Die kognitive Flexibilität beschreibt die Fähigkeit von Menschen, zu erkennen, dass eine Handlungsstrategie nicht funktioniert und entsprechende Veränderungen vorzunehmen, um sich an die Situation anzupassen, wobei die mentale Verlagerung (Shifting) die Hauptkomponente der kognitiven Flexibilität darstellt. Die kognitive Flexibilität bezeichnet also die Fähigkeit, sich schnell auf neue Situationen einzustellen, verschiedene Sichtweisen einzunehmen und sich in andere hineinzuversetzen. Aus kognitionspsychologischer Sicht geht es also um flexible und multiple Wissensrepräsentationen, die bewusst manipuliert werden können. Aus pädagogischer Sicht steht die Multiperspektivität im Mittelpunkt, die man dadurch erreichen kann, indem man Lernende mit möglichst vielen Anwendungssituationen konfrontiert, in denen neu entwickelte Kompetenzen zum Tragen kommen können. Solche Lernumgebungen beleuchten Inhalte aus möglichst unterschiedlichen Perspektiven und in unterschiedlichen Zusammenhängen, damit später der Wissenstransfer in ungewohnte Situationen möglich ist.
Die kognitive Flexibilität gehört dabei zu den exekutiven Funktionen des Gehirns, wobei unter diesem Begriff jene kognitiven Fähigkeiten zusammengefasst werden, mit denen man seine Gedanken kontrolliert und koordiniert. Dazu zählt in erster Linie das Arbeitsgedächtnis, das dafür zuständig ist, Informationen zu speichern, die für das Ausführen einer Aufgabe unmittelbar notwendig sind.
Die Fähigkeit zur Fokussierung der Aufmerksamkeit impliziert auch die Fähigkeit zum Wechsel des Aufmerksamkeitsfokus, umfasst also auch die flexible Aufmerksamkeitssteuerung, die es Menschen ermöglicht, bei Bedarf ihren Fokus zu wechseln. Kognitive Flexibilität besteht dabei im schnellen Wechsel des Aufmerksamkeitsfokus zwischen verschiedenen Informationsquellen. Flexibilität stellt im Handeln und Denken eine elementare Voraussetzung für die allgemeine Leistungsfähigkeit dar. Bei der Flexibilität handelt es sich also nicht um eine singuläre Funktion, sondern um ein Bündel von Teilfunktionen, die auf den verschiedenen Stufen der Informationsaufnahme und -verarbeitung anzunehmen sind.
Es gibt verschiedene Faktoren, die sich darauf auswirken, wie anpassungsfähig das menschliche Gehirn ist, denn so spielt das Alter offenbar eine entscheidende Rolle. Studien zeigen, dass Kinder und ältere Menschen in der Regel eine etwas geringer ausgeprägte kognitive Flexibilität zeigen. Auch wie sehr man das eigene Gehirn fördert und fordert sowie körperliche Bewegung und auch bestimmte Krankheiten wirken sich auf die kognitive Flexibilität aus. Auch die emotionale Gestimmtheit spielt eine Rolle, denn offenbar fördern eine positive Laune und Belohnungen die kognitive Flexibilität, sodass diese bei dem Menschen also von Situation zu Situation unterschiedlich ausgeprägt sein kann.
