein, indem es ein erhöhtes Potenzial für
strukturelle Plastizität und Anpassungsfähigkeit zur Verfügung stellt (Kempermann 2012). Die Anpassungsvorgänge
im Zentralnervensystem, die durch unsere Lebenserfahrungen – und damit auch durch den Sport –
bestimmt werden und wodurch alle Gehirne einzigartig sind, bezeichnet man als Neuroplastizität (Spitzer 2002).
Je früher das Potenzial für eine erhöhte Plastizität des Gehirns angelegt wird, desto größer und langanhaltender
ist der Nutzen.
Klare Regeln (z. B. bei der Übungserklärung: Aufstellung in Stirnreihen,
die Aufmerksamkeit auf die Übung, den Vorturner und Trainer lenken)
und Rituale (beim Aufstellen: Hände in die Hüften oder hinter den Rücken)
unterstützen die Selbstregulationsfähigkeit von Kindern im Sport.
Paul und Ole werden sich deshalb später nicht mehr daran erinnern, dass sie in der Turnstunde vor drei Wochen
beim Anstellen miteinander gekämpft haben. So werden auch Lilli und Emma vergessen, was sie sich Schönes
zu sagen hatten, als Felix Leni getreten hat. Diese einzelnen kleinen Informationen und Erlebnisse werden sie
vergessen. Die allgemeine Regel, die die Kinder aber aus solchen wiederkehrenden Situationen im Sport ableiten
werden, ist die, dass man beim Warten nicht aufmerksam sein muss und andere Kinder ärgern darf.
Die durch körperliche Aktivität bedingten Anpassungsvorgänge vollziehen sich bereits im Fetalstadium. Bewegung
zählt zu den wichtigsten Stimulationen des fetalen Gehirns (Eliot 2002). Die Anpassungsvorgänge werden
sowohl durch die Bewegungen des Fötus als auch durch die der Mutter angeregt. Wissenschaftler gehen davon
aus, dass sportliche Aktivität der Mutter während der Schwangerschaft die Plastizität des kindlichen Gehirns
überdauernd erhöht und damit nicht nur Gedächtnisleistungen (Kim et al. 2007), Lernprozesse (Parnpiansil
2003) und Selbstregulation (Clapp, Lopez u. Harcar-Sevcik 1999) in der Kindheit positiv beeinflusst, sondern auch
einen langanhaltenden Schutz vor altersbedingten sowie vor neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen
bieten kann (Herring et al. 2012, Kempermann 2012).
Die Neuroplastizität ist jedoch nicht auf eine bestimmte Phase beschränkt, sondern läuft während des gesamten
Lebens eines Organismus ab – zunächst sehr schnell, später langsamer (Spitzer 1996). Altersbedingte Unterschiede
in der Anpassungsfähigkeit von Gehirnen zeigen sich nicht nur beim Menschen, sie wurden auch im

Teil 1
Teil 1
Tierexperiment nachgewiesen. In einer Studie an der Stanford Universität wurden
jungen Eulen Prismenbrillen aufgesetzt, die ihre Blickrichtung und damit
ihre Wahrnehmung veränderten. Nach drei Wochen hatten sich die Jungtiere
an die neue Perspektive gewöhnt. Als sie erwachsen waren, konnte man ihnen
die Brillen beliebig auf- und absetzen. Sie hatten keine Umstellungsprobleme.
Eulen dagegen, denen Prismenbrillen nicht in der Kindheit, sondern erst dann
aufgesetzt wurden, als sie ausgewachsen waren, lernten nicht mehr, sich an die
neue Wahrnehmung zu gewöhnen (Knudsen 1998).
Dieses Tierexperiment lässt sich auf den Menschen und auf den Sport übertragen. Die schnelle
Umstellungsfähigkeit (kognitive Flexibilität) ist eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg in Schule
und Beruf. In einem vielseitigen Sportangebot ist das Training der kognitiven Flexibilität auf spielerische Art und
in nahezu unbegrenzter Vielfalt möglich: Der schnelle Wechsel von Verteidigung auf Angriff in vielen Sportspielen
sowie das Training der Umstellungsfähigkeit bei variablem taktischen Vorgehen, die Rhythmusvorgabe
durch die Musik beim Tanzen, die veränderte Körperwahrnehmung beim Schwimmen oder beim Skifahren, die
unterschiedlichen Wurftechniken der Leichtathletik, die Flugphasen und Rotationen um die eigene Körperachse
beim Turnen und der Waldlauf im Dunkeln, all dies sind nur wenige Beispiele für das Potenzial an Anpassungsleistungen,
die der Sport bietet.
Scheitellappen (Parietallappen) Der Scheitellappen steuert das Tastgefühl und die
Körperwahrnehmung.
Hinterhauptslappen (Okzipitallappen) Im Hinterhauptslappen werden vorwiegend
visuelle Informationen verarbeitet.
Stirnlappen
Sulcus centralis (Zentralfurche)
Scheitellappen
Durch den Sport trainiert man also nicht nur den Körper, sondern auch die Anpassungsfähigkeit und somit die
Plastizität des Gehirns. Da das kindliche Gehirn plastischer und damit trainierbarer ist als das von Erwachsenen,
sollte es Kindern frühzeitig ermöglicht werden, auf vielfältige Weise sportlich aktiv zu sein. Ein großes und qualitativ
hochwertiges Sportangebot in Kindergärten, Schulen und Vereinen ist deshalb so bedeutsam, weil in einer
wichtigen Entwicklungsphase des Gehirns auf seine Strukturen und
Funktionen eingewirkt wird, wodurch die Neuroplastizität und Lernprozesse
überdauernd gefördert werden.
Bevor wir auf zwei bedeutende Formen von Neuroplastizität eingehen
werden – auf die hippokampale Neurogenese (Abschnitt 1.4) und die
kortikale Plastizität (Abschnitt 1.5) –, befassen wir uns zunächst mit
dem Aufbau und den Funktionen des Gehirns.
Schläfenlappen
Sulcus lateralis (Zentralfurche)
Hinterhauptslappen
1.3 Aufbau und Funktionen des Gehirns
Wir haben eingangs das Aussehen des Gehirns mit einer Walnuss verglichen. Damit sind die beiden Hälften
der Großhirnrinde (Kortex) mit ihrer gefalteten Struktur gemeint. Diese Faltungen sind im Laufe der Evolution
entstanden, da das Volumen der Großhirnrinde schneller gewachsen ist als der Schädel. Die Furchen bezeichnet
man als Sulci (Singular: Sulcus), die Windungen als Gyri (Singular: Gyrus) (Kandel, Schwartz u. Jessel 1996).
Jede Großhirnhälfte besteht aus vier Lappen, deren Grenzen entlang der wichtigsten Sulci (centralis und lateralis)
festgelegt wurden (Kandel, Schwartz u. Jessel 1996):
Stirnlappen (Frontallappen) Der Stirnlappen ist für die höchsten Gehirnfunktionen
und die Bewegungskontrolle zuständig.
Schläfenlappen (Temporallappen)
Der Schläfenlappen ist am Hören, an Lern- und
Gedächtnisprozessen sowie an der Verarbeitung
von Emotionen beteiligt.
Obwohl man den Eindruck hat, das Gehirn sei vollkommen symmetrisch aufgebaut (bis auf die Zirbeldrüse sind
alle Bestandteile des Gehirns in beiden Großhirnhälften angelegt), ist das nicht der Fall. Gleiches gilt für die
Funktionen des Gehirns. Jede der beiden Hirnhälften hat ihre eigenen Stärken und Schwächen. Während zum
Beispiel Wahrnehmungsleistungen in der rechten Hirnhälfte besser ablaufen, ist die Fähigkeit zu sprechen in
der Regel eine Leistung des linken Schläfenlappens. Weitere Unterschiede zeigen sich bei der Verarbeitung von
sensorischen und motorischen Informationen. Die rechte Großhirnhälfte steuert schwerpunktmäßig die
sensorischen und motorischen Prozesse der linken Körperseite, die linke Großhirnhälfte dagegen die der rechten
Körperhälfte (Kandel, Schwartz u. Jessel 1996).
Hinten unterhalb der Großhirnrinde befindet sich das Kleinhirn (Cerebellum), das mit dem Stammhirn verbunden
ist. Das Kleinhirn, das eine stark gefurchte Oberfläche aufweist, reguliert Kraft und Ausmaß von Bewegungen und
ist am Erwerb motorischer Fertigkeiten beteiligt. Es empfängt sensorische Informationen aus dem Rückenmark,
motorische Informationen aus der Großhirnrinde und Informationen über das Gleichgewicht aus dem Innenohr.
Über all diese Informationen ist das Kleinhirn in der Lage, Bewegungsabläufe zu planen, die Skelettmuskulatur zu
koordinieren und die Körperhaltung zu kontrollieren (Kandel, Schwartz u. Jessel 1996).

Teil 1
Teil 1
Kleinhirn
Hirnstamm
Rückenmark
Der Hirnstamm geht nach unten in das Rückenmark über. Es empfängt sensorische Informationen von Haut,
Gelenken und Muskeln und übermittelt diese an das Gehirn. Informationen aus dem Gehirn leitet der Hirnstamm
an das Rückenmark weiter. Des Weiteren reguliert der Hirnstamm Wachheits- und Aufmerksamkeitszustände,
kontrolliert Verdauung, Atmung und Herzschlag und gibt Informationen über Bewegungen von der Großhirnrinde
zum Kleinhirn weiter (Kandel, Schwartz u. Jessel 1996).
