Eine breitere Definition von Lernen könnte dazu beitragen, die interdisziplinäre Forschung anzuregen

Wir stellen uns das Lernen oft vor, indem wir für eine Prüfung pauken oder einem Hund das Sitzen beibringen, aber Menschen und andere Säugetiere sind nicht die einzigen Wesen, die sich an ihre Umgebung anpassen können – Fischschwärme, Roboter und sogar unsere Gene können lernen neue Verhaltensweisen, erklären Jan De Houwer und Sean Hughes (Universität Gent) in einem neuen Perspektiven der Psychologie Artikel.

Eine breitere Definition von Lernen zu übernehmen, die jede Verhaltensanpassung umfasst, die als Reaktion auf reguläre Merkmale einer Umgebung entwickelt wird, könnte Forschern helfen, in den Bereichen Psychologie, Informatik, Soziologie und Genetik zusammenzuarbeiten, erklärte De Houwer in einem Interview.

„Die meisten Menschen betrachten Lernen als eine Art Mechanismus zum Speichern neuer Informationen, aber das macht es sehr schwierig, das Lernen in verschiedenen Systemen zu vergleichen, da verschiedene Systeme wahrscheinlich unterschiedliche Mechanismen zum Speichern von Informationen verwenden“, sagte De Houwer. „Wir definieren Lernen als Veränderungen in der Art und Weise, wie ein System auf seine Umgebung reagiert – also als erlerntes Verhalten.“

Ähnlich wie Darwins Evolutionstheorie konzentriert sich die funktionale Definition des Lernens von De Houwer und Hughes darauf, wie sich Systeme an ihre Umgebung anpassen, unabhängig von den Mechanismen, durch die diese Anpassungen auftreten können. Das fragliche „System“ könnte ein einzelner Organismus, ein Teil eines Organismus wie ein Gen oder das Rückenmark oder eine Gemeinschaft von Organismen sein. Tatsächlich, fügte De Houwer hinzu, könnte die Evolution selbst als eine Form des Lernens betrachtet werden, bei der eine Tierart als ein System betrachtet wird, das sich an seine Umgebung anpasst.

„Da unsere Definition von Lernen ‚mechanismusfrei‘ ist, ermöglicht sie Interaktionen zwischen Wissenschaftlern, die das Lernen in verschiedenen Systemen untersuchen“, sagte De Houwer. „Es überwindet die Grenzen zwischen verschiedenen Wissenschaften und ermöglicht einen Gedankenaustausch, der die Erforschung des Lernens im Allgemeinen fördern wird.“

Diese Definition unterstützt nicht nur Vergleiche zwischen dem Lernen in verschiedenen Arten von Systemen, sondern kann Forschern auch dabei helfen, genauer zu untersuchen, wie diese Systeme das Lernen der anderen beeinflussen können, schreiben De Houwer und Hughes. Eine Maispflanze kann beispielsweise lernen, trockenheitsresistenter zu werden, weil ihre Gene eine epigenetische Reaktion auf Austrocknung haben, die ihre Zellen dazu veranlasst, mehr Wasser zu speichern, was letztendlich das erlernte Verhalten der gesamten Pflanze beeinflusst.

Lernen kann auch auf Gruppenebene stattfinden, wie zum Beispiel in einem Fischschwarm, weil einige, aber nicht alle Mitglieder dieser Gruppe lernen, fügte De Houwer hinzu. Ein Fisch an der Spitze einer Schule kann beispielsweise lernen, einem Schiffbruch auszuweichen, nachdem er dort wiederholt Haie gefunden hat, während Fische am Ende der Schule ein ähnliches Verhalten zeigen können, indem sie einfach weiter dem Fisch vor ihnen folgen, ohne etwas über die zu erfahren Schiffswrack.

Diese Analyse kann auch auf die Untersuchung von Robotern und künstlicher Intelligenz angewendet werden. Obwohl jeder einzeln untersucht werden kann, hängt die Fähigkeit eines Roboters, das Navigieren durch Hindernisse zu lernen, auch davon ab, wie sein Algorithmus auf die Umgebung reagiert, erklären die Forscher.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass ein System nicht als lernend bezeichnet werden kann, nur weil sich sein Verhalten als Reaktion auf die Umgebung geändert hat. Von einem System kann nur dann gesagt werden, dass es etwas gelernt hat, wenn es die Art und Weise, wie es auf einen Stimulus reagiert, aufgrund von Regelmäßigkeiten in seiner Umgebung ändert, wie z. B. wiederholte Exposition gegenüber einem Stimulus oder das gleichzeitige Auftreten von Stimuli, sagte De Houwer. Lernforscher untersuchen die Bedingungen, unter denen Regelmäßigkeiten in der Umwelt das Verhalten verändern, fuhr er fort.

Die Entwicklung einer genauen Definition von Lernen kann Wissenschaftlern helfen, vorhandene Erkenntnisse zu kommunizieren und neue interdisziplinäre Forschung zu fördern, schlussfolgern De Houwer und Hughes.

„Definitionen sind Werkzeuge im Dienste einer besseren Wissenschaft“, schreiben sie. „Unsere Definition ermöglicht es Wissenschaftlern, Wissen auszutauschen und dadurch neue Wege zu erkunden, Lernen in verschiedenen Systemen zu untersuchen.“