Der Alzheimer-Koffer bringt das Thema einer weit verbreiteten Gehirnerkrankung in die Schulen.

In einer Kooperation eines Teams aus Schule und der Technischen Universität Kaiserslautern entstand anschauliches Unterrichtsmaterial, das Schülern die Alzheimer-Erkrankung nahebringt.

Der Alzheimer-Koffer ist das Ergebnis einer interdisziplinären Zusammenarbeit eines Teams aus Schule und Technischer Universität Kaiserslautern. Gemeinsam wurden Unterrichtsmodule sowie umfangreiche Material-Sammlungen entwickelt, um aktuelle Forschung zu dem gesellschaftlich relevanten Thema Alzheimer-Erkrankung und -Forschung in die Schule zu bringen. Zusammen mit den Hirnforscher-Boxen der Gemeinnützigen Hertie-Stiftung wird der Alzheimerkoffer in Rheinland-Pfalz von den Medienzentren vor Ort den Schulen zur Verfügung gestellt. Beide Projekte werden maßgeblich von der Klaus Tschira Stiftung gefördert. Wir sprachen mit den Initiatoren und wissenschaftlichen Begleitern des Projekts über die Herausforderungen und die Resonanz.

Foto: Alzheimer-Koffer, Technische Universität Kaiserslautern, 2018

HERTIE-STIFTUNG: Wann und wie kam es zu der (interdisziplinären) Zusammenarbeit zwischen Humanbiologie/Forschung, Fachdidaktik und Lehrkräften. Wie entstanden die Materialien im Koffer?

FRANK HARDER (Fachlehrer für Biologie- und Chemie, Fachberater für Biologie, Laborleiter der Stützpunktschule für Molekularbiologie Karlsruhe): Die Zusammenarbeit geht zurück auf ein Forschungssemester, welches ich im Jahr 2006 bei Stefan Kins, damals noch Gruppenleiter bei Professor Beyreuther am ZMBH in Heidelberg, durchführen durfte. Durch Unterstützung der Robert-Bosch-Stiftung wurde ich von der Schule freigestellt und konnte ein halbes Jahr am Laboralltag teilnehmen. Die Erfahrungen im Labor und mit der Thematik „Alzheimer Demenz“ haben mir das Werkzeug an die Hand gegeben und mich dazu inspiriert, dass ich passendes Material für die Schule erstellen wollte. Dazu kommen noch, wie bei so vielen Menschen, familiäre Erfahrungen mit an Alzheimer erkrankten Menschen. Stefan Kins hat mich während der Erstellung stets fachlich begleitet und unterstützt. 2010 wurde das Material dann – in Anwesenheit von Esther Sternheim – auf einer Veranstaltung von „Wissenschaft in die Schulen (WiS!)“ in Bad Wildbad vorgestellt. Frau Sternheim leitete dann zusammen mit Professor Kins und Christoph Thyssen die Erweiterung des Materials um fachpraktische und experimentelle Aspekte ein. Daraus entwickelt sich über die Jahre der Alzheimer-Koffer in seiner heutigen Form.

HERTIE-STIFTUNG: Das Thema Gehirn ist unheimlich komplex und sowieso schon schwierig. Und dann wird es auch noch anhand einer Krankheit im Unterricht thematisiert. Wie gelingt das Ihrer Erfahrung nach?

FRANK HARDER: Das funktioniert meines Erachtens ganz hervorragend. Viele Schülerinnen und Schüler haben im Verwandtenkreis Fälle von Alzheimer, sodass die Motivation, sich mit den zellulären und molekularbiologischen Ursachen der Erkrankung zu beschäftigen, sehr hoch ist. 

HERTIE-STIFTUNG: Frau Sternheim, was ist Ihre Erfahrung? Welcher der Versuche kommt bei den Schülerinnen und Schülern am besten an? 

ESTHER STERNHEIM (Biologie- und Deutschlehrerin und von 2011 bis 2018 Dozentin der Fachdidaktik Biologie, TU Kaiserslautern): Das ist schwer zu beantworten. Meiner Erfahrung nach haben die Schülerinnen und Schüler bei allen Versuchen eine sehr hohe Motivation, was sicherlich einerseits auf das besondere Interesse an der Thematik Alzheimer Demenz zurückgeht und andererseits auf das Interesse, praktisch forschend und entwickelnd zu arbeiten, zurückzuführen ist. Meiner Erfahrung nach gefallen den Schülerinnen und Schülern die praktischen Versuche, bei denen sie Gehirne und Nervenzellen präparieren oder anhand von Hirnmodellen nach den durch die Krankheit verursachten Veränderungen forschen können, am besten.