Die beiden Großhirnhälften stehen über das Corpus callosum (Balken) in Kontakt. Dieses große Faserbündel
leitet ständig Informationen zwischen den beiden Hirnhälften hin und her.
Über das Corpus callosum findet der Informationsaustausch
zwischen den beiden Großhirnhälften statt (modifiziert nach
Carter 1999).
Wissenstransfer mit PFiFF
Nehmen wir unser Wissen zum Aufbau und zu den Funktionen des Gehirns einmal mit PFiFF und Pfote
auf das Spielfeld. Pfote wurde gerade bei einem entscheidenden Spiel um die Handballmeisterschaft
gefoult. Der Schiedsrichter gibt einen Siebenmeter, den Pfote selbst ausführt. Er schnappt sich den Ball
und geht damit zum Siebenmeterpunkt.
Über seinen sensorischen Kortex im Scheitellappen erhält Pfote Informationen über den Druck des
Balles in seiner rechten Hand, aber auch über die Position seiner Arme, Beine und des Rumpfes im
Raum. Damit der Ball den Weg ins Tor finden kann, ist Pfotes Kleinhirn gefordert, das die Bewegungsabläufe,
die zum Torwurf führen, koordiniert. Gleichzeitig muss sein Motorkortex im Stirnlappen alle
notwendigen Befehle zum Halten und Werfen des Balles gezielt an die entsprechenden Muskeln seines
Körpers leiten.
Mit dem Hinterhauptslappen erkennt Pfote den Torhüter der Gegenmannschaft: Es ist PFiFF, der beste
Keeper der Liga! Pfote wird zunehmend nervös. Seine Mandelkerne im limbischen System lassen Puls,
Blutdruck und Muskelspannung über den Hirnstamm ansteigen. Jetzt nur nicht die Nerven verlieren
und tief durchatmen, das beruhigt die Mandelkerne.
Nun wählt Pfote über das Stirnhirn die Ecke aus, in die er den Ball werfen will. Doch Vorsicht Pfote, auch
PFiFF ist gut vorbereitet. In seinem Hippokampus hat PFiFF abgespeichert, dass Pfote in entscheidenden
Spielsituationen meistens in die rechte obere Ecke zielt. Da ertönt der Pfiff des Schiedsrichters, den
Schütze und Torhüter über ihre Schläfenlappen hören. Der Siebenmeter ist freigegeben …
Limbisches System
Unterhalb des Corpus callosum befindet sich der Hippokampus
(Seepferdchen) und die Amygdala (Mandelkern),
die dem limbischen System zugeordnet werden.
Der Hippokampus spielt eine bedeutende Rolle für
das Gedächtnis (Abschnitt 1.4). Die Amygdala gilt im
Zusammenhang mit der Verarbeitung von Emotionen
(Gefühlen) als die wichtigste Struktur des limbischen
Systems.
Amygdala
Hippokampus
Das Werfen eines Balles gilt in der Neurowissenschaft als eine einfache Willkürbewegung, die tatsächlich hochkomplex
abläuft und hier in vereinfachter Form dargestellt wurde. Beim Sport ist im Grunde das ganze Gehirn
gefordert. Da kommt selbst der Hippokampus zum Einsatz, den man auf den ersten Blick nicht mit dem Sport in
Zusammenhang bringen würde. Später erfahren Sie außerdem, dass Struktur und Funktionen des Hippokampus
insbesondere von Ausdauerbelastungen in hohem Maße profitieren.

Teil 1
Teil 1
1.4 Hippokampale Neurogenese
Der Hippokampus ist notwendig für
deklarative
(verbalisiertes Wissen
über Fakten und Ereignisse)
episodische
(Erinnerungen an persönlich erfahrene Ereignisse)
räumliche
Lern- und Gedächtnisprozesse
Die Hauptstadt
von Deutschland ist Berlin.
Die Hauptstadt
von Frankreich ist Paris.
Die Hauptstadt
von Italien ist Rom.
Die Hauptstadt
von Schweden
ist Stockholm.
Zeitung lesen, ohne dass uns die Nachrichten langweilen würden, und wir müssten uns bei jedem Treffen neu
vorstellen, weil wir dies schon bei der nächsten Begegnung vergessen hätten.
Die Neubildung von Nervenzellen im Hippokampus wird durch körperliche Aktivität entscheidend angeregt,
wodurch dem Sport ein über viele Jahre unbekannter bedeutender Stellenwert im Hinblick auf die Förderung
kognitiver Funktionen zukommt. Körperliche Aktivität in Form von Ausdauerbelastungen fördert das Neuronenwachstum
im Hippokampus, indem sich neurale Stammzellen zu neuronalen Vorläuferzellen weiterentwickeln,
an ihren Zielort wandern und dort zu funktionsfähigen Neuronen werden. Die Anzahl der neu gebildeten Nervenzellen
lässt sich dabei durch körperliches Training verdoppeln (Ameri 2001).
Während körperliche Aktivität die hippokampale Neurogenese stimuliert, kann sich wiederholter Stress schädigend
auf die Hippokampusformation auswirken (McEwen 1999). So wurde die verstärkte Neubildung von
Nervenzellen nur bei freiwilliger und nicht bei erzwungener körperlicher Belastung nachgewiesen (Ameri 2001).
Zwar scheint Stress das Überleben der neu gebildeten Neuronen nicht direkt zu beeinflussen, er führt jedoch zu
einem Rückgang der Neurogenese und, darüber hinaus, zu einem allgemeinen reversiblen, aber auch irreversiblen
Verlust von hippokampalen Neuronen (Ameri 2001, McEwen 1999). Stresshormone bewirken zum einen, dass
das Gehirn weniger Glukose aufnehmen kann, wodurch sich
das Energieangebot verringert. Zum anderen erhöhen sie die
PFiFF
Toxizität des Neurotransmitters Glutamat. Beide Faktoren
Pfote
führen zu Schäden am Hippokampus und dadurch zu einer
Leistungsminderung hippokampaler Funktionen. In weiterer
Folge kann chronischer Stress zum Zelluntergang im Hippokampus
beitragen und sich damit ebenfalls ungünstig auf das
Lernen und das Gedächtnis auswirken (Spitzer 2002).
In dieser Gehirnstruktur wurde 1998 eine unerwartete und zugleich bedeutende Form von Neuroplastizität
entdeckt: die Neubildung von Nervenzellen, die man als Neurogenese bezeichnet (Eriksson et al. 1998).
Zu diesem Zeitpunkt war allerdings noch nicht eindeutig geklärt, ob diese Erkenntnisse nicht nur von struktureller,
sondern auch von funktioneller Bedeutung sind. Dabei ging es in erster Linie um die Frage nach der
Integration neuer Nervenzellen in bereits bestehende Neuronenverbände und darum, ob durch die hippokampale
Neurogenese Lernprozesse entscheidend verbessert werden können (Unger u. Spitzer 2000). Im Jahr 2000
wurde schließlich der Nachweis erbracht, dass die neu gebildeten Neuronen tatsächlich mit den bestehenden
neuronalen Netzwerken synaptisch verschaltet werden. Auf diese Weise spielen sie eine bedeutende Rolle bei
dem Wiedererwerb von Fähigkeiten, die durch Neuronenuntergang verloren gegangen sind (Scharff et al. 2000).
Im darauffolgenden Jahr zeigte sich, dass die nachwachsenden Neuronen im Hippokampus für Lernprozesse
wichtig sind und ein schnelleres Lernen ermöglichen als ältere Nervenzellen (Spitzer 2002). In Bezug auf räumliche
Gedächtnisprozesse werden die neu gebildeten Neuronen bevorzugt beim Lernen und Erinnern von neuen
Gedächtnisinhalten aktiviert (Kee et al. 2007).
PFiFF
Diese Erkenntnisse sind faszinierend, ging man noch bis in die
Pfote 1990er-Jahre davon aus, dass ein Nachwachsen von Nervenzellen
im erwachsenen Gehirn nicht erfolge (Spitzer 2002).
Dass zudem eine Gehirnstruktur davon betroffen ist, der eine zentrale Rolle
bei Lern- und Gedächtnisprozessen zukommt, ließ die Fachwelt erstaunen.
Denn ohne Hippokampus sind wir nicht in der Lage, uns an einzelne Begebenheiten
zu erinnern. Ohne Hippokampus könnten wir jeden Tag dieselbe
Wissenstransfer mit PFiFF
Um die Neubildung von Nervenzellen im Hippokampus anzuregen und zu unterstützen,
sollten wir den Kindern und Jugendlichen die Möglichkeit geben, sich viel und
ausdauernd zu bewegen. Das kann durch Laufspiele oder Seilspringen geschehen,
durch das Fußballspiel auf dem Schulhof oder das Räuber- und Gendarm-Spiel im
Wald. Dafür gibt es unzählige Möglichkeiten.
Wichtig ist, dass sie Spaß an sportlicher Aktivität haben. Freude empfinden Kinder
und Jugendliche vor allem dann, wenn sie sich bei der Auswahl der Sportangebote
selbst einbringen können und wir uns als Erwachsene am Spiel aktiv beteiligen. Die
PFiFF Übungsleiter, Trainer und Pädagogen stehen deshalb nicht passiv am Spielfeldrand,
sondern mitten im sportlichen Geschehen, ob als Schiedsrichter, Coach, Teil
der Mannschaft, Trainingspartner, Fänger oder Gejagter. Je aktiver die Erwachsenen,
desto aktiver die Heranwachsenden, was sich positiv auf die hippokampale Neurogenese
und damit auf Gedächtnis- und Lernleistungen der kleinen und großen Sportler
auswirken kann.