Maristany de las Casas et al. (2026) konnten nachweisen, dass die weitverzweigten Fortsätze der Nervenzellen – die Dendriten – zusammen mit spezialisierten Hemmzellen nicht bloß passive Signalweiterleiter darstellen, sondern als dynamische, eigenständige Verarbeitungseinheiten fungieren, welche das flexible Neulernen überhaupt erst ermöglichen. Im Zentrum der wissenschaftlichen Entdeckung standen die Pyramidenneurone in der Schicht 5b des frontalen motorischen Cortex (genauer des anterolateralen motorischen Cortex, ALM), einer Gehirnregion, die bei Nagetieren eine Schlüsselrolle bei der Handlungsauswahl und Entscheidungsfindung einnimmt. Über ausgeklügelte mikroskopische Verfahren, wie die Zwei-Photonen-Fluoreszenzmikroskopie, beobachtete man das Verhalten von Mäusen während eines sogenannten Wechselregel-Tests (rule-switching-paradigm). Dabei mussten die Tiere dynamisch zwischen einer komplexen Regel, bei der ein mechanischer Reiz an den linken oder rechten Tasthaaren eine spiegelbildlich entgegengesetzte Belohnungsreaktion erforderte, und einer einfachen Regel, die stets dieselbe Reaktion unabhängig vom Reizort verlangte, hin- und herwechseln. Das Experiment diente dazu, exakt zu analysieren, wie das Gehirn erlernte Verhaltensmuster speichert, abruft oder bei veränderten Umgebungsbedingungen überschreibt und aktualisiert. Dabei zeigte sich, dass das Erreichen dieser kognitiven Flexibilität maßgeblich auf der präzisen Wechselwirkung zwischen den apikalen Buschdendriten (tuft dendrites) der Pyramidenzellen und einer spezifischen Gruppe von Hemmzellen in Schicht 1 der Hirnrinde, den NDNF-Interneuronen, beruht. Diese Interneurone wirken wie eine biologische Torschaltung: Sind sie hochaktiv, unterdrücken sie über inhibitorische Signale die verästelte Kalzium-Signalübertragung in den Dendritenstämmen sowie das gehäufte Entladen der Neurone (burst firing). Dadurch wird verhindert, dass bereits etablierte Verhaltensregeln unberücksichtigt bleiben oder versehentlich überschrieben werden. Sobald sich das Tier jedoch in einer aktiven Lernphase befindet, reduziert sich die Aktivität dieser „Torwächter-Zellen“. Dies öffnet ein zelluläres Zeitfenster für Plastizität, in dem verstärkte Kalzium-Einstiege in den Dendriten stattfinden und sich die Dornenfortsätze (spines) an den Dendriten als Reaktion auf synaptische Eingänge funktionell neu gruppieren. Bemerkenswerterweise erwies sich diese ausgeprägte dendritische Plastizität und das dynamische Clustering der Dornenfortsätze als hochspezifisch, d. h., sie ist keineswegs für das reine Ausführen einer einmal erlernten Routine oder für den Wechsel von einer schweren zu einer einfachen Aufgabe erforderlich, sondern wird punktgenau dann rekrutiert, wenn das Gehirn gefordert ist, eine komplexe Verhaltensregel neu zu erlernen oder anzupassen. Tritt eine vereinfachte Verhaltensanforderung ein, lösen sich die funktionellen Dornencluster vorübergehend wieder auf. Das dendritische Kalzium-Signaling fungiert somit als essenzieller biologischer Rechenbaustein, der adaptive Lernprozesse gezielt steuert (Stangl, 2026).
Literatur
Buchner, A. & Brandt, M. (2002). Gedächtniskonzeptionen und Wissensrepräsentationen. In J. Müsseler & W. Prinz (Hrsg.), Allgemeine Psychologie (S. 494-543). Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag.
Maristany de las Casas, E., Killmann, K., Drüke, M., Münster, L., Ebner, C., Sachdev, R., Jaeger, D., & Larkum, M. E. (2026). Tuft dendrites in frontal motor cortex enable flexible learning. Science, 392(6798), doi:10.1126/science.adx4358
Stangl, W. (2014). Stichwort: ‚exekutive Funktionen‘. Online Lexikon für Psychologie und Pädagogik.
WWW: https://lexikon.stangl.eu/10460/exekutiven-funktionen (14-01-22)
Stangl, W. (2022). Selektive und ungerichtete Aufmerksamkeit, Vigilanz und Konzentration. [werner stangl]s arbeitsblätter.
WWW: https://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/GEDAECHTNIS/Konzentration.shtml (14-01-22)
Stangl, W. (2026, 24. Juli). Neuronale Grundlagen der kognitiven Flexibilität. Psychologie-News.
https:// psychologie-news.stangl.eu/6469/neuronale-grundlagen-der-kognitiven-flexibilitaet.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kognitive_Flexibilit%C3%A4t (14-01-22)