Babys schon im Alter von zwei bis drei Monaten können lernen, dass das Treten mit einem Bein ein Mobile über ihrem Bettchen in Bewegung versetzt – und ein neues Computermodell erklärt nun, wie.
Die Forschung
Josua Spisak, Sergiu Tcaci Popescu, Stefan Wermter, Matej Hoffmann und J. Kevin O'Regan erstellten eine Computersimulation des Säuglingsverhaltens im klassischen „Mobile-Paradigma“. Ihre Studie erschien auf arXiv (arXiv:2504.17939, eingereicht am 24. April 2025; überarbeitet im Juli 2026) und wurde in IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems, Band 18, Ausgabe 3, Seiten 692–707, angenommen.
Im Mobile-Paradigma befestigen Forscher ein Band vom Knöchel oder Handgelenk eines Säuglings an einem darüberhängenden Mobile. Wenn der Säugling mit dieser Gliedmaße tritt oder sie bewegt, wackelt das Mobile – eine direkte sensomotorische Kontingenz. Über Jahrzehnte der Entwicklungspsychologie zeigen Säuglinge ein konsistentes Muster: Sie bewegen die verbundene Gliedmaße häufiger als die anderen und scheinen zu lernen, dass ihre Handlung einen sensorischen Effekt hervorruft.
Das neue Modell kombiniert ein neuronales Netz, Handlungs-Ergebnis-Vorhersage, einen Explorationsantrieb, motorisches Rauschen, ein bevorzugtes Aktivitätsniveau und biologisch inspirierte Motorsteuerung. Die Simulationen reproduzierten den klassischen Befund der bevorzugten Bewegung der verbundenen Gliedmaße. Kurioserweise erzeugte das Modell auch einen Bewegungsschub, nachdem das Mobile abgehängt wurde – was gelegentlichen Ergebnissen bei echten Säuglingen entspricht. Das Modell stimmte zudem mit zwei aktuellen detaillierten Studien überein, bei denen die Mobile-Verbindung entweder schrittweise eingeführt oder ganz oder gar nicht angeboten wurde.
Eine Reihe von Ablationsstudien – bei denen jede Komponente einzeln entfernt wurde – zeigte, dass Handlungs-Ergebnis-Vorhersage, Exploration, motorisches Rauschen und biologisch inspirierte Motorsteuerung jeweils unerlässlich waren. Ohne sie konnte das Modell das Säuglingsverhalten nicht nachbilden.
Warum das für Ihr Gehirn wichtig ist
Die Erkennung sensomotorischer Kontingenzen – das Bemerken, dass „wenn ich X tue, Y passiert“ – ist eine der Grundlagen der kognitiven Entwicklung. Sie untermauert zielgerichtete Bewegung, Imitation und schließlich Werkzeuggebrauch und Sprache. Die Tatsache, dass eine Handvoll einfacher Mechanismen (Vorhersage, Exploration, Rauschen und realistische Motorsteuerung) das Lernen von Säuglingen reproduzieren kann, legt nahe, dass dieselben Zutaten in erwachsenen Gehirnen wirken, wann immer wir eine neue körperliche Fertigkeit erlernen – vom Tippen bis zum Spielen eines Instruments.
Motorisches Rauschen, oft als Hindernis betrachtet, erweist sich hier als nützlich: Es erzeugt Variabilität, die die Exploration antreibt. Die Exploration wiederum erzeugt die Daten, die benötigt werden, um die Handlungs-Ergebnis-Verknüpfung zu lernen. Dieses Zusammenspiel – Rauschen → Exploration → Vorhersage → Lernen – ist ein allgemeines Prinzip adaptiver Kognition.
Was Sie tun können
- Wenn Sie eine neue motorische Fertigkeit erlernen, bauen Sie kleine Variationen ein, anstatt genau dieselbe Bewegung zu wiederholen. Leichte Variabilität hilft Ihrem Gehirn, Ursache und Wirkung zu verknüpfen.
- Achten Sie auf die sensorischen Folgen Ihrer Handlungen – den Klang, den Anblick oder das Gefühl –, nicht nur auf die Bewegung selbst. Die Vorhersagegenauigkeit verbessert sich mit Feedback.
- Wenn eine Kontingenz erlernt wurde (z. B. öffnet ein Tastendruck ein Menü), rechnen Sie mit einem kurzen Schub explorativer Handlungen, wenn die Kontingenz aufhört. Das ist normal und kann Ihnen helfen, die Regel zu aktualisieren.
Quelle: arXiv q-bio.NC
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