Foto: Alzheimer-Koffer, Technische Universität Kaiserslautern, 2018

Es trifft die Jüngeren sehr, dass sich der Opa ihren Namen nicht merken kann.

Die unterschiedlichen Methoden der Versuche wie das Schneiden, Mikroskopieren und Vergleichen faszinieren die meisten. Außerdem beobachte ich oft, dass es für sie etwas Außergewöhnliches ist, ein echtes Gehirn vor sich zu haben. Schon Grundschüler wissen, dass uns dieses Organ steuert und Sitz unserer Persönlichkeit ist. Dadurch, dass die Präparation des Gehirns und der Nervenzellen so einfach ist, ist die „Erfolgsquote“ bei den Schülern auch sehr hoch. Die Motivation und Spannung erzeugt eine erhöhte Aufmerksamkeit und trägt somit dazu bei, die Neuigkeiten besser zu behalten.

HERTIE-STIFTUNG: Das Thema Gehirn ist unheimlich komplex und sowieso schon schwierig. Und dann wird es auch noch anhand einer Krankheit im Unterricht thematisiert. Wie funktioniert das Ihrer Erfahrung nach?

ESTHER STERNHEIM: Das klappt sehr gut. Wenn die Kinder beispielweise das Arztgespräch hören, das A. Alzheimer mit seiner ersten Patientin führte, Videos solcher Anamnesen sehen oder mit „Iris“ einen tiefen Einblick in das Innenleben eines Betroffenen erhalten, sind immer einige dabei, die von betroffenen Verwandten, Nachbarn etc. berichten. Das spiegelt sich auch darin wider, dass schon nach wenigen Minuten klar ist, woran die Patienten leiden – nämlich an einer Störung im Gehirn. Das Interesse der Kinder, zu erfahren woran es liegt, dass man sich so verändert und Dinge, die eigentlich selbstverständlich sind, nicht mehr beherrscht, ist sehr hoch. Vor allem die Jüngeren bringen hier ihre Emotionen zum Ausdruck: Es trifft sie beispielsweise sehr, dass sich der Opa ihren Namen nicht merken kann. Dieses ungewöhnliche Verhalten möchten sie verstehen. Das ist eine Form von Motivation, sich mit einem Thema auseinanderzusetzen, die man sich gerade als Lehrerin wünscht.

Von daher begeben sich die Schüler wie selbstverständlich auf die Spuren der Forscher. Sie ziehen ähnliche Schlüsse und fordern die gleiche Vorgehensweise, nämlich das Gehirn der Betroffenen zu untersuchen und es mit einem gesunden Gehirn zu vergleichen, um mögliche Auswirkungen der Krankheit zu entdecken. Es ergibt sich von selbst, dass man hierfür zunächst einige grundlegende Kenntnisse von diesem Organ braucht, was zu der Forderung führt, es zu präparieren. So gelangt man von den Symptomen zum betroffenen Organ und anschließend zur Zellebene. Die SchülerInnen zeichnen im Rahmen von naturwissenschaftlichem Unterricht oftmals nur Nervenzellen von Arbeitsblättern ab und beschriften diese. Durch die eigene Präparation von Nervenzellen und Gehirngewebe entsteht ein unvergleichbar engerer Bezug. Daher kann ich jedem nur empfehlen, die Materialen bereits in der 5.-7. Klasse zu verwenden.

HERTIE-STIFTUNG: Gehirnpräparation im Unterricht. Ist das nicht eklig? Wie ist das mit der ethischen Dimension?

ESTHER STERNHEIM: Da ich glücklicherweise einige der SchülerInnen nun in der Oberstufe unterrichte, mit denen ich das Programm vor fünf Jahren zum ersten Mal ausprobiert hatte, habe ich sie direkt gefragt, wie sie damals die Hirnpräparation fanden. „Unserer Auffassung nach war es nicht eklig. Im Gegenteil, es war sehr spannend, sich mit dem Gehirn zu befassen. Da die Gehirne Abfallprodukte des Metzgers waren, sehen wir auch keine ethischen Probleme, weil das Gehirn sowieso weggeschmissen würde“, kommentieren Emily und Lena.

