Deze samenvatting is geschreven in collegejaar 2012-2013.

Hoorcollege 7

De ontwikkeling van taal en rekenen.

Taal is een systeem dat ons in staat stelt met andere mensen te communiceren via geluiden, symbolen en woorden, zodat we een idee, opvatting of gedachte tot uitdrukking kunnen brengen. Primaire functies van taal zijn waarneming, verwerking en de productie van spraak.

Secundaire functies zijn lezen en schrijven van taal. Het aanleren van taal (leren spreken en begrijpen) is een redelijk makkelijk proces, wat bij de meeste mensen vrijwel automatisch gebeurt. Voor lezen en schrijven moet veel meer moeite gedaan.

De primaire taalfuncties bestaan uit twee processen; spraakwaarneming en taalverwerking. Spraakwaarneming omvat het onderscheiden van klanken in gesproken taal. Uit een klankenstroom probeer je altijd iets te identificeren (ook als iemand in een voor jou onbekende taal spreekt). Het begint allemaal met de spraakwaarneming, dit hebben we nodig om taal te leren. Taalverwerking omvat de betekenis van woorden en de toepassing van grammaticale regels. De ontwikkeling van de spraakwaarneming legt de basis voor latere taalverwerking.

Spraak wordt waargenomen als een geluid (akoestisch/fonetisch) en als een actie (motor/articulatie). Dit verloopt via twee routes; de anterieure route (‘wat’) en de posterieure route (‘waar’). De anterieure route omvat informatie over de vocalisaties en akoetische-fonetische cues. Dit wordt vooral ventraal gevolgd, het gaat over informatie over de klanken en de fonetische kenmerken van de klanken die je hoort. De posterieure route omvat informatie over de locatie van de geluidsbron, hoe de geluiden gevormd worden en de articulatie. Dit gaat om de oriëntatie, waar komt het geluid vandaan? Hoe is de uitspraak?

Het begint allemaal met de primaire auditieve cortex, van daaruit wordt de informatie verder verdeeld over de twee delen. Vroeger dacht men dat het gebied van Broca met name heel belangrijk is voor taal, maar in werkelijkheid is het gebied waarin we woorden/letters vormen en commando’s geven aan het spraakcentrum veel groter. Het spraakcentrum zorgt voor de beweging van de lippen, tong, etc. die nodig zijn om te spreken. Het gebied van Wernicke zorgt voor de woordvinding, mensen die hier een beschadiging hebben kunnen moeilijk op woorden komen, kunnen moeilijk volzinnen maken. Mensen met een beschadiging in het gebied van Broca hebben moeite met het uitspreken van de woorden.

De aanhangers van de klassieke taaltheorie (Chomsky) stellen dat kinderen worden geboren met een soort taalmodule; kinderen weten automatisch al redelijk goede zinnen te vormen wanneer ze eenmaal een paar woorden kennen. Johnson twijfelt daaraan, hier is nog steeds een enorme discussie over. Twee vragen worden nader bekeken aan de hand van deze kwestie; Kunnen kinderen met perinatale hersenbeschadigingen (specifiek taalgebieden) taal leren? En de tweede vraag is: kunnen doof geboren kinderen taal leren? Deze kinderen horen nooit spraak/klanken, ontwikkelen ze dan wel taal? En wat gebeurt er dan met de hersengebieden waarvan wij aannemen dat het gespecialiseerde taalcentra zijn?

Kunnen kinderen met perinatale hersenbeschadigingen (specifiek taalgebieden) taal leren? Het antwoord is ja, maar de taalontwikkeling is vertraagd. Dit is dus in tegenstelling met wat de Chomsky-aanhangers zeggen. Een meerderheid ontwikkelt taal zelfs na een vroege beschadiging aan de linker hemisfeer. Waarschijnlijk zullen onbeschadigde delen van de linker hemisfeer de functies overnemen. Het maakt blijkbaar niet zo veel uit of de linker of de rechter hemisfeer beschadigd is. Er is dus geen verschil in taalontwikkeling te zien bij een beschadiging aan de linker of aan de rechter hemisfeer. Voor het leren van taal zijn andere hersengebieden belangrijk dan voor taalgebruik op volwassen leeftijd. Functionele compensatie treedt op in de verschillende fasen van de taalontwikkeling. Deze compensatie kan binnen de hemisfeer zelf gebeuren, of het gebeurt door de andere hemisfeer. Deze compensatie is afhankelijk van het stadium waarin de taalontwikkeling zit.

