Samenvatting The Learning Brain: Lessons for Education
(Blakemore & Frith, 2005)
H1 Introductie
Evolutie en educatie worden vaak als nature en nurture tegenover elkaar gezet. Het doel
hier is om ze samen te brengen. Het brein is geëvolueerd om te onderwijzen en
onderwezen te worden. Door het brein kunnen alle vormen van leren plaatsvinden. Het
brein is echter ook het natuurlijke mechanisme dat grenzen aan leren stelt. Het bepaalt
wat, hoeveel en hoe snel er geleerd kan worden.
Het begrijpen van breinmechanismes op leren en geheugen en de effecten van genen,
omgeving, emotie en leeftijd op leren zijn belangrijk voor het onderwijs. Het kan
onderwijsstrategieën veranderen en het kan ons helpen bij het ontwerpen van
programma’s die het leren voor iedereen optimaliseren.
Neurowetenschappelijk onderzoek met nieuwe technologie, waaronder brain imaging
(breinactiviteit meten van mensen terwijl ze een taak uitvoeren), heeft voor veel kennis
over het brein en de geest gezorgd.
In de laatste jaren zijn interacties tussen breinwetenschappers en onderwijzers begonnen
plaats te vinden. Er is echter pas weinig literatuur over de links tussen breinwetenschap
en onderwijs te vinden, terwijl er steeds meer kennis over het brein is, wat weer relevant
is voor het onderwijsbeleid en de onderwijspraktijk. Dit kan komen doordat er weinig
materiaal over de relevantie van breinonderzoek voor onderwijs is dat toegankelijk en
niet specialistisch is, waardoor docenten het kunnen begrijpen en waarderen.
Misconcepties over neurowetenschappen
Er zijn veel misconcepties over de neurowetenschappen. Dit komt o.a. doordat er veel
claims en counterclaims worden gedaan, wat voor verwarring zorgt. Een bevinding kan
maanden later al weer verworpen zijn.
Eén misconceptie is dat we weten hoeveel procent van onze hersencellen we
daadwerkelijk gebruiken (5% 10%?). Hier is geen enkel bewijs voor. Wat wel bekend is,
is dat we grote delen van ons brein gebruiken voor een simpele handeling, bijv. tikken
met je vinger. Als je tikt met je vinger terwijl je leest, je balans houdt, ademt en je
lichaamstemperatuur reguleert, dan gebruikt je bijna je hele brein. Je gebruikt een groot
deel van je brein een groot deel van de tijd. Toch kunnen we nog steeds heel veel bij
leren.
Een andere misconceptie is dat het brein geen belangrijke rol speelt in het controleren
van gedrag, omdat mevrouw W. met ernstige hersenschade nog een normaal leven lijkt
te leven. Dit laat niet zien dat het brein niet belangrijk is, maar dat het brein veerkrachtig
is: een zeer klein deel intacte cellen kan genoeg zijn om een taak uit te voeren. Zij
starten het proces van herstel. Bovendien laat het zien dat er grenzen zijn aan
compensatie. Mevrouw W. compenseert met strategieën, maar kan niet alles meer.
Hoe zit het met genetica?
Genetisch onderzoek heeft zich de laatste decennia uitgebreid en heeft laten zien hoe
belangrijk genen zijn voor het creëren van een individu. Het is waarschijnlijk dat genen
ook een belangrijke rol spelen in leren en leerstoornissen. Hier wordt nu veel onderzoek
naar gedaan. Het is moeilijker om de sprong te maken van genen naar gedrag dan van
brein naar gedrag. Daarom denken we dat de sprong gemakkelijker wordt als we de links
tussen brein en gedrag begrijpen.
,Nature en nurture interactie
Naast genetisch programmering is er ook omgevingsstimulatie nodig voor een normale
breinontwikkeling. Zo blijkt dat sensorische gebieden van het brein zich alleen
ontwikkelen wanneer de omgeving verschillende sensorische stimuli bevat (visueel,
texturen, geleiden). Het is aannemelijk dat dit voor alle mentale functies en
breingebieden geldt en niet alleen voor de sensorische gebieden.
Genen en omgevingsinvloeden zijn beiden nodig voor de ontwikkeling (bijv. voor het
groeien van een baby), waardoor het onzin is om te debatteren over of nature of nurture
belangrijker is.
Stoornissen van het ontwikkelende brein
Met ontwikkelingsstoornissen worden in dit boek stoornissen bedoeld die veroorzaakt zijn
door subtiele genetische programmeringsdefecten die een effect hebben op de
breinontwikkeling. Voorbeelden zijn autisme, ADHD en dyslexie. Deze hebben een
subtiele oorsprong in het brein, maar kunnen vergaande consequenties hebben voor de
cognitieve ontwikkeling. Ze hebben milde en ernstige vormen en blijven gewoonlijk het
hele leven. Het is niet hetzelfde als tijdelijke moeilijkheden in bijv. aandacht of taal, wat
allerlei redenen kan hebben.
Het kan lastig zijn om een ontwikkelingsstoornis te diagnosticeren en te onderscheiden
van tijdelijke moeilijkheden. Er is hiervoor een systematische beoordeling van de
ontwikkelingsgeschiedenis van het kind nodig. Het gebeurt vaak op basis van gedrag,
omdat er vaak nog geen biologische markers zijn. De waarde van een diagnose hangt af
van de houding van individuen en hun bereidheid en motivatie om hun moeilijkheden te
overkomen. Zo kan een diagnose zorgen voor luiheid of juist voor opluchting en
verbetering.
