3. Spelar det någon roll vad som händer i hjärnan?
Utveckling och lärande kan studeras ur olika perspektiv. Perspektiven inbegriper flera kunskapsområden som bidrar med förståelse av hur människan som biologisk, social och kulturell varelse lär sig och hur goda förutsättningar för undervisningen kan skapas.
3.1 Psykologins påverkan på pedagogiken
Som två grenar av beteendevetenskaperna finns traditionellt ett tydligt släktskap mellan pedagogik och psykologi. Inom psykologiforskningen tar man fram kunskap om mänskliga upplevelser och beteenden. Denna kunskap har en viktig betydelse för vår förståelse av hur vi människor agerar i olika situationer, varför vi gör som vi gör och hur vi minns. I ett skolsammanhang kan det röra kunskap om vad som motiverar elever att vilja lära sig saker eller vad som påverkar olika beteenden, och därmed undervisningen, i klassrummet. Psykologiska teorier kan bidra med kunskap om hur undervisningen kan utformas för att den ska skapa goda förutsättningar för elevers lärande.
3.2 Teorierna tenderar att betona generella förmågor
Många av psykologins teorier som syftar till att förutsäga eller förklara mänskliga beteenden utgår från antaganden om hur våra hjärnor fungerar som ännu är tämligen osäkra. Kognitiva funktioner som arbetsminne eller uppmärksamhet tillskrivs vissa egenskaper och beskrivs vanligen i generella termer med hjälp av förenklingar eller liknelser. Arbetsminne kan exempelvis beskrivas som vår förmåga att tillfälligt bearbeta och upprätthålla information medan vi arbetar med en viss uppgift, och denna förmåga har begränsad kapacitet. Uppmärksamhet kan ses som hjärnans strålkastarkägla som blir till en slags flaskhals för tänkandet och varseblivningen. Även om beskrivningarna till stor del är riktiga är det viktigt att vara medveten om att de är förenklade. Funktionerna hänger samman med många komplexa och dynamiska processer i hjärnan, om vilka vår kunskap ännu är begränsad. Vanligt är också att använda teknikmetaforer som att likna hjärnan vid en dator uppbyggd av en processor, ett arbetsminne och en hårddisk.
En konsekvens av de förenklade beskrivningarna är att psykologins lärandeteorier ofta förstås som generella, snarare än som komplexa kognitiva processer i hjärnan. Synsättet riskerar att skapa felaktiga föreställningar om utveckling och lärande; det kan få oss att tro att förmågor som tränas upp i ett specifikt sammanhang med automatik innebär att vi presterar bättre också i andra sammanhang.
Inom forskning om lärande används ofta begreppet transfer för att benämna överföring av kunskap. En transfereffekt kan beskrivas som att elever förväntas klara inte bara uppgifter som de har arbetat med utan även delvis andra uppgifter. Transfer handlar också om att kunna applicera eller gagnas av kunskaper och förmågor i nya sammanhang. Transfer antas alltså till olika grad kunna gälla både inom och mellan olika kunskapsområden. Alltsomoftast grusas dock förhoppningarna om att uppnå tydliga transfereffekter.[1]
Psykologins teorier räcker inte heller riktigt till för att förklara hur förmågan att lära och minnas hänger samman med barns utveckling, och till exempel varför vi tenderar att glömma bort vissa saker lättare än andra.
Mer kunskap om vad som händer i hjärnan när vi lär oss saker i olika sammanhang skulle kunna ge ledtrådar som kan komplettera, revidera eller i vissa fall kanske kullkasta befintliga teorier. Hjärnforskning kan på så sätt bidra till att öka förståelsen av lärandets både möjligheter och utmaningar.
3.3 Hjärnaktiviteten är komplex och mångfasetterad
Samtidigt som vissa kognitiva funktioner, som kan verka enhetliga och generella, aktiverar flera områden och olikartade kopplingsmönster i hjärnan, finns specifika hjärnområden som tycks aktiveras regelmässigt vid all typ av lärande. Medan fenomen som uppmärksamhet och arbetsminne är exempel på det förra, är hippocampus[2] som en nyckelregion för minnesbildningen ett exempel på det senare.