Kunnen doof geboren kinderen taal leren? Het antwoord op deze vraag is ook ja, maar de hersenen ontwikkelen zich wel anders. Doof geboren kinderen zijn bijvoorbeeld meer gevoelig voor prikkels in het perifere blikveld. Bij deze kinderen krijgt de auditieve cortex gedeeltelijk een visuele functie. Dit is een bevestiging voor het idee dat het allemaal niet zo netjes is vastgelegd; dat de hersengebieden nog niet een voorgeschreven functie hebben. De auditieve cortex krijgt nu ineens een ander soort functie, de neuronen specialiseren zich nu tot neuronen die actief worden op het moment dat je iemand bijvoorbeeld gebaren ziet maken. Dove kinderen worden vaak meer gevoelig voor bepaalde visuele prikkels in het perifere blikveld.

Bij de geboorte zijn er dus geen hersengebieden die zich gespecialiseerd hebben in taalverwerving. Sommige hersengebieden zijn qua structuur (qua neuronen en qua intput) meer geschikt om een bepaald type informatie te verwerken. De hersenen zijn zo flexibel dat in principe elk hersengebied zich tot een taalgebied kan specialiseren. De plasticiteit is natuurlijk maximaal bij jonge kinderen, in ieder geval voor de taalontwikkeling zijn de eerste levensjaren het belangrijkste. Als op volwassen leeftijd de linker hemisfeer zich gespecialiseerd heeft tot de ‘taalhemisfeer’ en dat gebied raakt dan beschadigd, dan is het herstel veel lastiger. Iemand met een hersenbloeding in het gebied van Broca ontwikkelt bijvoorbeeld een afasie, hij/zij is niet meer in staat te praten, terwijl hij/zij dat eerder wel kon. Met heel veel revalidatie kan dit wel een klein beetje herstellen, maar dit gaat heel moeizaam.

Kuhl heeft onderzoek gedaan naar klankwaarneming bij baby’s. Baby’s zijn al vroeg in staat klanken te onderscheiden. Zelfs al tijdens de zwangerschap kunnen baby’s klanken al onderscheiden. Ze kunnen ook al de stem van de moeder herkennen. Dit is nog niet heel precies en nauwkeurig systeem. Het is wel een heel open systeem, een baby kan in het begin nog klanken uit alle verschillende talen onderscheiden. De linkerhemisfeer blijkt al vroeg het beste in staat om klanken waar te nemen (gesproken taal). Het vermogen om alle verschillende klanken te onderscheiden neemt langzamerhand af. Het vermogen klanken te onderscheiden van niet-taaleigen klanken verdwijnt na 10 maanden. Hoe beter het klankonderscheid in de eigen taal des te beter de taalontwikkeling met 2 jaar. Bij een tweetalige opvoeding is het belangrijk dat beide talen kwalitatief goed worden aangeboden. Wanneer bijvoorbeeld ouders uit Turkije emigreren en zelf het Nederlands niet zo goed beheersen, dan kunnen ze beter eerst hun kind heel goed Turks leren in plaats van ook gebrekkig Nederlands.

