The learning brain

The learning brain
Rob Crama
De afgelopen tien jaar is de belangstelling in het onderwijs voor de resultaten van neurologisch
onderzoek sterk toegenomen. Dit heeft te maken met de enorme vooruitgang die op dit terrein geboekt
is door de beschikbaarheid van nieuwe technologie. Toch is er volgens de auteurs sprake van een grote
kloof tussen wat wetenschappers inmiddels te weten zijn gekomen over het leren en de
onderwijspraktijk. Met dit boek willen de auteurs de kloof verkleinen. Sara-Jayne Blakemore en Utah
Frith zijn beiden onderzoekers op het gebied van de hersenen. Blakemore, 29 jaar oud, is van
oorsprong een cognitief psycholoog die in de ban raakte van onderzoek met behulp van hersenscans,
met name bij pubers. Pikant feit is dat ze onlangs in The Observer genoemd werd als een van 80 jonge
talenten waarvan men denkt dat ze de komende 25 jaar hun invloed op sociaal, cultureel en
economisch gebied zullen doen gelden.
Doelstelling en opzet van het boek
‘Het doel van het boek is met voorbeelden aan te tonen hoe onderzoek op gebied van de hersenen en
het leren de manier waarop we over onderwijs denken zouden kunnen beïnvloeden’, aldus de
formulering van de auteurs. Omdat geen van beiden getraind zijn als leraar of onderwijskundig
onderzoeker stellen ze zich bescheiden op: ze onthouden zich van concrete aanbevelingen. Ze dragen
hun bevindingen aan, maar laten het aan de ‘experts’ over conclusies te trekken voor toepassing in het
onderwijs. Het boek heeft twee lijnen: de eerste beschrijft de ontwikkeling van hersenen en leren
gedurende de verschillende leeftijdsfasen. Daarnaast wordt aandacht besteed aan een aantal specifieke
terreinen zoals het leren van woorden en getallen bij jonge kinderen, mathematisch en verbaal leren,
leren lezen, leerstoornissen en stoornissen op het gebied van de sociaal-emotionele ontwikkeling.
Te veel nadruk op de eerste levensjaren
Een kernpunt van de schrijvers is dat er op grond van hersenonderzoek vaak ten onrechte een te sterke
nadruk wordt gelegd op het belang van de eerste levenjaren. Uit proeven met dieren was gebleken dat
er vlak na de geboorte een snelle groei is van verbindingen tussen hersencellen, gevolgd door een
snelle krimp van verbindingen die niet functioneel zijn. Bovendien was er sprake van kritische
perioden: na afsluiting van de periode is verdere ontwikkeling niet meer mogelijk. Een bekend
voorbeeld is de proef waarbij het afplakken van een oog bij pasgeboren katten vrijwel tot blindheid
leidt, ook al wordt het oog niet beschadigd. Het gebrek aan visuele input verhindert de ontwikkeling
van de nodige verbindingen tussen de hersencellen. Uit nader onderzoek kwam echter naar voren dat
een zeker herstel wel degelijk mogelijk is. Op grond van het bovenstaande stellende auteurs dat het
zinvoller te spreken over gevoelige perioden. Gedurende zo een periode verloopt het aanleren van een
functie met extra gemak. Wat mensen betreft zorgt de enorme plasticiteit van het brein ervoor dat er
meer mogelijkheden zijn voor reparatie na de gevoelige periode. Reparatie achteraf kan wel subtiele
verschillen opleveren, waarschijnlijk omdat er gebruik gemaakt wordt van andere strategieën en
neurologische verbindingen. Een andere verklaring voor de nadruk op de eerste levensjaren kwam
doordat men geconstateerd had dat ratten die geplaatst werden in een prikkelrijke omgeving meer
verbindingen tussen hersencellen hadden. Als gevolg hiervan ging men met name in de VS zeer jonge
kinderen blootstellen aan een zogenaamde ‘verrijkte leeromgeving’ met uitzonderlijk veel sensorische
prikkels. De auteurs stellen dat dit weinig zin heeft. Een normale omgeving waarbij contact en (talige)
communicatie met mensen mogelijk is volstaat.