Teil 1
Teil 1
1.5 Kortikale Plastizität
Wir wissen nun, dass Synapsen (gebrauchsabhängig) und Neuronen (angeregt durch körperliche Aktivität) im
Gehirn wachsen. Es können aber auch ganze neuronale Flächen, man spricht von Karten, im Kortex an Größe
zu- oder abnehmen. Von diesen plastischen Karten gibt es mehrere Hundert (Spitzer 2002). Wir nehmen exemplarisch
den sensorischen Kortex etwas genauer unter die Lupe und stellen fest, dass die Körperoberfläche auf
dem sensorischen Kortex landkartenförmig repräsentiert ist.
Motorischer Kortex
Sulcus centralis (Zentralfurche)
Sensorischer Kortex
Die Repräsentationen der verschiedenen Körperbereiche
sind nach dem Prinzip Ähnlichkeit
und Häufigkeit geordnet (Spitzer 1996).
So sind die Finger neben den Händen repräsentiert,
da der eingehende Input ähnlich ist.
Die kortikale Repräsentation der Hände wiederum
befindet sich neben der der Arme.
Pfotes Finger haben im Gegensatz zu seinem Rücken viel häufiger sensorischen Input verarbeiten müssen,
weshalb er am Finger die Bleistiftspitzen deutlicher wahrnehmen kann als auf dem Rücken. Und dies, obwohl der
Abstand zwischen den Stiften auf dem Rücken um einiges größer war als auf dem Finger, was die Wahrnehmung
der Spitzen erheblich vereinfachte. Dies spricht für eine deutlich größere kortikale Repräsentation der Finger als
des Rückens in Pfotes Gehirn.
Was für den sensorischen Kortex gilt, gilt auch für den Motorkortex. Das erklärt, weshalb sehr gute Badmintonspieler
im Vergleich zu Anfängern eine größere motorische Repräsentation der Hand aufweisen. Und vergleicht
man Volleyballspieler mit Läufern, dann findet man bei den Volleyballern größere und vermehrt überlappende
Repräsentationen verschiedener Muskeln im Schulterbereich (Beck 2008). Kortikale Karten unterliegen also
einer ständigen erfahrungsabhängigen Umorganisation, die auch durch sportliches Training hervorgerufen wird.
Es tut sich also einiges beim Sport im Gehirn auf der Ebene von Synapsen (im Zeitraum von Sekunden bis Stunden),
von Neuronen (im Zeitraum von Tagen bis Wochen) und neuronalen Karten (im Zeitraum von Monaten bis
Jahren) (Spitzer 2002). Sport hat aber auch einen großen Einfluss auf verschiedene Neurotransmitter.
Füße
Beine
Genitalien
Rücken Kopf
Schultern
3.
1.
Arme
Die Körperoberfläche ist im sensorischen Kortex
landkartenförmig repräsentiert (modifiziert nach
Carter 1999).
Hände
Finger
Gesicht
Lippen
1!
4.
2.
Es fällt zudem auf, dass dem großflächigen
Rücken eine vergleichsweise kleine kortikale
Repräsentation zukommt, im Gegensatz beispielsweise
zu den Füßen oder Armen und
Händen. Hier kommt das Prinzip der Häufigkeit
zum Tragen. Häufiger Input wird auf
einer größeren Fläche repräsentiert als seltener
Input (Spitzer 1996).
Am Rücken verarbeiten wir kaum sensorische
Reize; anders als bei den Händen oder Fingern.
Das kann man leicht testen. PFiFF und
Pfote demonstrieren uns das kurz:
1. PFiFF hält zwei gut gespitzte Bleistifte in seinen
Händen, mit denen er Pfote gleich piksen wird.
2. Pfotes Augen sind verbunden. 3. PFiFF setzt kurz
die beiden Bleistifte im Abstand von bis zu 7 cm
auf Pfotes Rücken auf. 4. Pfote muss einschätzen,
ob PFiFF ihn mit einem oder mit zwei Bleistiften
gepikst hat. Pfote hat nur eine Bleistiftspitze wahrgenommen.
5. Nun setzt PFiFF auf Pfotes Zeigefinger
zwei Bleistiftspitzen auf. 6. Pfote ist sich ganz
sicher, dass er zwei Bleistifte gespürt hat.
5.
6.
2!
1.6 Der Neurotransmitter Serotonin
Wie Sie eingangs gelernt haben, kommunizieren die Milliarden von Nervenzellen des Gehirns in erster Linie über
die Ausschüttung von Neurotransmittern an den Synapsen. Einer dieser Neurotransmitter ist Serotonin.
Serotonin kommt sowohl im Körper als auch im Gehirn vor. Über 90 Prozent sind im Magen-Darm-Trakt, weitere
fast zehn Prozent sind in den Thrombozyten (Blutplättchen) vorhanden. Auf das Gehirn entfällt lediglich etwa ein
Prozent des im gesamten Körper befindlichen Serotonins (Hüther u. Rüther 2000).
Der Ursprungsort der serotonergen Neuronen liegt in den Raphe-
Kernen des Hirnstamms. Im Jahr 1953 wurde zum ersten Mal
Serotonin im Gehirn nachgewiesen. Die ersten Untersuchungen
zum Einfluss von körperlicher Belastung auf die Neurotransmitterfreisetzung
stammen bereits aus den 1960er-Jahren, aber erst in
den 1980er-Jahren begann man zu verstehen, welche Bedeutung
dem Serotonin für Gehirnfunktionen zukommt (Meeusen et al.
2001). Der Neurotransmitter Serotonin beeinflusst auf struktureller
Ebene die Bildung neuronaler Netzwerke in seinen weitreichenden
Zielgebieten. Man geht heute davon aus, dass es im Zentralnervensystem
kaum eine Nervenzelle gibt, die nicht in ihrer Funktion durch
Serotonin beeinflusst wird (Hüther u. Rüther 2000).
Raphe-Kerne
Serotonin wird in den Raphe-Kernen des
Hirnstamms gebildet und von dort in seine
weitreichenden Zielgebiete transportiert
(modifiziert nach Spitzer 1996).
Obwohl also prozentual gesehen dem zentralen serotonergen System des menschlichen Gehirns nur eine geringe
Rolle zukommt, ist die funktionsgebende Bedeutung des serotonergen Systems groß.
Der Neurotransmitter Serotonin beeinflusst praktisch alle zentralnervös gesteuerten Funktionen und ist so u. a.
beteiligt an der Regulation von Stimmung, Appetit, Schlaf, Schmerz- und Stressverarbeitung, Angst, Gedächtnis,
Aggression, motorischer Aktivität und der zirkadianen (tages-) Rhythmik (Hüther u. Rüther 2000). Die serotoninsteigernde
Wirkung von körperlicher Aktivität scheint sich damit auch positiv auf die Selbstregulationsfähigkeit
auszuwirken.
Kann das Serotoninsystem aufgrund genetischer oder nachteiliger frühkindlicher Entwicklungsbedingungen nicht
optimal ausreifen, besteht, so vermutet man, schon früh die Prädisposition für impulsives, antisoziales, aggressives
und/oder melancholisches Verhalten. Aus diesen Verhaltensauffälligkeiten können in der weiteren Folge
neurologisch-psychiatrische Erkrankungen entstehen (Hüther u. Rüther 2000), die teilweise mit Medikamenten
behandelt werden, die auf pharmakologische Weise die Serotoninsynthese im Gehirn steigern.

Teil 1 Teil 1
Eine Hauptfunktion des Serotoninsystems im Gehirn liegt in der Förderung von Bewegung. Gleichzeitig beeinflusst
körperliche Aktivität die Serotoninkonzentration im Gehirn. Das ist beeindruckend, denn abgesehen von
körperlicher Aktivität reagieren serotonerge Neuronen des Hirnstamms nur unwesentlich auf Umgebungsreize
oder physiologische Stimuli wie Hitze, Lärm, Schmerz, Angst, Morphine (Schmerzmittel), künstlich veränderten
Blutdruck sowie durch Insulinzufuhr erzeugte Hypoglykämie (zu niedriger Blutzuckerspiegel) (Jacobs u. Fornal
1999). Und obwohl diese Faktoren zu physiologischen Veränderungen führen und einen starken Einfluss auf das
Verhalten haben, bewirken sie lediglich geringe Veränderungen der Serotoninkonzentration im Wachzustand.
Dies ist um so erstaunlicher, als es während des Schlafes zu großen Konzentrationsunterschieden kommt. Im
Vergleich zum Wachzustand reduziert sich beim Einschlafen die serotonerge neuronale Aktivität im Hirnstamm
um etwa 50 Prozent. Im auf den Tiefschlaf folgenden REM-Schlaf (engl. Rapid Eye Movements; schnelle Augenbewegungen)
geht die Aktivität fast aller Serotoninneuronen der Raphe-Kerne sogar gegen Null (Jacobs u. Fornal
1999). Aber wie gelingt es, über körperliche Aktivität die Serotoninkonzentration im Gehirn zu steigern? Hier sind
wieder PFiFF und Pfote gefordert, um diesen Mechanismus, den man als Serotoninbiosynthese bezeichnet, zu
veranschaulichen. Dann lauft mal los ihr beiden!
Das Tryptophan ist
mit dem Eiweiß im Blut
verbunden. PFiFF und
Pfote beginnen zu laufen.
Sie fangen an, zu schwitzen
und dabei Fett zu
verbrennen. Die freien
Fettsäuren im Blut steigen an.