Sociale interacties zijn essentieel voor de taalontwikkeling (voor taalbegrip, spraakwaarneming en taalproductie). Baby’ s hebben voorkeur voor menselijke stem. Zij zijn gevoelig voor ‘joint attention’ situaties, dit is het waarnemen van de intenties van anderen. Wanneer een moeder zegt ‘kijkt eens’ of iets dergelijks, dan wordt een kind meteen getriggerd. Baby’s imiteren graag en ze hebben een aangeboren neiging om te hechten en om te communiceren. Het is dus niet alleen voor de taalontwikkeling belangrijk, maar ook voor de emotionele ontwikkeling. Ouders gebruiken vaak een speciaal register; motherese. Ouders gaan met een hogere stem praten, met veel melodie in de klank en met uithalen naar boven toe. Dit vinden baby’s interessant om naar te luisteren. Dit is met name kenmerkend voor moeders/vrouwen, vandaar de naam motherese. Dit wordt ook wel infant directed speech (IDS) genoemd, omdat het specifiek gericht is op kinderen.

Bij de geboorte is een kind al in staat tot het onderscheiden van universele taalklanken (fase 1). Alle mogelijke klanken die in iedere willekeurige taal gesproken worden kunnen baby’s onderscheiden. Al vrij snel vindt een soort specialisatie plaats; ze zijn steeds beter in staat om klanken in de eigen moedertaal te kunnen onderscheiden. Rond de 7 maanden kunnen ze nog beter klanken in de moedertaal onderscheiden. Dit gaat gepaard met het verlies van het vermogen om andere klanken te discrimineren. Dit wordt ook wel de sensitieve periode genoemd (fase 2). Een baby van 9 maanden kan reageren op bekende woorden. Vaak op de eigen naam, maar ook op papa, mama en dergelijke. Tussen de 18 tot 24 maanden vindt een “vocabulary or naming explosion”. Dit is een enorme toename van de woordenschat; honderden woorden die ze leren in een hele korte tijd. Met 24 maanden hebben ze een woordenschat van ongeveer 500 woorden. Rond de 30 maanden kan een kindje reageren op vreemde afwijkingen (in betekenis en syntax) in de taal. Ze merken het als iets niet klopt in de zinsopbouw of bij woorden die niet bestaan. Rond de 36 maanden is een kind in staat om een gesprekje te voeren.

Binnen de taalontwikkeling worden 4 aspecten onderscheiden. Ten eerste de fonologische ontwikkeling, dit is de ontwikkeling van de klankwaarneming. Ten tweede de lexicale ontwikkeling, dit is de ontwikkeling van de woordkennis. Ten derde de grammaticale ontwikkeling, dit omvat de zinsbouw en hoe je woorden vervoegt. En tot slot de pragmatische ontwikkeling, dit is leren om taal in een bepaalde context te gebruiken.

Fonologisch leren is het identificeren van woorden uit combinaties van klankpatronen. Het leren van klanken en combinaties van klanken die kenmerkend zijn voor een bepaalde taal. Ze horen dat bepaalde klanken vaker voorkomen dan andere klanken. Hierna gaan ze zelf leren woorden te produceren. Pasgeborenen kunnen alle klanken onderscheiden; na 1 jaar (Johnson: 10 mnd) verliezen ze dit vermogen. De klankwaarneming is in het begin nog betrekkelijk grof. De hersenen raken steeds meer gespecialiseerd in de klanken van de moedertaal (‘prototypes’ zijn klankcombinaties die specifiek zijn voor een bepaalde taal). Dit leren kinderen omdat ouders vaak geneigd zijn om dezelfde soort zinnetjes vaak te herhalen.

Statistisch leren is het vermogen om op basis van reeksen informatie patronen te onderscheiden, patronen die een grote waarschijnlijkheid hebben om bijvoorbeeld samen voor te komen. Dit soort leerprincipes gebeuren ook in sociale interacties, het kind leert dat in sociale interacties een zekere voorspelbaarheid zit. Het leren van prototypen gaat via statistisch leren. Prototypen worden gevormd in het visuele (objectkenmerken) en in het auditieve domein (klankwaarneming). Dit gaat zelfs verder tot het kunnen categoriseren van objecten, bijvoorbeeld een mus behoort tot de categorie van vogels.