Een algemene vocabulaire
Met leren wordt in dit boek alle vormen van leren bedoeld. Met neurowetenschappen
worden alle soorten studies van het brein bedoeld (van moleculen en cellen tot cognitie
en neuropsychologie). Met cognitie wordt het mentale domein bedoeld: denken,
geheugen, aandacht, leren en emoties. Cognitie of geest wordt hier niet gescheiden van
het brein, want deze moeten samen verklaard worden.
Breinwetenschappen schijnt contra-intuïtief licht op leren
Het brein kan “achter je rug” werken
Mensen kunnen leren zonder er bewust van te zijn. Het brein kan informatie verwerven
zonder dat je het opmerkt (H10 over impliciet leren).
Het verouderende brein kan leren
Men heeft lang gedacht dat het volwassen brein niet meer kan veranderen en alleen
maar breincellen verliest vanaf het moment dat het na een paar levensjaren is uitgerust
met alle breincellen die het ooit zal hebben. Uit onderzoek blijkt echter dat het volwassen
brein flexibel is. Het kan nieuwe cellen laten groeien en nieuwe connecties maken,
tenminste in sommige regio’s zoals de hippocampus. Leren gaat misschien minder
efficiënt, maar er is geen leeftijdsgrens voor leren.
De plasticiteit van het brein, de capaciteit om zich constant aan veranderende situaties
aan te passen, is sterk afhankelijk van hoeveel het gebruikt wordt. Onderwijs-
rehabilitatie is mogelijk in de volwassenheid. Er is geen biologische noodzaak om formeel
onderwijs te haasten en steeds vroeger te laten beginnen. Een latere start kan als perfect
in tijd met de natuurlijke brein- en cognitieve ontwikkeling gezien worden. Het
, verouderende brein wordt natuurlijk wel steeds minder smeedbaar en het leren duurt
langer.
Hoe zit het met cognitieve psychologie?
Cognitieve psychologie kan als mediator tussen breinwetenschappen en onderwijs
dienen, zodat er geen discipline domineert. Breinwetenschappen kunnen onderzoek naar
onderwijzen en leren waarschijnlijk beïnvloeden via cognitieve psychologie. Toch moeten
er implicaties van breinwetenschappen zelf voor onderwijs onderzocht worden. Er wordt
in dit boek af en toe verwezen naar experimenten uit de cognitieve psychologie, maar het
doel van het boek is om de wereld van het brein te onderzoeken. De focus ligt daarom bij
resultaten van breinonderzoek, maar er worden links naar cognitieve psychologie gelegd.
“Landscaping the brain”
Individuele breinen verschillen van elkaar, maar er is bijna niets wat je niet kan
verbeteren of veranderen. Zoals tuinmannen tuinen kunnen verbeteren, kunnen docenten
breinen verbeteren. Tuinmannen kunnen natuurlijk geen rozen groeien zonder de juiste
grond en zo kunnen docenten ook alleen werken met wat er al is. Zoals bij tuinieren zijn
er veel verschillende ideeën over wat er gewenst is (cultuur en tijd).
Hoe werkt het brein?
Het brein is een van de meest complexe systemen in de wereld. We leren er steeds meer
over, maar weten nog steeds heel veel niet.
Het volwassen brein weegt ongeveer 1,4 kilo, bestaat uit ongeveer 100 miljard neuronen
en heeft ongeveer 100 miljoen miljard connecties tussen neuronen.
Als we het over breinfuncties hebben, zoals sommen maken, dan hebben we het nooit
over individuele cellen maar over breinregio’s.
Er is een verschil in voltage tussen de binnenkant en buitenkant van een cel, waarbij de
binnenkant negatiever is. Als een neuron geactiveerd wordt, dan vuurt het een
actiepotentiaal af. Natriumionen komen dan door poortjes in het membraan binnen,
waardoor het voltage in het membraan kort teruggedraaid wordt. Hierdoor worden er
neurotransmitters vrijgelaten van het uiteinde van de axon van een neuron. Deze gaan
de synaps over en worden ontvangen door receptoren op de dendrieten van een andere
neuron. Zie plaatjes op pp. 12-14.
Bijna alle sensorische informatie kruist van de ene kant van je lichaam naar de
tegenovergestelde kant van je brein. Dus een aanraking op je linkerarm wordt verwerkt
door de rechterkant van je brein. Dit gebeurt bij je bewegingen (motor cortex) en bij al
je zintuigen behalve reuk. Alleen het cerebellum verwerkt informatie van dezelfde kant
van je lichaam.
Hoe bestuderen we het brein?
Er zijn verschillende manieren om het brein te bestuderen. Elektrofysiologisch
onderzoek bevat de opname van losse neuronen in de breinen van dieren, terwijl het dier
een bepaalde taak uitvoert. Dit geeft een directe meting van neuronale activiteit. Dit
gebeurt bij mensen maar heel zelden (open schedel operatie). Deze studies geven wel
heel veel details over herinneringen en acties die toegankelijk worden door slechts de
“aanraking” van een bepaald klein deel van het breinoppervlak.
Er zijn ook niet-invasieve manieren om breinactiviteit bij mensen te meten, door te kijken
naar een verzameling gelinkte neuronen in bepaalde breinregio’s.
Electroencephalography (EEG) en magnetoencephalography (MEG) meten