Die freien Fettsäuren
lösen das Eiweiß
vom Tryptophan.
Es befindet sich 75% mehr
freies Tryptophan im Blut.
Das freie Tryptophan besetzt
einen Carrier und kann damit die
Blut-Hirn-Schranke passieren.
Das freie Tryptophan
befindet sich damit im
Gehirn.
Das freie Tryptophan wird
in Serotonin umgewandelt.
In den ersten 10 Erholungsminuten
steigt das
Serotonin nochmals an.
Im Blut
= Eiweiß
= Carrier (Transporter)
Auch andere Aminosäuren wollen
den Transporter besetzen, werden
aber durch die körperliche Belastung
von der Muskulatur aufgenommen.
Blut-Hirn-Schranke
Im Gehirn
= Tryptophan
= freie Fettsäure
= andere Aminosäuren
= Serotonin
Ausgangsstoff für die Serotoninbiosynthese ist die Aminosäure Tryptophan (Hüther u. Rüther 2000). Durch Sport
(insbesondere Ausdauerbelastungen) geht das an das Plasmaeiweiß gebundene Tryptophan (TRP) durch den
Anstieg freier Fettsäuren in eine freie Form (f-TRP) über und kann damit die Blut-Hirn-Schranke passieren
(Chaouloff 1997). Die Transportrate an diesem Übergang hängt von der relativen Größe der peripheren
Plasmaspiegel ab. Da die verzweigtkettigen Aminosäuren, die mit der gesteigerten Konzentration an f-TRP um
den Eintritt in das Gehirn konkurrieren, verstärkt von der Muskulatur aufgenommen werden, steigt die Wahrscheinlichkeit,
dass das f-TRP an der Blut-Hirn-Schranke einen Transporter besetzen und auf diese Weise in das
Gehirn gelangen kann. Aus Tryptophan wird schließlich Serotonin synthetisiert (Hüther u. Rüther 2000).
Die nachgewiesene stimmungssteigernde und angstlösende Wirkung des Sports sowie die Verbesserung geistiger
Funktionen nach körperlicher Belastung werden unter anderem auf Mechanismen zurückgeführt, die letztlich
dazu führen, vermehrt Serotonin bereitzustellen (Kubesch 2008).
Wissenstransfer mit PFiFF
Wenn Kinder und Jugendliche Sport treiben und dadurch Fett verbrennen,
erhöht sich die Sertoninkonzentration in ihren Gehirnen mit vielfältigen
positiven Effekten: Stimmung bzw. Wohlbefinden können sich verbessern,
Ängste und aggressives Verhalten abnehmen, Gedächtnisprozesse gefördert
und die Stressverarbeitung unterstützt werden. Der Einfluss von Sport auf
die Serotoninbiosynthese gleicht einem Wundermittel – zu deren Risiken und
Nebenwirkungen müssen Sie keinen Arzt oder Apotheker befragen – da damit,
vorausgesetzt man ist gesund, keine Nebenwirkungen verbunden sind.

Teil 1
Teil 2
1.7 Motivation und Dopamin
Wenn es um Motivation geht, ist ein ganz anderer Neurotransmitter gefragt: das Dopamin. Wir haben vier
Dopaminsysteme in unserem Gehirn: eines ist für die Steuerung von Bewegungsabläufen wichtig, ein weiteres
für den Hormonhaushalt zuständig. Die beiden Dopaminsysteme, die für Motivations- und Lernprozesse entscheidend
sind, haben ihren Ursprung im Area A10 des Mittelhirns, das im Hirnstamm lokalisiert ist (Spitzer
2002).
Eines dieser Systeme, das mesolimbische Dopaminsystem, führt über die Aktivierung des sogenannten Nucleus
Accumbens zur Ausschüttung körpereigener Stoffe mit opiatähnlicher Wirkung (endogene Opioide bzw. Endorphine)
im Frontalhirn. Die Ausschüttung endogener Opiode erzeugt ein positives Gefühl.
Das andere System, das mesokortikale Dopaminsystem, führt von der Area A10 des Mittelhirns direkt zum
Frontalhirn, wo Dopamin ausgeschüttet wird. Von dieser Dopaminfreisetzung profitieren exekutive Funktionen
wie das Arbeitsgedächtnis und die Aufmerksamkeitssteuerung (Abschnitt 2.2), die eine wichtige Grundlage für
erfolgreiches Lernen sind. Dieses mesolimbisch-mesokortikale Dopaminsystem bezeichnet man als dopaminerges
Belohnungssystem. Es macht deutlich, dass Lust und Lernen zusammen hängen (Spitzer 2002, 2010).
Jetzt haben Sie sich eine Auszeit redlich verdient! Sie haben im ersten Teil des PFiFF-Lehrwerks ein Verständnis
davon bekommen, wie sich Lernen im Gehirn vollzieht und welche Bedingungen für das Lernen hilfreich sind.
Gleichzeitig haben Sie erfahren, was für einen großen Einfluss körperliche Aktivität auf das Gehirn ausübt.
Bevor wir zum zweiten Teil und damit zur Selbstregulation und den exekutiven Funktionen übergehen, bleibt
noch Zeit, um eine Runde zu laufen und damit die Serotoninkonzentration im Gehirn zu steigern. Oder aber Sie
lehnen sich einfach etwas zurück und legen die Beine hoch. Wenn Sie dabei einschlafen, macht das gar nichts.
Denn während Sie schlafen, ist Ihr Hippokampus aktiv und wiederholt das Gelernte noch einmal. Ganz schön
pfiffig oder?
Das dopaminerge Belohnungssystem verleiht
Ereignissen eine Bedeutung. Bedeutsam für uns ist:
erstens, was neu ist,
zweitens, was gut für uns ist und
drittens, was besser als erwartet ausfällt
(Spitzer 2002).
Diese Bedingungen führen zu
bestmöglichen Lernerfolgen. Das
Gehirn prüft unablässig das
Erlebte nach diesen Voraussetzungen.
Endorphine
Dopamin
Nucleus Accumbens
Area A10
Teil 2: Selbstregulation und exekutive Funktionen
Schematische Darstellung des dopaminergen Belohnungssystems
(modifiziert nach Spitzer 2002), das sich aus dem mesolimbischen
(gestrichelte Pfeile) und dem mesokortikalen
Dopaminsystem (durchgezogene Pfeile) zusammensetzt.
Wissenstransfer mit PFiFF
Was bedeuten diese Erkenntnisse zum Belohnungssystem für die Sportstunde? Das Gehirn ist so
angelegt, dass wir von Natur aus motiviert sind. Es bewertet alles nach den drei oben genannten
Bedingungen. Es stellt sich folglich nicht die Frage, wie man motiviert. Wir sollten vielmehr
darauf achten, dass wir nicht demotivierend auf die Heranwachsenden einwirken (Spitzer 2002).
WAS GUT FÜR DIE KINDER UND JUGENDLICHEN IST: Ein ermunternder Blick des Übungsleiters
oder Pädagogen verursacht bereits eine Aktivierung des Belohnungssystems, ebenso ein
angemessenes, gezieltes und zeitnahes Lob. Belohnen wir immer nur die Besten, wirkt sich das
demotivierend auf alle anderen aus. Sind wir dagegen selbst als Übungsleiter, Trainer und Pädagoge
begeistert von dem, was wir den Kindern und Jugendlichen beibringen möchten, wird
sich das auch auf die Begeisterungsfähigkeit und damit auf ihre Motivation und den Lernerfolg
auswirken.
WAS NEU IST: Kinder und Jugendliche sollten sich immer wieder in neuen sportlichen Aufgaben
erproben können.
WAS BESSER ALS ERWARTET IST: Die Sportstunde sollte so aufgebaut sein, dass sie Erfolgserlebnisse
vermittelt. Je unerwarteter diese eintreten, desto besser. Das Gehirn möchte dieses
belohnende Gefühl erneut erleben. Lernen ist dafür die Grundvoraussetzung.
Im zweiten Teil des Lehrwerks wollen wir Ihnen zunächst zeigen, wie bedeutsam die exekutiven Funktionen und
die Fähigkeit zur Selbstregulation für die Lernleistung und die sozial-emotionale Entwicklung der Kinder und
Jugendlichen sind. Dazu ist es notwendig, die exekutiven Funktionen zu definieren und zu erläutern, wie diese
wichtigen Gehirnfunktionen mit der Selbstregulation zusammen hängen. Anschließend werden wir aufzeigen,
wie die exekutiven Funktionen durch körperliches und kognitives Training spielerisch gefördert werden können.
2.1 Exekutive Funktionen –
Grundlage für selbstreguliertes Verhalten
Die Fähigkeit, das eigene Denken bzw. die Aufmerksamkeit und das Verhalten sowie die eigenen Emotionen gezielt
steuern zu können, ist eine wichtige Grundlage für den Erfolg in der Schule und im Leben. Dieser Fähigkeit zur
Selbstregulation liegen die sogenannten exekutiven Funktionen im Stirnhirn zugrunde, dessen Entwicklung erst im
Erwachsenenalter abgeschlossen und das zeitlebens anpassungsfähig bzw. plastisch und damit lernfähig ist.
Zu den exekutiven Funktionen zählen das Arbeitsgedächtnis, die Inhibition (Impulskontrolle) und die kognitive
Flexibilität. Das Arbeitsgedächtnis ermöglicht es uns, Informationen kurzzeitig zu speichern und mit den gespeicherten
Informationen zu arbeiten.
Mit Hilfe der Inhibition sind wir in der Lage, spontane Impulse zu unterdrücken, die Aufmerksamkeit willentlich
zu lenken und Störreize auszublenden.