Das ist genau die Auffassung, die ich bisher stets gehört habe, wenn ich mit den Schülern bespreche, ob wir Schweinehirne präparieren sollen oder nicht bzw. wer sich aktiv daran beteiligen möchte. Selbstverständlich gibt es auch die Möglichkeit, alternativ Bilder und Modelle zu nutzen. Bislang jedoch haben es stets alle SchülerInnen vorgezogen, die echten Gehirne zu präparieren. Ein weiterer Kommentar ehemaliger Schülerinnen und Schüler lautete, dass man in ihrem Alter fast nichts machen dürfe und es gut war, endlich praktisch arbeiten zu dürfen.

Foto: Alzheimer-Koffer, Technische Universität Kaiserslautern, 2018
Foto: Alzheimer-Koffer, Technische Universität Kaiserslautern, 2018

Das deckt sich mit meinen Erfahrungen, denn es ist eine Herausforderung mit einer zwischen 28 und 30 Kindern starken Gruppe Präparationen an Organen durchzuführen, bei denen Messer und Skalpelle verwendet werden müssen. Um jedoch erste Schritte in diesem Bereich zu unternehmen bietet sich gerade das fixierte Gehirn an, denn es lässt sich wesentlich leichter präparieren als beispielsweise ein Schweineauge, quasi ein „Klassiker“ des Biologieunterrichts. Die Schnittführung bei der Hirnpräparation ist so einfach wie das Schneiden einer Scheibe Wurst. Allerdings kommt es im Hinblick auf den Ekel auch darauf an, wie man etwas präsentiert. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass die Verwendung von im Haushalt üblichen Utensilien wie beispielsweise der Wurstschalen, in denen ich die Hirnhälften austeile, sowie der Papp-Tortenböden, auf denen präpariert wird, die Hemmschwelle deutlich herabsetzt. Fasziniert und sehr gefreut hat mich in diesem Zusammenhang auch die Reaktion der Grundschüler, die am Tag der Koffer-Übergabe wegen der Hirnforscherboxen in Mainz dabei waren und während der Veranstaltung an den Tisch kamen, auf dem die echten Gehirne präsentiert wurden: Sie zogen sich direkt Handschuhe über und wollten selbst loslegen.

HERTIE-STIFTUNG: Das Augmented Reality (AR) Tool erweitert die Materialien, die zum Anfassen im Koffer sind, mit visuellen Inhalten. Hirnbereiche können auf den Plastik-Hirnschnitten z.B. wie im echten Hirnschnitt betrachtet werden. Was kann AR darüber hinaus noch, Herr Thyssen?

CHRISTOPH THYSSEN (außerplanmäßiger Professor im Fachbereich Biologie der TU Kaiserslautern): Das Beispiel, dass Sie hier herausgegriffen haben, ist sehr gut. Hier wird deutlich, was AR bieten kann. Obwohl es technisch gesehen tatsächlich nicht mehr ist, als visuelle virtuelle Informationen in das Gesichtsfeld und damit die Realität zu integrieren, wird hier deutlich um welches Maß bestehende Modelle (in unserem Fall der Plastikhirnschnitt) deutlich verbessert werden können.

Somit erlaubt Augmented Reality, bestehende Medien vielseitiger und individualisiert im Lernprozess zu nutzen. Hilfen, Hinweise, Markierungen oder Vergleichsobjekte können ortsgenau auf reale Dinge projiziert werden. Damit können bisher nicht zugänglich Dinge sichtbar und verständlich gemacht werden, auch interaktiv und personalisiert. Beim Lehren und Lernen wird Einheitsmaterial so zur Maßanfertigung. Lehrmaterial wird vielseitiger und in verschiedenen Kontexten einsetzbar, was die Kosten senkt und die Motivation steigert.

HERTIE-STIFTUNG: Herr Kins, woher nehmen Sie neben Ihrer eigentlichen Arbeit – der Forschung – die Zeit für das Projekt „Alzheimer-Koffer“?

