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Mathe-Gen Robo1 : Geboren, um zu rechnen

  • -Aktualisiert am

Mathematik gilt als eines der unbeliebtesten Schulfächer, liegt die Ursache in den Genen? Bild: Picture-Alliance

Das Gen „Robo1“ hilft unseren mathematische Fähigkeiten auf die Sprünge. Es beeinflusst die Größe einer Hirnregion, in dem unser Verständnis für Mengen repräsentiert ist, wie Max-Planck-Forscher herausgefunden haben.

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          Wie gut jemand rechnen, lesen oder schreiben kann, hängt zwar in hohem Maße von der Qualität des Unterrichts und der Lernbereitschaft des Einzelnen ab, aber durchaus auch von seinen Veranlagungen, sprich: den Genen. Dabei nehmen die Gene keinen direkten Einfluss auf den Lernerfolg. Es gibt kein „Mathematik-Gen“, das jemanden sofort zum Genie macht. Aber es gibt Gene und genetische Varianten, die derart relevant für die frühe Hirnentwicklung sind, dass das Gehirn unter ihrem Einfluss bessere Voraussetzungen für gute mathematische Fähigkeiten erhält. Michael Skeide vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig und seine Kollegen haben untersucht, ob Gene, die mit guten mathematischen Fähigkeiten in Verbindung gebracht werden, das Gehirn strukturell derart verändern, dass dies auch bei einem MRT-Scan zu sehen ist.

          Die Untersuchungen wurden bei Vorschulkindern vorgenommen, die noch keinen Unterricht erhalten haben, denn dann wären diese Veränderungen auf neurobiologische Anlagen zurückzuführen, nicht das Ergebnis des Lernens. Die Wissenschaftler wollten zudem wissen, ob etwaige Veränderungen auch mit den Rechenleistungen der Kinder im zweiten Schuljahr korrelieren. Ziel war es zu prüfen, ob man vielleicht darüber deren mathematische Fähigkeiten vorhersagen kann.

          Von den zehn Genen und ihren 18 unterschiedlichen Varianten, die Skeide und seine Kollegen untersucht haben, erzeugten nur gewisse Varianten des sogenannten Robo1-Gens strukturelle Besonderheiten im Gehirn. Varianten sind Ausprägungen des Gens mit einzelnen Basenpaar-Variationen, sogenannten SNPs. Bei Trägern der Robo1-Genvarianten waren Teile der Hirnrinde im Interparietalen Sulcus sowie Bereiche im rechten oberen Scheitellappen verdickt. Das heißt, dass dort mehr Nervenzellen eingelagert worden sein müssen, die dann auch mehr neuronale Verbindungen knüpfen können.

          Korrelationen aber keine Kausalitäten

          Dass das Robo1-Gen heraussticht, überrascht nicht, wenn man auf dessen Funktion schaut. Es überwacht die Wanderung der Nervenzellen während der Embryonalentwicklung und sorgt dafür, dass sie korrekt plaziert werden. Dadurch hat das Robo1-Gen einen direkten Einfluss auf die Ausstattung der Hirnrinde und damit auch auf die Ausstattung des Scheitellappens. Dort, im Interparietalen Sulcus, ist die Fähigkeit angesiedelt, Mengen abzuschätzen und sie als etwas zu begreifen, was man durch Hinzufügen oder Wegnehmen verändern kann. Menschen mit einer Dyskalkulie, einer Rechenschwäche, tun sich damit schwer. Dass Skeide und seine Kollegen genau dort Veränderungen gefunden haben, passt demnach zu früheren Befunden.

          Bei der Lernstandserhebung in der zweiten Schulklasse zeigten die Kinder mit der dickeren Hirnrinde in den genannten Regionen bessere Rechenleistungen als die Kinder mit einer dünneren Hirnrinde. Skeide und seine Kollegen konnten ein Fünftel der Unterschiede bei den schulischen Rechenleistungen auf diese Volumenunterschiede zurückführen, wie es im Open-Access-Journal „Plos Biology“  heißt. An der Untersuchung hatten 178 Kinder aus Leipzig und Umgebung teilgenommen. Durch eine Genanalyse wurde zunächst ermittelt, welche Genvarianten die Kinder besaßen. Danach wurde das Gehirn mit einem MRT-Scan vermessen und mit den genetischen Varianten in Beziehung gesetzt. Einige Jahre später wurden die Lernstandserhebungen ausgewertet und mit den MRT-Scans verglichen. Dass Skeide und seine Kollegen nicht bereits das Mengenverständnis der Drei- bis Sechsjährigen untersucht haben, liegt daran, dass es keine standardisierten und validierten Tests für diese Altersgruppe gibt.

          Einschränkend ist zu den Ergebnissen zu sagen, dass damit lediglich Korrelationen und keine Kausalitäten erfasst worden sind. Die Wissenschaftler können also nicht mit Sicherheit sagen, dass einzelne Robo1-Varianten für bessere Rechenleistungen verantwortlich sind. Dennoch ist das ein wichtiger Befund. Sollten sich die mathematischen Fähigkeiten der Kinder tatsächlich eines Tages mit umfangreicherer Empirie über Robo1-Gensequenzen und einen MRT-Scan vorhersagen lassen, könnten Kinder frühzeitig gezielt gefördert werden – die mit Problemen und solche, die ein Mathe-Talent mitbringen.

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