Die kognitive Flexibilität ist die Fähigkeit, den Fokus der Aufmerksamkeit zu wechseln, sich schnell auf neue
Situationen einstellen und andere Perspektiven einnehmen zu können.

Teil 2
Teil 2
Diese exekutiven Funktionen steuern im Zusammenspiel selbstreguliertes Verhalten. Sie unterstützen uns zudem
dabei, Entscheidungen zu treffen, planvoll, aber auch flexibel und zielgerichtet vorzugehen, das eigene Handeln
zu reflektieren und dieses ggf. zu korrigieren.
Arbeitsgedächtnis
Informationen
kurzzeitig
speichern, mit
den gespeicherten
Informationen
arbeiten
Selbstregulation
Inhibition
Spontane Impulse
und Emotionen
unterdrücken,
Aufmerksamkeit
willentlich lenken,
Störreize bzw.
irrelevante Prozesse
ausblenden
Flexibilität
den Fokus der
Aufmerksamkeit
wechseln, sich
schnell auf neue
Situationen
einstellen, andere
Perspektiven
einnehmen
Nur wer in der Lage ist, spontane Impulse zu unterdrücken und damit eigene Bedürfnisse für eine gewisse Zeit
hinten anzustellen – man spricht auch vom Belohnungsaufschub – und so auch herausfordernde oder ermüdende
Aufgaben mit Ausdauer meistern kann (Greene 2012), wer sein angestrebtes Ziel nicht aus den Augen bzw. aus
dem Arbeitsgedächtnis verliert, wer flexibel reagieren kann und sich nicht allzu leicht ablenken lässt, kann erfolgreich
lernen. Damit tragen die exekutiven Funktionen auch zur Willensbildung und zu diszipliniertem Verhalten bei.
Die Fähigkeit zur Selbstregulation ist folglich auch Grundlage für eigenverantwortliches und selbstgesteuertes
Lernen und Arbeiten (vgl. auch Brunsting 2009). Sie ist gleichzeitig Basis für die Entwicklung sozial-emotionaler
Kompetenzen von Kindern und Jugendlichen und damit für ein friedliches Zusammenleben in Gemeinschaften.
PFiFF und Pfote werden uns nun verdeutlichen, in welchen Lebens- und Lernsituationen von Kindern und
Jugendlichen exekutive Funktionen unter anderem gefordert sind.
Arbeitsgedächtnis
Das Arbeitsgedächtnis ist trotz seiner begrenzten Speicherkapazität – von etwa fünf bis sieben Elementen
wie Worte, Objekte und Ziffern über einen Zeitraum von nur wenigen Sekunden – von großer Bedeutung. Es
ermöglicht eine aktive Aufrechterhaltung aufgabenrelevanter Informationen, die für weitere Operationen
benötigt werden, wodurch komplexe kognitive Funktionen wie die Sprache und mathematische Leistungen
entstehen können.
Das Arbeitsgedächtnis ist zum Beispiel dann besonders gefordert, wenn Schüler sich die Zwischenergebnisse
einer Kopfrechnung merken, längere Sätze verstehen und mehrere Anweisungen befolgen sollen („Schlagt das
Buch auf Seite 23 auf und bearbeitet die Aufgaben 4a bis 4c. Anschließend …“).
Bäcker
Milch
Honig
Damit Pfote nicht vergisst,
was er erledigen möchte,
wiederholt er die notwendigen
Informationen im
Kopf. Zur Unterstützung
des Arbeitsgedächtnisses
können bei kleinen Kindern
auch Bildkarten eingesetzt
werden.
Ein gut funktionierendes Arbeitsgedächtnis ermöglicht es daher, sich an eigene Handlungspläne und an Instruktionen
anderer Personen besser zu erinnern, wodurch auch Handlungsalternativen verstärkt berücksichtigt
werden können.
Inhibition
Die Inhibition unterstützt situationsangemessenes Verhalten. Vielfach bedeutet dies, nicht ständig von äußeren
Bedingungen, den eigenen Emotionen oder fest verankerten Verhaltensweisen beeinflusst zu sein, sondern zielgerichtet
und flexibel zu handeln. Durch die Fähigkeit, Verhalten zu hemmen, gelingt es, diejenigen Aktivitäten
oder Handlungen zu vermeiden, die einem angestrebten Ziel oder dem aktuellen Kontext entgegenstehen. Mit
einer guten Inhibition fällt es also leichter, sich nicht ablenken zu lassen, den Computer nicht einzuschalten, sondern
mit den Hausaufgaben zu beginnen oder einen Konflikt mit Worten und nicht mit Fäusten zu führen.
Pfote hat morgen einen
Mathetest, auf den er sich
gut vorbereiten möchte.
Er würde aber auch gern
mit mir Fußball spielen.
Er hat deshalb beschlossen,
vor dem Fußballspielen
fünf Aufgaben zu
lösen. Jetzt ist nicht nur
sein Arbeitsgedächtnis
gefordert, das ihm hilft,
sein selbst gesetztes Ziel
nicht zu vergessen. Pfote
braucht in dieser Situation
vor allem auch seine
Fähigkeit zur Inhibition
bzw. zum Belohnungsaufschub.
Kognitive Flexibilität
Die kognitive Flexibilität ermöglicht es, den Fokus der Aufmerksamkeit zu wechseln und sich schnell auf neue
Anforderungen einstellen zu können. Sie beschreibt zudem die Fähigkeit, Personen und Situationen aus neuen
Perspektiven zu betrachten und zwischen diesen Perspektiven zu wechseln. Eine gut ausgebildete kognitive
Flexibilität hilft, offen für die Argumente anderer zu sein, aus Fehlern zu lernen und sich auf neue Lebenssituationen
und Arbeitsanforderungen schneller und besser einstellen zu können.
Wenn Pfote beim Basketball
nicht schnell genug
von Angriff auf Verteidigung
umstellen kann, hat
der Gegner ein leichtes
Spiel. Es ist wichtig sich
schnell auf neue Situationen
einstellen zu können,
so z. B. in der Schule von
der Pause zum Unterricht
oder auch zuhause von
der Spiel- zur Essenszeit.

Teil 2 Teil 2
2.2 Sitz des exekutiven Systems
Sitz des exekutiven Systems ist das Stirnhirn (präfrontaler Kortex), das nicht einzelne Informationen, sondern
allgemeine Regeln speichert. Die Regeln, die wir in einem bestimmten Kontext lernen, können wir auf andere
Kontexte übertragen. Ist das Sportangebot in Kindergärten, Schulen und Vereinen also darauf ausgerichtet, die
Selbstregulation von Kindern und Jugendlichen zu fördern, kann die dort erlernte Selbstregulationsfähigkeit
auf andere Bereiche und Lernsituationen übertragen werden. Dabei gilt es zu beachten, dass das Erlernen der
Selbstregulation nicht von heute auf morgen und nicht allein aufgrund von Einsicht erfolgt. Da der präfrontale
Kortex sich langsam entwickelt und vergleichsweise langsam lernt, benötigen Kinder und Jugendliche im Laufe
ihrer Entwicklung sehr viele Situationen, in denen sie selbstreguliertes Verhalten üben und auf diese Weise
lernen können. Ein Sportangebot, das auf die Förderung exekutiver Funktionen bzw. der Selbstregulation
ausgerichtet ist, kann einen wichtigen Beitrag dazu leisten.
2.3 Entwicklung exekutiver Funktionen
5 Jahre alt w 20 Jahre alt
Entwicklung des Großhirnrinde (Ansicht von oben; modifiziert nach Gogtay et al. 2004).
Das Ausmaß der Reifung ist von rot (noch nicht ausgereift) über gelb, grün, hellblau zu
dunkelblau (vollständig ausgereift) dargestellt. Der Stirnlappen reift fortschreitend von
hinten nach vorne heran, ausgehend vom motorischen zum präfrontalen Kortex.
Die Entwicklung des Scheitellappens setzt mit dem sensorischen Kortex ein und geht
seitlich über den Rest des Scheitellappens weiter. Der seitliche Schläfenlappen ist im
hinteren Teil des Gehirns als Letztes voll funktionsfähig. Die Entwicklung des Hinterhauptslappen
beginnt dagegen ebenfalls sehr früh. Die Entwicklung des Kortex stimmt
mit den Meilensteinen der kognitiven und motorischen Entwicklung überein. Zunächst
reifen die motorischen, sensorischen und visuellen Bereiche der Großhirnrinde heran.
Danach entwickeln sich Gehirnabschnitte, die für die räumliche Orientierung und die
Sprachentwicklung zuständig sind. Erst danach entwickeln sich die Gehirnbereiche, die
an der motorischen Koordination, der Aufmerksamkeit und an den exekutiven
Funktionen beteiligt sind (Gogtay et al. 2004).
Dass die exekutiven Funktionen bei Kindern noch
nicht vollständig entwickelt sind, wird als Hauptunterschied
im Verhalten zwischen Kindern und
Erwachsenen angesehen (Rothbart u. Posner 2001).
Der Entwicklungsprozess dauert etwa bis zum 25.
Lebensjahr an, wobei es große individuelle Unterschiede
gibt. Das exekutive System beginnt sich
ab dem Alter von zweieinhalb bis drei Jahren sehr
schnell zu entwickeln. Zwischen dem dritten und
fünften bzw. siebten Lebensjahr kommt es zu einer
weiteren deutlichen Verbesserung der Inhibition
und der kognitiven Flexibilität.