Uppmärksamhet är en kognitiv förmåga som samvarierar med komplexa biologiska processer som även de skiljer sig åt beroende på sammanhanget. När uppmärksamheten riktas mot något specifikt, som till exempel en viss skoluppgift, genereras och förändras kopplingar mellan olika samverkande områden i hjärnan. Kopplingsmönstren skapas genom den växelverkan som sker mellan individens sinnesintryck och hennes reaktioner, och kan gestalta sig på olika sätt beroende på vilken typ av uppgift det handlar om. Att beskriva uppmärksamhet som en generell förmåga att kunna ”fokusera på en sak i taget” kan lätt leda till feltolkningen att uppmärksamhet är något som kan tränas upp och förbättras oberoende av sammanhanget. Lärare kan inte ta för givet att en elev som är tydligt uppgiftsfokuserad i ett visst sammanhang nödvändigtvis kommer att vara det i andra sammanhang, eller omvänt – att elever som är ofokuserade i ett visst sammanhang har svårt att hålla fokus även i andra sammanhang.
Arbetsminne är också en kognitiv förmåga som verkar ha en sammansatt biologi. Även om arbetsminnesträning med en viss typ av uppgifter kan göra att vi presterar bättre också på andra arbetsminnes-krävande uppgifter, tycks träningen inte leda till någon tydlig förbättring av kognitiva funktioner generellt. Att vi kan vässa våra färdigheter genom att träna må vara oomtvistligt, men varför färdigheterna många gånger tycks vara relativt specifika för just den typ av aktivitet vi har övat på vet vi mindre om. Transfereffekter tycks kunna uppnås bara när den tränade uppgiften och den nya uppgiften är snarlika varandra. Var gränserna går för när transfereffekter bör kunna förväntas och inte är till stora delar okänt, men mer kunskap om lärandets underliggande biologiska mekanismer kan bidra till att vi kan ställa upp och pröva bättre hypoteser.
3.4 Vad händer i hjärnan när vi lär oss?
Med hjälp av hjärnforskningens tekniker kan kognitiva funktioner studeras i termer av biologiska förlopp och reaktioner i hjärnan. I hjärnan skapas associationer mellan det vi varseblir av omvärlden och våra responser i form av exempelvis våra tankar och rörelser. Genom de växelverkningar som sker mellan sinnesintrycken och reaktionerna utvecklas hela tiden kopplingarna mellan nervstrukturerna, i takt med att informationen bearbetas i hjärnan. Medan vissa kopplingsmönster kan utvecklas och förändras blixtsnabbt, kan andra uppkomma först flera timmar efter att vi upplevt nya saker. En del av kopplingsmönstren innefattar de delar av hjärnan som förknippas med känsloupplevelser, och sammanlänkar därigenom lärandet med känslomässiga aspekter. I hjärnan finns också vad som brukar kallas belöningssystemet. Det kan beskrivas som flera samverkande system av signalämnen och hjärnområden som kan aktivera känslor av välbehag i samband med olika upplevelser. På liknande sätt finns biologiska system som kan trigga känslor av obehag. Interaktionen mellan systemen har stor betydelse bland annat för vad som ger njutning och gör oss motiverade, eller får oss att känna olust och att motivationen brister.
Allt lärande kräver att vi kan bilda och lagra minnen. För att vi ska kunna eller förstå något måste vi förmå att komma ihåg saker. När det gäller exempelvis specifika händelser som en individ är med om, finns idag ett starkt stöd för att hippocampus och intilliggande strukturer har en avgörande betydelse för minnesbildningen. Detta system är mycket formbart och kopplingar mellan nervcellerna kan förändras inom loppet av sekunder när vi erfar nya saker. Allteftersom tiden går kan minnena antingen försvinna eller överföras till och lagras i andra delar av hjärnan[3].