De hersenen van de adolescent
Voor het voortgezet onderwijs is de ontwikkeling van de hersenen bij oudere kinderen een
vanzelfsprekend aandachtspunt. Er is tot nog toe weinig empirisch onderzoek gedaan naar de
cognitieve ontwikkeling bij adolescenten. Pas de laatste drie, vier jaar zijn er experimenten uitgevoerd
waarbij gebruik gemaakt is van hersenscans. In tegenstelling tot wat vroeger werd aangenomen is er
ook in deze leeftijdsfase sprake van een intense ontwikkeling en groei van bepaalde hersendelen. Met
name die delen die een rol spelen bij wat de auteurs ‘the executive function of the brain noemen’
ontwikkelen zich pas na de puberteit. Met de term ‘executive function’ (letterlijk ‘uitvoerende
functie’) doelen ze op het vermogen te plannen, selectief actie te ondernemen, ongewenst of impulsief
gedrag te in te dammen, informatie op te slaan en aandacht aan meerdere dingen tegelijkertijd te
schenken naar analogie met wat de directeur van een groot bedrijf aan activiteiten moet ontplooien.
Zoals eerder is opgemerkt is een te sterke focus op het leren gedurende de eerste levensjaren is
onterecht. Ook secundair en tertiair onderwijs zijn van vitaal belang.
Plasticiteit van de hersenen: ontwikkelingen tijdens de volwassenheid
Een van de optimistische bevindingen in het boek is dat de hersenen zich ook gedurende de
volwassenheid blijven ontwikkelen. Dat hier inderdaad sprake van is blijkt aan de hand van MRIscans gedaan bij Londense taxichauffeurs. Zij hebben een beroep waarbij ruimtelijke oriëntatie bij
uitstek van belang is. Het deel van de hersenen dat zich speciaal met navigatie en ruimtelijk geheugen
bezighoudt blijkt vergroot te zijn Een nabijgelegen gebied blijkt echter gekrompen: ‘This suggests that
when one part of the brain develops and grows through experience there might be costs to other parts
of the brain. This is just as well otherwise our heads might explode.’
Gezien de tegenwoordig beschikbare navigatiesystemen is het de vraag of toekomstige de
taxichauffeurs dezelfde fysieke afwijking zullen hebben. Anders dan vroeger werd aangenomen, blijkt
dat de plasticiteit van hersenen - het vermogen zich aan veranderende omstandigheden aan te passen tot op hoge leeftijd blijft bestaan. Veranderingen in de hersenen treden over het algemeen op
afhankelijk van de doel waarvoor ze worden ingezet. Er sprake van voortdurende aanpassing aan de
omgeving. Dat heeft wel als gevolg dat bij gebrek aan oefening vermogens afnemen. Zoals de auteurs
zeggen: ‘use it or lose it’.
Fascinerende bevindingen
Naast de hierboven geschetste ontwikkeling van de hersenen gedurende de verschillende levensfasen
komen we een aantal opmerkelijke feiten tegen. Zo blijkt het idee dat we maar een zeer klein deel van
de hersenen gebruiken onjuist. Verder blijken pasgeboren baby’s al een getalbesef te hebben: ze
kunnen, een twee en drie uit elkaar houden. Vijf maanden oude kinderen hebben al enige notie van
optellen en aftrekken. De conclusie luidt: getalbesef zit kennelijk verankerd in de hersenen van het
kind.
Wat je je niet snel realiseert is dat ook omgang met geschreven taal effect heeft op de hersenen. De
hersenen van iemand die heeft leren lezen en schrijven verschillen dus fysiek van die van een
analfabeet. Dat gaat zelfs zover dat er tussen sprekers van betrekkelijk verwante talen al verschillen
zijn in de mate van activiteit van de betrokken hersendelen als deze mensen een leestaak krijgen. Een
belangrijke factor hierbij is hoe fonetisch de weergave van de taal is.
Leerproblemen en sociaal-emotionele stoornissen
Ook leerproblemen zoals dyslexie en sociaal-emotionele stoornissen hebben waarschijnlijk een
biologische basis. Zo heeft bijvoorbeeld dyslexie een vrij sterke erfelijk component (25-50%). Er is
nog niet veel onderzoek gedaan naar de hersenactiviteit van dyslectische lezers. Al wel is duidelijk dat
er bij hen tijdens het lezen een verminderde activiteit is in de hersendelen die bij lezen betrokken zijn.