Kinder sind in dieser Altersphase verstärkt in der Lage,
Situationen und Personen aus unterschiedlichen
Perspektiven wahrzunehmen und zu beurteilen.
Ball!
Ball!
Ball!
Bin ich froh,
wenn sein
präfrontaler
Kortex endlich
ausgereift ist.
Die neuropsychologisch gemessene inhibitorische Verhaltenskontrolle in Konfliktsituationen steht dabei in
einem engen Zusammenhang mit dem Temperament von Kindern und deren Fähigkeit, Emotionen zu kontrollieren
(Rothbart u. Posner 2001). So verbessert sich bei Kindern ab dem dritten Lebensjahr nicht nur die Inhibition,
sondern auch die emotionale Kontrolle wesentlich. Die erfolgreiche Verhaltenskontrolle vermindert aggressives
und unterstützt gleichzeitig empathisches Verhalten (Carlson 2003, Rothbart u. Posner 2001). Wenn es von
ihnen gefordert wird, können vier- bis fünfjährige Kinder, die eine für ihre Altersgruppe gut entwickelte
kontrollierte Hemmung aufweisen, sowohl positive wie negative Emotionen besser unterdrücken als Kinder mit
schlechter ausgebildeten Hemmungsfunktionen (Carlson 2003).
Bei Unterschieden des Temperaments spricht man im Zusammenhang mit der Aufmerksamkeitssteuerung
häufig von bewusster intentionaler Kontrolle (Kubesch 2008). Kinder mit einer gut ausgebildeten intentionalen
Kontrolle scheinen ihre Aufmerksamkeit besser von belohnenden Aspekten der Aggression weglenken zu
können als Kinder mit schlechterer Leistung in dieser Kontrollfunktion. Gleichzeitig zeigen die weniger aggressiven
Kinder auch häufiger ein stärker ausgebildetes empathisches Verhalten. Man geht davon aus, dass es ihnen
aufgrund der besser ausgebildeten Verhaltenskontrolle vermehrt gelingt, ihre eigenen Sorgen den Gedanken
und Gefühlen anderer unterzuordnen (Rothbart u. Posner 2001).
Die zunehmende Entwicklung inhibitorischer Funktionen vollzieht sich dabei
parallel zur Entwicklung des Stirnhirns. Je weiter insbesondere der dorsolaterale
Anteil (dorsal: Richtung obere Schädeldecke, lateral: seitlich) des präfrontalen
Kortex entwickelt ist, desto besser ist auch die Arbeitsgedächtnisleistung
(Diamond 2002). So zeigen 19-Jährige bessere Ergebnisse bei Arbeitsgedächtnisaufgaben
als 10-Jährige, die wiederum besser abschneiden als 9-jährige
Kinder (Brocki u. Bohlin 2004). In Bezug auf die Inhibitionsleistung zeigen
Studienergebnisse, dass sich zwischen dem 7. und dem 16. Lebensjahr die Verhaltenshemmung
ebenfalls zunehmend verbessert (Lamm, Zelazo u. Lewis 2006).
Dorsolateraler präfrontaler Kortex
Die Verbesserung der exekutiven Funktionen hängt dabei u. a. mit dem Rückgang der synaptischen Dichte, der
Elimination von Axonen, der zunehmenden Myelinisierung (Nelson, de Haan u. Thomas 2006) und der
dopaminergen Neurotransmission in dieser Gehirnregion zusammen.
Synaptische Dichte
Im Vergleich zu Erwachsenen haben Kinder etwa 40 Prozent mehr Synapsen. Diese Überproduktion
an Synapsen scheint vorwiegend genetisch angelegt zu sein. Die ersten Synapsen bilden sich um die
23. Schwangerschaftswoche. Im präfrontalen Kortex wird die höchste Dichte an Synapsen zwischen
dem ersten Lebensjahr und eineinhalb Jahren erzielt. Die Dichte von jungen Erwachsenen wird erst
in der Mitte bis Ende der Adoleszenz (im Alter von ca. 18 bis 24 Jahren) erreicht. Der Rückgang an
Synapsen ermöglicht eine höhere Effizienz der Informationsverarbeitung (Nelson, de Haan u.
Thomas 2006).
Dopaminerge Neurotransmission
Das Dopaminsystem reift, ähnlich wie das serotonerge System, sehr langsam heran. Es ist bereits
zum Zeitpunkt der Geburt nachweisbar und entwickelt sich über die gesamte Kindheit, Pubertät
und Adoleszenz bis zum Erwachsenenalter (Benes 2001). Je weiter das Dopaminsystem ausgereift
ist, desto besser arbeiten die exekutiven Funktionen.

Teil 2
Teil 2
Myelinisierung
Die Nervenzellen sind zum Zeitpunkt der Geburt bereits
vorhanden, aber noch nicht alle Axone sind von einer
sogenannten Myelinschicht oder Markscheide umgeben,
die sie elektrisch isoliert. Durch die Myelinschicht
können Aktionspotenziale schneller übertragen werden.
Ohne Myelinschicht werden die elektrischen Impulse
mit einer Geschwindigkeit von 3 m pro Sekunde übertragen.
Myelinisierte Axone können Aktionspotenziale
dagegen bis zu 110 m pro Sekunde leiten (Spitzer 2002,
Kandel, Schwartz u. Jessel 1996). Zunächst sind die Axone
der sensorischen und motorischen Großhirnrinde myelinisiert
– also in den Bereichen, die am Sehen, Hören und
Tasten beteiligt sind. Im Frontalhirn dauert die Myelinisierung
bis ins Jugendalter an (Spitzer 1996).
Betrachtet man den Verlauf der exekutiven Funktionen über die gesamte Lebensspanne, so weisen Kinder und
ältere Menschen im Vergleich zu jungen Erwachsenen schlechtere Leistungen auf. Die exekutiven Funktionen
können durch Übung und Sport gefördert werden und sie scheinen zudem von individuellen Unterschieden in
Bezug auf Motivation und Intelligenz abzuhängen (Nelson, de Haan u. Thomas 2006).
2.4 Exekutive Funktionen, Selbstregulation und Lernleistung
Schülern, denen es nicht gelingt, sich auf den Unterricht zu konzentrieren, weil sie Sorgen haben, ängstlich oder
verärgert sind, sie von Mitschülern bzw. der Klassenraumgestaltung abgelenkt werden oder weil zu viele Informationen
die Kapazität ihres Arbeitsgedächtnisses übersteigen, haben oftmals nicht gut ausgebildete exekutive
Funktionen. Ihnen fehlt damit eine wichtige Basis für den Lernerfolg.
Die exekutiven Funktionen spielen auch dann eine Rolle, wenn es Kindern schwer fällt, umzuschalten, so
z. B. von einer Umgebungsbedingung auf eine andere (von der freien Spielsituation auf dem Pausenhof zur
Stillarbeit im Klassenzimmer) oder von einer Aufgabe auf eine andere (von dem Bereitlegen der Lernmaterialien
(der Vorbereitung) zum eigentlichen Start
der Arbeit) (Greene 2012). Dieser Mangel
insbesondere an kognitiver Flexibilität und
Inhibitionsfähigkeit zeigt sich auch in Situationen,
in denen es Kindern und Jugendlichen
schwer fällt, mit Unvorhersehbarkeiten,
Unsicherheiten und Neuheiten umgehen zu
können. Heranwachsende mit schwachen
exekutiven Funktionen haben deshalb auch
häufiger Probleme, von Routineabläufen oder
einem ursprünglichen Plan abzuweichen bzw.
Situationsfaktoren einzubeziehen, die nahelegen,
einen Handlungsplan entsprechend zu
modifizieren (Greene 2012).
Axon
Ranvier-
Schnürring
Myelinscheide
Es gibt vermutlich eine große Zahl von Kindern und Jugendlichen mit nicht ausreichend ausgebildeten exekutiven
Funktionen (Gathercole u. Alloway 2010). Die exekutiven Funktionen sind jedoch schon für die Schulvorbereitung
sowie für die schulische Lernleistung während der gesamten Schulzeit von zentraler Bedeutung. Insbesondere
das Arbeitsgedächtnis und die Fähigkeit zur Inhibition korrelieren mit der Lernleistung in den Bereichen
Mathematik, Sprache und Naturwissenschaft (zur Übersicht: Diamond et al. 2007). So gibt es z. B. einen engen
Zusammenhang zwischen Arbeitsgedächtnis und Aufmerksamkeitssteuerung mit mathematischen Fähigkeiten
(Meyer et al. 2010). Dabei profitiert neben der schulischen Lernleistung (Holmes et al. 2009) und dem Alltagsverhalten
(Klingberg 2009) auch die fluide Intelligenz (Jaeggi et al. 2008) von einem Arbeitsgedächtnistraining.
Und auch hier kommt es auf die Übung an: Je häufiger das Arbeitsgedächtnistraining erfolgt, desto größer ist der
Effekt in Bezug auf die Intelligenz (Jaeggi et al. 2008). Gleichzeitig gilt es zu berücksichtigen, dass das Arbeitsgedächtnis
(z. B. im Alter von 5 Jahren) im Vergleich zum IQ der bessere Prädiktor für die schulische Lernleistung in
den Bereichen Sprache und Mathematik (im Alter von 11 Jahren) ist (Alloway u. Alloway 2010). Bislang werden
Arbeitsgedächtnisprobleme von Schülern jedoch häufig „fehldiagnostiziert“. Pädagogen beschreiben Schüler mit
einem defizitären Arbeitsgedächtnis oftmals fälschlicherweise als „motivationslos“, „aufmerksamkeitsgestört“
oder „weniger intelligent“ (Gathercole u. Alloway 2010).