En annan typ av minnen är sådana som har att göra med motoriska färdigheter som att cykla, knyta skosnörena eller att bemästra vissa aspekter av ett hantverk. Sådana färdigheter kan, när de väl är ordentligt inövade, många gånger utföras automatiserat och delvis omedvetet. Beroende på hur omfattande och komplexa uppgifter det handlar om kan det ta lång tid att utveckla en skicklighet. När färdigheterna väl behärskas verkar de däremot vara mer eller mindre beständiga. Har vi en gång lärt oss att cykla är det en förmåga som tycks bestå även om det går lång tid utan att vi använder den. Detta system har visats involvera hjärnområden som bland annat de så kallade basala ganglierna och cerebellum som har viktiga funktioner vid regleringen av rörelser.
Sammanfattningsvis finns flera olika, men samverkande, system i hjärnan som integrerar olika sorters ny information med tidigare upplevelser. Vad vi förmår minnas eller tenderar att glömma bort påverkas av vilken typ av kunskap vi ska tillägna oss, men också av exempelvis vårt känsloläge och tidigare erfarenheter från liknande sammanhang och situationer. Bättre kunskaper om hur hjärnaktiviteten samvarierar med beteenden och upplevelser kan leda till nya insikter om lärandets likheter och skillnader. Insikterna kan nyansera förståelsen av hur lärandet fungerar, och i förlängningen även bidra till utformningen av nya strategier i undervisningen.
3.5 Kunskap om hjärnan kan ge ledtrådar kring behov av särskilt stöd
En del forskning inom educational neuroscience har fokus på elever med vissa funktionsnedsättningar eller elever som av andra skäl behöver särskilt stöd i skolan. Det kan till exempel handla om elever med läs- och skrivsvårigheter, matematiksvårigheter, neuropsykiatrisk funktions-nedsättning eller språkstörning. Ett mål med denna forskning är att få kunskap om hur hjärnfunktioner eventuellt samvarierar med stödbehov som elever kan ha samt att bättre förstå orsaker till att behoven uppstår. Kunskap om hur kognitiva processer och biologiska mekanismer i hjärnan hänger samman med vissa typer av förmågor och svårigheter, kan bidra med ledtrådar till hur pedagogiska strategier, läromedel och andra lärverktyg kan utformas för att underlätta för dessa elever.
Även om forskningen ännu är i sin linda görs försök att utveckla insatser för elever som behöver särskilt stöd som bygger på kunskap om hjärnfunktionen. Ett sådant exempel kommer från undersökningar av elever med vissa former av dyslexi. Det har visats att det kan finnas ett samband mellan dyslexi och en lägre känslighet i tinninglobens ljud- och språkrelaterade områden när det gäller registreringen av språkljuden. Varseblivningen av det talade och det skrivna språket verkar således vara sammanlänkad och det är därför möjligt att insatser som tydligare betonar språkets rytmiska karaktär skulle kunna vara till hjälp för elever med dyslexi.
3.6 Olika kunskapsområden kan främja varandra
Även om alla skolämnen ska erkännas som egna kunskapsområden kan lärande inom ett område ändå förstärka en utveckling inom ett annat område. Ett exempel är musikämnet där det verkar finnas ett samband mellan att få undervisning i musik och att utvecklas inom ett mer teoretiskt kunskapsområde som läsning. Även om det ännu är osäkert vad som kan förklara sambandet finns idag stöd för att de biologiska mekanismer i hjärnan som ligger bakom att uppfatta och bearbeta ljud i musik- respektive språksammanhang har gemensamma nämnare. Tillsammans med kunskap om att utvecklingen av läsförmåga hänger samman med den mentala bearbetningen av språkets ljudenheter, fonemen, ges ytterligare stöd för denna teori. En tänkbar synergi mellan musikundervisning och läsförmåga kan ses som ett exempel på möjlig transfer där kunskap om hjärnans funktion ger oss skäl att misstänka att kunskapsområdena har besläktade biologiska mekanismer.
[1] Aksaylia m.fl. (2019).
[2] Sammansatt av grekiskans ”hippo” (häst) och ”kampus” (sjömonster) eftersom strukturen till sin anatomiska form liknar en ”sjöhäst”.
[3] Processen att minnen omvandlas till en mer stabil och varaktig form brukar kallas för konsolidering, och är central för att vi ska komma ihåg sådant som vi har lärt oss (Squire m.fl., 2015).