De schrijvers benadrukken dat dyslexietraining ook voor volwassenen nog nuttig kan zijn gezien het
feit dat de hersenen zo lang kunnen blijven leren.
Ook sociaal-emotionele stoornissen, waaronder vormen van autisme, ADHD en gedragsstoornissen,
hebben waarschijnlijk een genetische basis. In alle gevallen is er sprake van subtiele afwijkingen in het
functioneren van bepaalde hersendelen. De auteurs wijzen er overigens op dat goed onderwijs een
sterke verbetering van de hier beschreven stoornissen kan opleveren.
Verschillende soorten leren
Leren steunt in belangrijke mate op het geheugen. Daarbij is er sprake van verschillende
geheugensystemen die, afhankelijk van het soort informatie dat ze verwerken, door een ander
hersendeel ondersteund worden. Zo zijn bij leren van historische feiten andere hersendelen actief dan
bij het herinneren van persoonlijke belevenissen. Het meeste leren gaat onbewust. Het blijkt dat
mensen onbewust complexe regels kunnen leren als ze reeksen voorgelegd krijgen die aan die regels
voldoen zonder dat ze de regels expliciet geleerd hebben. Het schoolse leren is vaak gericht op het
expliciet maken van impliciete kennis. De schrijvers opperen de mogelijkheid dat uitdaging voor het
onderwijs zit in het presenteren van een juiste balans tussen impliciet en expliciet leren.
Goed onderwijs is ook afhankelijk van een ander basaal menselijk vermogen: de intenties van de ander
goed kunnen lezen. Dit vermogen ontwikkelt zich al op jonge leeftijd en moet beschouwd moet
worden als een aangeboren vermogen. Om effectief onderwijs te geven moet een leraar het een
inschatting maken van het kennisniveau van de leerling: wat heeft de leerling nodig om verder te
komen? Welke interesses heeft hij en hoe ontvankelijk is hij om te leren?
In die zin is de rol van de leraar een uitbreiding van een fundamentele vermogen waarover de meeste
mensen van nature beschikken. Leren door imitatie is een vergelijkbaar verschijnsel: het zit in ons
systeem ingebakken. Dit bevestigt het idee dat wat geleerd wordt niet alleen moet worden meegedeeld
maar ook gedemonstreerd. Onze neiging tot imitatie gaat zelfs zover dat we het deel van de hersenen
waar de ‘executive function’ zetelt nodig hebben om te voorkomen dat we voortdurend de bewegingen
van een gesprekspartner nabootsen.
Conclusie
‘The Learning Brain’ is een aantrekkelijk en vlot geschreven boek over recente bevindingen over de
relatie tussen hersenactiviteit en leerprocessen. De schrijvers zijn daarbij terughoudend in het doen van
directe aanbevelingen, deels omdat onderzoek over de onderwijskundige implicaties nog onvoldoende
is uitgekristalliseerd. Toch bevat het boek een aantal belangrijke punten. De eenzijdige focus op het
leren bij jonge kinderen blijkt onterecht; in de leeftijd tussen 12 en 18 zijn de hersenen nog volop in
ontwikkeling en ook de hersenen van volwassenen hebben een verrassend aanpassingsvermogen. Ze
moeten dan wel gebruikt worden! In dit verband kan het geen kwaad de kreet ’use it or lose it’ af toe
in de klas te laten vallen, naast enkele andere gezond-verstand-aanbevelingen die door onderzoek
bevestigd worden, zoals het nut van voldoende lichamelijk inspanning en voldoende slaap.
De terughoudendheid van de schrijvers is verder een goede waarschuwing om brain-based
leerconcepten niet zo maar toe te passen. De werkelijkheid in de klas is immers complex. Anderzijds
dragen ze voldoende fascinerende feiten aan om een open oog te houden voor ontwikkelingen op hun
onderzoeksterrein. Daarbij komt dat het boek een aangename relativerende toon heeft, waardoor een
serieus onderwerp op een lichtvoetige en toch gedegen wijze besproken wordt. Tot slot het volgende
citaat: ‘Everyone would agree that education changes minds. (…) But education changes your brain
and not just your mind. Education is to the brain what gardening is to a landscape. Not just education,
but culture in a broader sense changes the brain.’
Rob Crama
Sarah Jayne Blakemore en Uta Frith (2005). The Learning Brain, Oxford: Blackwell.
ISBN;1405124016