Neben dem Arbeitsgedächtnis ist auch die Fähigkeit zur Selbstregulation insgesamt für die schulische Lernleistung
bedeutsamer als der IQ (Blair u. Razza 2007, Duckworth u. Seligman 2005). Zudem besteht ein enger
Zusammenhang zwischen der Selbstregulationsfähigkeit von Schülern und unentschuldigten Fehltagen.
Gleichzeitig erlaubt die Selbstregulation Aussagen darüber, wann Schüler mit den Hausaufgaben
beginnen, wie lange sie für deren Erledigung benötigen und wie viel Zeit sie vor dem Fernseher
verbringen (Duckworth u. Seligman 2005).
2.5 Exekutive Funktionen und
sozial-emotionale Entwicklung
Kinder und Jugendliche mit einer höheren Selbstregulationsfähigkeit
verfügen aber nicht nur über bessere Schulleistungen, sondern können
auch besser mit Stress und Frustration umgehen (Mischel et al.
1989). So können Kinder, die gute Ergebnisse in einem Inhibitionstest
aufweisen, sowohl positive als auch negative Emotionen leichter
unterdrücken als Kinder mit schlechteren Testergebnissen.
Andere Studienergebnisse zeigen, dass weniger aggressive Kinder
zudem häufig über ein stärker ausgebildetes empathisches Verhalten
verfügen (Carlson 2003). Gleichzeitig zeigen Kinder mit einer besseren
inhibitorischen Verhaltenskontrolle ein ausgeprägteres Sozialverhalten
und weniger Internalisierungsprobleme (wie Minderwertigkeitsgefühle,
Einsamkeit und depressive Verstimmung) als Kinder mit
schlechteren kognitiven Kontrollfunktionen (Rhoades et al. 2009).
Eine schlecht ausgeprägte Selbstregulationsfähigkeit im frühen Kindesalter
(4 Jahre) sagt darüber hinaus eine Ablehnung von Gleichaltrigen
im späteren Kindesalter (9 Jahre) voraus, die wiederum antisoziales
Verhalten im frühen Jugendalter (11 Jahre) prognostiziert (Trentacosta
u. Shaw 2009). Die exekutiven Funktionen befähigen zu Mitgefühl und
Selbstbeherrschung und sind damit eine wichtige Grundlage für das
soziale Zusammenleben in Familie, Schule und Freundeskreis.
Die Fähigkeit zur Selbstregulation von Kindern
im Alter zwischen drei und zehn Jahren
ermöglicht Aussagen sowohl zum Wohlstand
als auch zur Gesundheit im Erwachsenenalter.
Unabhängig von ihrem IQ und der sozialen
Schichtzugehörigkeit ihrer Eltern, sind Kinder
mit besserer Selbstregulation im Erwachsenenalter
(von ca. 30 Jahren) wohlhabender,
gesünder und auch weniger häufig straffällig
als Erwachsene, die in ihrer Kindheit über
eine schlechter ausgebildete Selbstregulationsfähigkeit
verfügten (Moffitt et al. 2011).
Um auf die Gesundheit und den Wohlstand
der Menschen sowie auf die soziale Sicherheit
der Gesellschaft Einfluss zu nehmen, ist es
daher wichtig, die Selbstregulationsfähigkeit
von Kindern in Kindergarten und Schule
gezielt und umfassend zu fördern.

Teil 2
Teil 2
2.6 Förderung exekutiver Funktionen
und der Selbstregulation
in Kindergarten und Schule
Die Förderung der exekutiven Funktionen und der Selbstregulation konnte
besonders eindrucksvoll in Kindergarten- und Schulprogrammen wie „Tools
of the Mind“, „MindUP“, „Montessori“ und „PATHS“ (Diamond u. Lee 2011)
nachgewiesen werden. Diese Programme integrieren die Förderung der exekutiven
Funktionen bzw. der Selbstregulation täglich wiederkehrend in den
Kindergarten- und Schultag – und dies in sozialer Interaktion im Spiel und
beim Lernen.
Beim US-amerikanischen Kindergarten- und Vorschulprogramm „Tools of the
Mind“ (Werkzeuge des Geistes) lernen die Kinder im Rollenspiel planvoll vorzugehen.
Sie lernen:
fg
Beim kanadischen „MindUP“-Programm (vom Kindergarten bis zur achten Klasse) werden Kindern und Jugendlichen
zudem neurobiologische Grundkenntnisse zu den exekutiven Funktionen vermittelt. Damit zusammenhängend
integriert das Programm tägliche Achtsamkeits- und Atemübungen in den Schulalltag.
Schüler aus dem „MindUP“-Programm zeigen im Vergleich zu Schülern aus Kontrollschulen positive Effekte nicht
nur hinsichtlich der Förderung exekutiver Funktionen, sondern auch im Zusammenhang mit der Lernleistung, dem
Sozialverhalten und dem Stresshormonspiegel (Schonert-Reichl u. Lawlor 2010, Schonert-Reichl et al. 2012).
den Plan auf einem Blatt Papier darzustellen
Heute bin ich ein Astronaut und fliege zum Mond!
2.7 Exekutive Funktionen und Selbstregulation
spielerisch fördern
Die Förderung der exekutiven Funktionen und der Selbstregulation kann, wie man am Beispiel von „Tools of
the Mind“ und „MindUP“ sehen kann, in spielerischer Form erfolgen. Dies konnte auch anhand von eigens für
die Förderung exekutiver Funktionen entwickelten Computerspielen nachgewiesen werden (Klingberg 2010,
Posner u. Rothbart 2007). Studien zeigen aber auch, dass mediales Multitasking (Spitzer 2009) und das Anschauen
schneller Zeichentrickfilme (Lillard u. Peterson 2011) exekutive Funktionen beeinträchtigen können. Dagegen
wirken sich Malen, Instrumentalunterricht (Pallesen et al. 2010) sowie das konzentrierte Hören von Musik
(Moreno 2011) positiv auf exekutive Funktionen aus.
Es gibt zahlreiche Kinderspiele, die exekutive Funktionen beanspruchen, wie z. B. „Ochs am Berg“‚ „Feuer-Wasser-
Sturm“, „Alle Vögel fliegen hoch“ oder auch Lieder wie ‚„Drei Chinesen mit dem Kontrabass“ und „Auf der Mauer
auf der Lauer, sitzt, ne kleine Wa ...“. All diese Spiele fordern exekutive Funktionen.
Sie haben, was die Förderung der exekutiven Funktionen anbelangt, jedoch auch ihre Grenzen.
Mit zunehmend entwickelten exekutiven
Funktionen muss das Training der Leistungsfähigkeit
des exekutiven Systems der
Kinder und Jugendlichen angepasst werden;
dann ist es notwendig, Regeländerungen
vorzunehmen oder die Spielregeln
zu erweitern, um die Schwierigkeitsstufen
nach und nach zu erhöhen.
Sturm!
Feuer!
und an der Entscheidung festzuhalten, um nicht kurzentschlossen,
den Mond zu verlassen, um im Kaufladen lieber
Trauben abzuwiegen.
Im „Tools“-Programm, das die exekutiven Funktionen und die Selbstregulation von Kindern nachweislich fördert,
werden zudem Partnerübungen gezielt dazu eingesetzt, die Selbstregulation zu üben. Dabei bekommen die
Kinder kleine Bildkarten mit der Abbildung eines Mundes oder eines Ohres, die als Arbeitsgedächtnisstütze (fürs
Zuhören bzw. fürs Erzählen) dienen.
Wasser!
PFIFFF
Sturm!
Zunächst spielen PFiFF und Pfote „Feuer-Wasser-
Sturm“ nach folgender Regel: Ruft PFiFF „Sturm!“,
dann soll sich Pfote schnellstmöglich flach auf den
Boden legen. Bei dem Zuruf „Feuer!“ muss Pfote in
eine Ecke laufen, bei „Wasser!“ auf einen Gegenstand
hinaufklettern. Nach mehreren Durchgängen
kann PFiFF die Zurufe mit einem Pfiff aus seiner
Pfeife verbinden, wodurch sich die Regel ändert und
die exekutiven Funktionen verstärkt gefordert sind.

Teil 2
Teil 2
2.8 Exekutive Funktionen
im und durch den Sport fördern
Neben der spielerischen Förderung exekutiver Funktionen auf kognitiver Ebene
profitieren exekutive Funktionen auch von einem körperlichen Training. Durch körperliche
Aktivität und Fitness geförderte exekutive Funktionen zeigten sich unter anderem
im Zusammenhang mit der Aufmerksamkeitssteuerung, der Inhibition und der Arbeitsgedächtnisleistung
(zur Übersicht siehe Chaddock-Heyman et al. 2013). In verschiedenen
Studien konnte sowohl bei jungen Erwachsenen (Themanson u. Hillman 2006)
als auch bei Jugendlichen (Stroth et al. 2009) und Kindern (Hillman et al. 2005, Hillman
et al. 2009a, Chaddock et al. 2012) nachgewiesen werden, dass körperliche Fitness in
einem positiven Zusammenhang mit exekutiven Funktionen steht. So zeigen z. B.
körperlich fitte Jugendliche im Vergleich zu weniger fitten Jugendlichen höhere Aufmerksamkeitsprozesse
und eine effektivere kognitive Kontrolle (Stroth et al. 2009). Daraus lässt sich
folgern, dass die Gehirne von körperlich leistungsfähigeren Menschen effizienter arbeiten als die von Menschen
mit geringerer Fitness.