Hoe dit gaat in sociale interactie heeft Patricia Kuhl onderzocht. Bij heeft onderzoek gedaan bij 10 tot 12 maanden oude baby’s. Het was een interventiestudie, waarbij baby’s blootgesteld werden aan een buitenlandse taal (chinees). Dit gebeurde voor 25-40 min per dag, in een periode van 4 tot 6 weken. Er werd een Chinese vrouw ingehuurd, die probeerde kinderen Chinese woorden te leren. Dit werd op een directe manier gedaan (met bijvoorbeeld prentenboeken) en op indirecte manier (een televisievoorstelling van dezelfde Chinese vrouw, deze deed en zei precies dezelfde dingen). Dit is live-exposure en television exposure. De controlegroep waren kinderen die alleen Engels hoorden. Kinderen in de live-exposure leerden in 4 tot 6 weken, 25 tot 40 minuten per dag, behoorlijk wat Chinese woorden te onderscheiden. De kinderen bij de televisie-exposure leerden eigenlijk niet meer Chinees dan de kinderen die helemaal niet aan Chinees werden blootgesteld. Directe interacties zijn dus erg belangrijk voor de taalverwerving. Dit bracht haar op een hypothese: the native language neural commitment hypothesis (NLNC). Het allereerste contact met gesproken taal leidt tot neurale veranderingen in de hersenarchitectuur (neural commitment). Dus bepaalde verbindingen worden versterkt, andere verbindingen verdwijnen. De verbindingen die versterkt worden, die zorgen ervoor dat de waarneming van steeds complexere klankpatronen mogelijk zijn. De synapseliminatie zorgt ervoor dat de aandacht voor niet-moedertaal gerelateerde klankpatronen afneemt. Haar idee is dat een eerste input altijd noodzakelijk is. De NLNC hypothese stelt dat hoe eerder kinderen zich qua fonetische vaardigheden in de moedertaal specialiseren, des te groter de taalproductie, de zincomplexiteit en de lengte van de taaluitingen met 2 jaar zullen zijn. Ook wordt verwacht dat kinderen die zich minder snel specialiseren (behouden eerst nog de algemene fonetische discriminatie) qua taalontwikkeling achterlopen. Dit kan voor een deel ook liggen aan de kwaliteit van het taalaanbod. Beide hypotheses zijn bevestigd.

Mismatch negativity (MMN) ontstaat bij een EEG op het moment dat je bijvoorbeeld twee verschillende klanken aanbied aan het kind, en het kind is ook in staat om de klanken te onderscheiden. Een auditieve stimulus wordt herhaald aangeboden (habituatie), daarna komt een nieuwe auditieve stimulus (dishabituatie). Eerst laat men bijvoorbeeld steeds /p/ horen, daarna ineens /b/. De hersenen verwachten dan een /p/, dus de /b/ geeft een mismatch. Na ongeveer 270 ms ontstaat een negatieve potentiaal. Het EEG signaal op het moment signaal dat een /b/ aangeboden wordt, wordt vergeleken met het EEG signaal bij /p/. Hier zit een verschil tussen, dit patroon loopt niet mooi synchroon met elkaar. De hersenen hebben dus verschillend gereageerd op de /p/ en de /b/.

Baby’s kunnen al vroeg klanken onderscheiden, de volgende stap is woorden onderscheiden. Een baby moet leren te bepalen wanneer een woord begint en wanneer het eindigt (word boundaries). Ze moeten zich realiseren dat woorden bestaan uit klankgroepen. Sommige klankgroepen komen vaak samen, volgen elkaar bijna altijd op, anderen nooit. Dit wordt ook wel de fonotactische probabiliteit genoemd. Ze leren dat er een zekere waarschijnlijkheid is, dat wanneer je een klank hoort, dat deze weer wordt opgevolgd door een volgende klank. Je moet een soort regel gaan leren over de opvolging van de klankgroepen. Fonotactische ontwikkeling is het leren van regels over de opeenvolging van klankgroepen (woordherkenning). Rond de 7 maanden zijn baby’s in staat tot het onderscheiden van afzonderlijke woorden in een gesproken zin. Dit is nog voordat ze de woordbetekenis kennen.

