Technologie ist mittlerweile fest in der Bildung verankert, und die Ergebnisse zeigen, dass sie sich positiv auf Lern- und Lehrmethoden auswirkt (Dübel et al. 2014). AR/VR-Technologie kann simulierte Erfahrungen bieten, die vorübergehend oder dauerhaft einige Komponenten des praktischen Schülens ersetzen (Bakharia et al. 2016). AR bietet eine effiziente Möglichkeit, ein sop Modell darzustellen, das visualisiert werden muss, sodass insbesondere ein Gehirnmodell von AR profitieren kann.  

Abbildung 10. Augmented Reality als Unterstützung bei der Neurochirurgie, Quelle: Si et al., 2019.

In den letzten Jahren hat sich Augmented Reality (AR) als ein transformatives Werkzeug in der Bildung und Neurowissenschaft etabliert und bietet neue Möglichkeiten, komplexe biologische Systeme zu visualisieren und mit ihnen zu interagieren. Eine vielversprechende Anwendung liegt in Brainapse der Erforschung der Gehirnaktivität, wobei AR die Lücke zwischen abstrakten neuronalen Prozessen und greifbaren Lernerfahrungen schließt. AR ermöglicht eine räumliche Echtzeit-Visualisierung anatomischer Strukturen und Gehirnfunktionen, was das Engagement und das Verständnis der Lernenden verbessert (Bacca et al., 2014; Radu, 2014). Im Kontext der neurowissenschaftlichen Bildung, insbesondere bei jüngeren Lernenden, bieten AR-Anwendungen wie Brainapse einen innovativen Ansatz zum Verständnis neuronaler Mechanismen, indem digitale Gehirnmodelle mit animierten Darstellungen der Gehirnaktivität und kognitiven Funktionen überlagert werden.

Dies steht im Einklang mit den Erkenntnissen von Kucuk et al. (2016), die berichteten, dass AR-basierte Lernumgebungen das konzeptionelle Verständnis und die Motivation der Schüler in naturwissenschaftlichen Fächern signifikant verbessern. Darüber hinaus hebt die Forschung von Billinghurst et al. (2015) das Potenzial von AR zur Unterstützung des verkörperten Lernens hervor, bei dem Benutzer aktiv mit räumlichen und zeitlichen Darstellungen von Gehirnfunktionen interagieren. Durch dieac Integration von AR in die neurowissenschaftliche Bildung wollen wir untersuchen, wie diese Technologien das Verständnis grundlegender Konzepte der Gehirnanatomie und kognitiver Prozesse bei Schülern verbessern und ein tieferes Interesse an MINT-Fächern fördern können.

Brainapse ist eine interaktive Bildungs-App, die Augmented Reality (AR) nutzt, um das menschliche Gehirn zum Leben zu erwecken. Durch die Verschmelzung von 3D-anatomischen Modellen mit realen Umgebungen bietet die App Schülern eine spannende Möglichkeit, Gehirnstrukturen, neuronale Bahnen und kognitive Funktionen zu erkunden. Sie verwandelt abstrakte biologische Konzepte in greifbare Lernerfahrungen und ist besonders wertvoll für jüngere Lernende oder Einsteiger in die Neurowissenschaften. Mit ihrer visuellen Klarheit und dem immersiven Design eröffnet Brainapse neue Möglichkeiten für interaktives, neugesteuertes Lernen innerhalb und außerhalb des Klassenzimmers.

Das folgende Bild demonstriert den Einsatz von Augmented Reality zur dreidimensionalen Visualisierung des menschlichen Schädels. Mit Brainapse können Schüler den anatomischen Aufbau des Schädels erkunden, der aus dem Schädelknochen (Cranium) und dem Unterkiefer (Mandibula) besteht. Diese interaktive Visualisierung hilft Lernenden, die Schutzfunktion des Schädels und seine Bedeutung als Behausung des Gehirns zu verstehen und fördert durch immersive Technologie das räumliche Vorstellungsvermögen und die Merkfähigkeit.

Abbildung 11. Brainapse App

Diese Ansicht unten zeigt das Großhirn mit Fokus auf den Temporallappen, eine Region, die wesentlich für die Verarbeitung auditiver Informationen und die Bildung von Erinnerungen ist. Mit AR können Schüler direkt mit den beschrifteten Teilen des Gehirns interagieren und so ein tieferes Verständnis der funktionellen Neuroanatomie entwickeln. Solche interaktiven Elemente haben die Wissensspeicherung und die Motivation der Lernenden im naturwissenschaftlichen Unterricht verbessert (Kucuk et al., 2016).

Die App hebt die somatosensorische Assoziationsrinde hervor, die im Parietallappen liegt. Diese Region integriert und interpretiert sensorische Informationen aus verschiedenen Modalitäten. Augmented Reality macht dieses Konzept für Schüler greifbarer, indem es in einen realen Kontext eingebettet wird und erfahrungsbasiertes Lernen ermöglicht, das multisensorisches Engagement unterstützt (Bacca et al., 2014).

Diese Visualisierung zoomt auf den präfrontalen Cortex, der für Planung, Entscheidungsfindung, Kreativität und emotionale Regulation verantwortlich ist. Brainapse ermöglicht es Lernenden, kognitive Funktionen mit ihren anatomischen Lokalisationen zu verknüpfen und schafft so ein eindrucksvolles Lernerlebnis, das Biologie mit Verhalten verbindet, unterstützt durch Studien zum AR-gestützten naturwissenschaftlichen Lernen (Billinghurst et al., 2015).

Diese Endszene versetzt Schüler in eine mikroskopische Ansicht von Nervengewebe und kontextualisiert Neuronen und Gliazellen in einer dynamischen, 3D-Umgebung. Indem Lernende virtuell in die zelluläre Landschaft des Gehirns eintauchen, erkennen sie die Komplexität der neuronalen Kommunikation und Gewebsorganisation – eine Erfahrung, die sich allein mit Lehrbüchern nur schwer vermitteln lässt (Radu, 2014).

Die Brainapse App bietet eine einzigartige Möglichkeit, die Lernziele dieser Trainingseinheit Licht und das Gehirn: Erforschung von Neuronen und Lichtsensitivität zu unterstützen, indem sie Schüler visuell durch den Aufbau, die Funktionen und die neuronalen Komponenten des Gehirns führt. Obwohl die App die Lichtsensitivität nicht direkt simuliert, bietet sie eine klare und interaktive Visualisierung wichtiger Gehirnareale, die an der sensorischen Verarbeitung beteiligt sind, wie zum Beispiel dem Okzipitallappen (zuständig für die visuelle Wahrnehmung) und neuronalen Netzwerken (zuständig für die Übertragung von Signalen, einschließlich solcher, die mit Lichtreizen zusammenhängen).

Durch die dreidimensionale Erkundung dieser Bereiche können Schüler besser verstehen, wie Neuronen sensorische Informationen übermitteln, wie Lichtreize verarbeitet werden und wie verschiedene Gehirnregionen als Reaktion aktiviert werden. Dieses räumliche und immersive Lernen entspricht den Erkenntnissen, dass AR das konzeptionelle Verständnis und das Gedächtnis fördert (Bacca et al., 2014; Radu, 2014). Darüber hinaus fördert die detaillierte Betrachtung von