Entscheidungen treffen, flexibel sein im Denken und im Handeln, Impulse kontrollieren, die Aufmerksamkeit
ganz auf die motorische Aufgabe richten, ohne sich ablenken zu lassen. Emotionen müssen gesteuert und
negative Gefühle und Gedanken ausgeblendet werden. Die Spieler müssen sich Spielabläufe und Spielverhalten
des Gegners einprägen und in der Spielsituation im Arbeitsgedächtnis aufrechterhalten, um die richtige Aktion
schnellstmöglich einleiten zu können.
Das alles sind wichtige Voraussetzungen für Erfolge im Mannschaftssport, die auch im Vereins- und Schulsport
geschult und für die allgemeine Förderung kognitiver und sozial-emotionaler Entwicklungsprozesse genutzt
werden können. Aufgrund von Studienergebnissen, die eine Kausalität zwischen körperlicher Fitness bzw.
körperlicher Belastung und verbesserten exekutiven Funktionen sowie Lernleistungen nachgewiesen haben,
sollte dem Sportangebot in Kindergärten, Schulen und Vereinen ein weitaus größerer Stellenwert zukommen.
Will man die akuten positiven Effekte auf die Aufmerksamkeitsleistung von Kindern und Jugendlichen im Anschluss
an eine körperliche Belastung (die den zeitlichen Rahmen, aber auch die Intensität einer gewöhnlichen bewegten
Pausen übersteigt) nutzen, sollte der Sportunterricht bzw. der außerunterrichtliche Sport nicht in den Randstunden
stattfinden, sondern möglichst täglich vor anderen wichtigen Fächern sowie vor den Hausaufgaben- und weiteren
Lernzeiten platziert werden.
Akute Belastungseffekte auf exekutive Funktionen konnten u. a. bei jugendlichen Schülern nach einem
30-minütigen, schwerpunktmäßig koordinativ- und ausdauerorientierten Sportunterricht nachgewiesen werden
(Kubesch et al. 2009). Im Vergleich zu einer Ruhebedingung konnten die Schüler nach dem Sportunterricht
Störreize besser ausblenden. Dieser Effekt zeigte sich jedoch nicht nach einer fünfminütigen Bewegungspause
beim Unterricht im Klassenzimmer. Die Fähigkeit, Störreize ausblenden zu können, steht in einem positiven Zusammenhang
mit der schulischen Lernleistung (Lan 2009). So zeigte sich in einer Studie mit Kindern, dass sich
nach einer 20-minütigen mittleren Ausdauerbelastung (Walking) nicht nur die Fähigkeit verbesserte, Störreize
auszublenden, sondern die Kinder schnitten nach der Ausdauerbelastung auch in Lernleistungstests besser ab
(Hillman et al. 2009b). Die kognitiven Kontrollstrategien von Kindern, die nahezu täglich Sport treiben, scheinen
sich den Kontrollstrategien von jungen Erwachsenen anzugleichen: von einer schnellen, reaktiven Kontrolle hin
zu einer flexibleren, anhaltend zielorientierten Kontrolle (Chaddock-Heyman et al. 2013).
Kampfsportarten bzw. Kampfkunst wie Taekwondo
und Tai-Chi, aber auch Yoga, führen ebenfalls zu
verbesserten exekutiven Funktionen (Diamond
u. Lee 2011). Im Fußball konnte nachgewiesen
werden, dass männliche und weibliche Angreifer,
Mittelfeld- und Abwehrspieler aus dem Profi- (1.
Liga) und höchsten Amateurbereich (3. Liga) im
Vergleich zur Allgemeinbevölkerung über bessere
exekutive Funktionen verfügen. Und im Vergleich
der Fußballspieler schnitten die Spieler und Spielerinnen
der 1. Liga besser ab als die der 3. Liga.
Gleichzeitig lässt sich der Torerfolg aus den exekutiven
Funktionen ableiten. Spieler mit trainierteren
exekutiven Funktionen sind (zwei Jahre später) in
der Torvorbereitung und im Torabschluss besser
als Spieler mit schlechter ausgebildeten exekutiven
Funktionen (Vestberg et al. 2012).
In Mannschafts-, aber auch in den Individualsportarten
müssen die Athleten oftmals in Bruchteilen
von Sekunden und unter großem Druck die richtigen
Komm,
wir gehen unsere
exekutive
Funktionen
trainieren!
Fazit
Herzlichen Glückwunsch! Sie haben gemeinsam mit PFiFF und Pfote das Ziel erreicht! Sie haben einen Einblick
erhalten, in welcher Form und unter welchen Bedingungen sich Lernen im Gehirn am effektivsten vollzieht.
Sie haben die exekutiven Funktionen kennengelernt und wissen jetzt, in welchem Zusammenhang sie mit der
Fähigkeit zur Selbstregulation stehen. Und vor allem sollte Ihnen nun bewusst sein, wie bedeutsam sie für die
Förderung der Kinder und Jugendlichen sind – sowohl was das Lernen als auch ihre sozial-emotionale Entwicklung
anbelangt.
Gleichzeitig konnten Sie erfahren, welchen großen Einfluss körperliche Aktivität auf die exekutiven Funktionen
ausübt. Es ist aber nicht nur die Bewegung an sich, die Wirkung zeigt. Sport bietet vielfältige Möglichkeiten, die
exekutiven Funktionen und die Selbstregulationsfähigkeit in jeder einzelnen Übungsstunde zu trainieren und auf
diese Weise zu fördern. Das zu erkennen und in die Praxis umzusetzen, dafür braucht es Pädagogen, Übungsleiter
und Trainer, die sich der besonderen Bedeutung des Sports für die Förderung exekutiver Funktionen und der
Selbstregulation bewusst sind und die über das Wissen verfügen, wie diese im Sport gefördert werden können.

Teil 2
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„Gewissenhaftigkeit, bei der Sache bleiben, sich nicht ablenken lassen, Pläne entwickeln, sie verfolgen und zugleich
die Anforderungen der jeweiligen Umgebung berücksichtigen, kurzfristigen Impulsen widerstehen, um langfristige
Ziele zu verfolgen - all diese Fähigkeiten sind entscheidend für den Erfolg beim Lernen und im gesamten Leben überhaupt.
Man spricht auch von Arbeitsgedächtnis, der Fähigkeit zur Selbstregulation oder allgemein von exekutiven
Funktionen. Exekutive Funktionen lassen sich im Spiel und durch den Sport fördern. Je früher diese Förderung ansetzt,
desto besser. Mit PFiFF lernen Übungsleiter und Pädagogen die wichtige Bedeutung der exekutiven Funktionen
kennen und sie erfahren, wie sie die Erkenntnisse mit Kindern in Bewegung, Sport und Spiel umsetzen können.“
Prof. Dr. Dr. Manfred Spitzer, ZNL TransferZentrum für Neurowissenschaften und Lernen, Universität Ulm
„Bei der Selbstregulation geht es darum, das eigene Handeln bewusst zu beeinflussen. Damit ist keine Absage an
Spontaneität gemeint, sondern die Fähigkeit, in spezifischen Situationen störende Emotionen einer abwägenden
Kontrolle unterziehen oder die Sichtweisen anderer berücksichtigen zu können. In der Wissenschaft werden die der
Selbstregulation zugrunde liegenden Fähigkeiten als exekutive Funktionen bezeichnet. Sie spielen bei der zielorientierten
Ausübung von Sport eine zentrale Rolle. Es ist von großer Bedeutung, dass diese Fähigkeiten nicht nur beim
erfolgreichen Sporttreiben ständig benötigt werden, sondern durch Bewegung, Spiel und Sport hervorragend entwickelt
werden können. Besonders für Kinder und Jugendliche bietet der Sport zahlreiche Möglichkeiten, Lern- und
Übungssituationen zu gestalten, in denen die Aktivitäten so auf Gehirnprozesse einwirken, dass exekutive Funktionen
wirkungsvoll gefördert werden.“
Heinz Janalik, Diplompädagoge, Präsident Badischer Sportbund Nord e.V.
„Das Leben von Kindern und Erwachsenen ist heute von zahlreichen Anforderungen bestimmt, die im Zeitalter von
Terminstress und ständiger Erreichbarkeit häufig zeitgleich und ungefiltert auf uns einwirken. Schon bei Kindern und
Jugendlichen kommt immer häufiger das Gefühl auf, durch zu viele Informationen und Aufgaben überlastet zu sein.
Um den schulischen Alltag erfolgreich bewältigen zu können, ist es – für Lehrkräfte wie für Schülerinnen und Schüler
– notwendig, ein gutes Arbeitsgedächtnis zu haben, Wichtiges von Unwichtigem zu unterscheiden und sich ganz auf
eine Sache konzentrieren zu können. Hier wirkt sich das Üben, Fördern und Trainieren der exekutiven Funktionen in
allen Fächern über die gesamte Schulzeit hinweg äußerst positiv aus. Deshalb sollte es sich Schule zur Aufgabe machen,
alle Kinder und Jugendlichen in einer bewegten Schulkultur, die den Tag sinnvoll rhythmisiert, auf die steigende
Beanspruchung ihrer exekutiven Funktionen vorzubereiten.“
Ulla Seitz, Studiendirektorin, Stellvertretende Leiterin des Landesinstituts für Schulsport,
Schulkunst und Schulmusik Baden Württemberg
€ 12,90 (D)
€ 13,20 (A)
VERLAG
BILDUNG plus
www.verlag-bildungplus.org
ISBN 978-3-95637-010-6