Stefan Kins (Leiter der Arbeitsgruppe Humanbiologie an der TU Kaiserslautern): Als Professor hat man sehr unterschiedliche Arbeitsbereiche. Neben Forschung und Lehre liegt ein erheblicher Anteil in der universitären Selbstverwaltung. Da universitäre Arbeitsgruppen auch im Bereich der Forschung größtenteils aus Steuergeldern finanziert werden, ist es meiner Meinung nach die Pflicht der Universität und insbesondere der einzelnen Arbeitsgruppenleiterinnen und -Leiter die Forschungsinhalte und Resultate der Öffentlichkeit zu vermitteln. Mit dem Projekt „Alzheimer-Koffer“ möchte ich dazu beitragen, unser aktuelles Forschungsfeld der Alzheimerkrankheit der Öffentlichkeit, hier über die Schulen, verständlich zu machen und auch die gesellschaftliche Relevanz der Thematik sowie unserer Forschung darzustellen.

Es ist meiner Meinung nach die Pflicht der Universität die steuerfinanzierten Forschungsinhalte und Resultate der Öffentlichkeit zu vermitteln.

Foto: Alzheimer-Koffer, Technische Universität Kaiserslautern, 2018

Andere Forschungsinstitute, wie beispielsweise die Max-Planck-Gesellschaft, betreiben seit einigen Jahren einen sehr viel größeren Aufwand für Öffentlichkeitsarbeit. Hier sind Universitäten meines Erachtens zukünftig stärker gefordert. Trotzdem haben Sie vollkommen Recht, dass mit dem „Alzheimer-Koffer“ Projekt für mich ein nicht zu vernachlässigender Zeitaufwand einhergeht. Insbesondere, da ich auch direkt an unseren regelmäßig stattfindenden Lehrerfortbildungen beteiligt bin. Diese sind jedoch unerlässlich, damit die von uns erarbeiteten Materialien auch real ohne allzu großen zeitlichen Aufwand im Schulalltag integriert werden können. Allerdings liegt der damit verbundene Zeitaufwand weiterhin deutlich unter dem Anteil von beispielsweise universitärer Selbstverwaltung und sollte meines Erachtens einen höheren Stellenwert an Universitäten erhalten.

HERTIE-STIFTUNG: Woher bekommen Sie die mikroskopischen Präparate?

STEFAN KINS: Die mikroskopischen Fertigpräparate mit histologischen Schnitten vom Gehirn stellen wir selbst in meiner Arbeitsgruppe in Zusammenarbeit mit der Abteilung „Anatomie“ in Heidelberg her. Die Herstellung ist recht aufwendig. Daher können wir die Präparate auch nicht kostenlos zur Verfügung stellen.

HERTIE-STIFTUNG: Wie und wo kommt man als Schule an die Boxen?

STEFAN KINS: Einige Schulen haben unsere Materialien zum Thema „Alzheimerkrankheit“ durch eine entsprechende Selbstbeteiligung direkt angeschafft. Die Nachfrage war allerdings so hoch, dass wir uns ein anderes Konzept überlegen mussten, um möglichst viele interessierte Schulen mit dem Material versorgen zu können. In Rheinland-Pfalz können die Materialien nun seit Oktober 2018 über die Medienzentren kostenlos ausgeliehen werden. In Baden-Württemberg ist die Ausstattung der Medienzentren für spätestens Mitte 2019 geplant. Weitere Bundesländer sollen folgen. An dieser Stelle möchte ich jedoch gern darauf hinweisen, dass die Ausstattung der Schulen und Medienzentren nur durch zusätzliche finanzielle Unterstützung möglich war und ist. Dies wurde und wird erfreulicher Weise von der Klaus Tschira Stiftung gewährleistet.


Die Hertie-Stiftung und die Hirnforschung

Die Hertie-Stiftung betreibt mit dem Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH) in Tübingen eines der bundesweit größten und modernsten Zentren zur Erforschung neurologischer Erkrankungen. Zudem ist die Wissensvermittlung von Hirnforschung in Schulen ein wichtiger Bestandteil des Förderprogramms. Die Unterrichtsreihe "Wir sind Hirnforscher!" wird inzwischen an Schulen in 6 Bundesländern umgesetzt. Die Lernsoftware "Blue Brain Club" steht seit Anfang 2018 ebenfalls allen Schulen zur freien Verfügung. In Rheinland-Pfalz wurden die Alzheimer-Koffer der Technischen Universität Kaiserslautern gemeinsam mit den Hirnforscher-Boxen der Hertie-Stiftungden Schulen präsentiert, beide Programme werden von der Klaus Tschira Stiftung gefördert.

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