Wat betreft de spraakontwikkeling maken baby’s van 0 tot 2 maanden eerst ‘comfort sounds’ (spraakkenmerken). Dit zijn met name keelklanken, heel monotoon en weinig gevarieerd. Van 2 tot 3 maanden komen ze in de ‘gooing’ fase. Nu produceren ze fonetische klanken die elkaar al wat meer opvolgen en meer gevarieerd zijn. Tussen de 4 tot 6 maanden gaat een kindje ‘marginal babbling’ doen. Dit is een soort babbelen; het lijkt alsof de baby al probeert te praten, de lippen bewegen al wat meer. Rond de 7 tot 10 maanden ontstaat ‘canonical babbling’. Dit is het begin waarop de klanken worden geproduceerd waarvan het lijkt alsof het kind echt woorden probeert te vormen. Deze fases zijn in alle culturen gelijk; het begint altijd eerst met het produceren van klanken. Eenvoudig te produceren klanken ontwikkelen altijd het eerste. Ook doof geboren baby’s babbelen. Dit is biological predetermined, onafhankelijk van ervaring. Zij beginnen wel later en het babbelen is van mindere kwaliteit (minder gevarieerd). In de aanleg is dit dus blijkbaar al aanwezig.

Het babbelen kent een typische taalachtige ritmiek (klankgroepen afgewisseld met pauzes), dit is de rudimentaire structuur van de normale taal. Het lijkt op de manier waarop we zinnen uitspreken. Er is duidelijk sprake van een stroom van klanken achter elkaar, afgewisseld met pauzes. Dit laten ze niet alleen zien in het produceren van klanken, maar dit begint al vrij vroeg, bijvoorbeeld bij het zuiggedrag van baby’s. Ook hier is een soort ritmiek in te zien, bijvoorbeeld een paar keer heel krachtig zuigen, gevolgd door pauzes. Baby’s die gesproken taal horen gaan vocaal babbelen, baby’s die gebarentaal zien gaan manueel babbelen. Hier is ook nog niet iets in te herkennen.

De lexicale ontwikkeling is nauw verbonden met de conceptuele ontwikkeling , dit is het besef dat woorden die je hoort, verwijzen naar concrete dingen in je omgeving. Baby’s moeten leren dat akoestische patronen verwijzen naar concepten. Woorden verwijzen vaak naar dingen in de wereld. Peuters horen 5000 tot 7000 uitingen per dag, hiervan bestaat één derde uit vragen en de helft bestaat uit opdrachten (‘Kijk eens…’, ‘Laten we…’). Sommige constructies horen kinderen honderden keren per dag. Kinderen uit een hoog sociaaleconomisch milieu (SES) horen bijna drie keer zo veel uitingen per uur dan kinderen uit een lage SES.

De eerste woorden van een kind hebben betrekking op alledaagse dingen, zoals objecten, handelingen en sociale routines. Er is vaak een directe link tussen het woord en dat wat zichtbaar is in de omgeving (‘word-to-world links’). Het begrip ontwikkelt zich eerst, daarna ontwikkelt pas de productie. Begrip ontwikkelt zich veel sneller dan productie. Rond de 8 tot 10 maanden ontstaat het woordbegrip. Tussen de 11 en 13 maanden ontstaat de woordproductie. Voor zowel begrip als productie zijn er grote individuele verschillen tussen kinderen. De fonologische waarneming is een hele belangrijke voorwaarde om taal te kunnen leren. Als hierin problemen zijn tijdens de ontwikkeling, dan heeft dit direct gevolgen voor de taalontwikkeling. Een van de eerste woorden die baby’s leren is de eigen naam (4 maanden). Baby’s luisteren langer naar woorden als ze gekoppeld zijn aan de eigen naam. Ook het gebruik van het woord ‘mama’ heeft dit effect, ‘mama’ is vaak een ‘anchor-point’ in een stroom van woorden. Dit helpt baby’s met het identificeren van nieuwe woorden (topdown processing). Baby’s vergelijken een opgeslagen fonetische representatie van het woord ’mama’ met de input en nieuwe woorden die vlakbij in een zin gebruikt worden. De eerste woorden zijn zelfstandig naamwoorden (nouns); bijvoorbeeld papa, mama, poes, hond, pop. Daarna leren baby’s werkwoorden (verbs). Door consequente koppelingen tussen het horen van het woord en het zien van een bepaald object leren baby’s de relaties (referential relationships). Baby’s van 10 tot 14 maanden (dit is wanneer de joint attention ontwikkelt) kijken langer naar objecten waarnaar gewezen wordt en die benoemd worden.

Fast mapping is het heel snel formuleren van hypothesen over de betekenis van nieuwe woorden. Het statistisch leren wordt een steeds complexer proces. Rond de 2 jaar leert een kind ongeveer 10 nieuwe woorden per dag. Dit gebeurt onder andere door middel van exclusie leren; het elimineren van mogelijkheden. Een voorbeeld is het aanleren van het nieuwe woord ‘paars ‘. Gezegd wordt bijvoorbeeld: “Geef mij de paarse (nieuw) beker eens aan. Deze staat naast de rode (bekend)”. Dit is dus het leren van een nieuw woord door gebruik van een bekend woord. Het leren koppelen van klanken aan objecten door exclusie leren is niet exclusief voor mensen, honden kunnen dit ook.

Op een EEG is bij volwassenen semantische integratie (N400) te zien. Na 400 ms heeft iemand begrepen wat er gezegd wordt of wat er geschreven is. Je kunt ook kijken of iemand kennis heeft over de structuur van de taal, bijvoorbeeld te syntax en de betekenis van de woorden. Bij een test wordt een zin aangeboden op een beeldscherm. Deze zin kan semantisch congruent of incongruent zijn. Een congruente zin is bijvoorbeeld “Het shirt is gestreken”. Een incongruente zin is bijvoorbeeld “De storm is gestreken”. Het ontdekken van een incongruentie geeft na ongeveer 400 ms een negatieve golf. Bij jonge kinderen (19 maanden) treedt deze N400 (=dezelfde soort piek naar beneden, wat ook te koppelen is aan het begrijpen van wat er staat) later op (700 ms). Dit test men dan door middel van plaatjes, met daarbij congruente of incongruente woorden. Het duurt bij kinderen dus langer voordat ze begrijpen dat er een semantisch verschil is tussen twee zinnen.

Het mentale lexicon van volwassenen heeft een flexibele inhoud. Je leert als je volwassen bent ook nog nieuwe woorden, maar je vergeet ook enkele woorden. Frequent gebruikte woorden zijn sneller beschikbaar. Het neighborhood effect houdt in dat woorden met veel ‘buren’ meer tijd kosten om te identificeren. Voorbeelden zijn gaat/slaat/maat/daad. Er is een competitie tussen de activatie van verschillende woorden tijdens het luisteren. Bij woorden die snel op elkaar lijken kost het vaak iets meer tijd om ze op te halen, te lezen, te zeggen en waar te nemen.

De grammaticale ontwikkeling bestaat uit syntactische en morfologische ontwikkeling. Syntactische ontwikkeling is het leren van regels die de volgorde van woorden in een zin bepalen. Morfologische ontwikkeling is het leren van regels om woorden te vervoegen (bv. tijd, hoeveelheid). Jonge kinderen leren dat er uitzonderingen op deze regels zijn. De algemene regels leren ze zelf vrij eenvoudig, maar de uitzonderingen leren ze van ouders, doordat zij vaak onregelmatige vormen gebruiken. Hoe meer ouders onregelmatige vormen gebruiken hoe minder fouten kinderen maken. Ouders kunnen beter vaak fouten van kinderen corrigeren door de correcte zin te herhalen of uit te breiden en niet door te corrigeren door te zeggen “dit is fout”.

Volgens Tomasello leren kinderen grammaticale regels doordat ze patronen leren herkennen en deze gaan toepassen. Dit hele proces verloopt vrij traag. Dit is niet al van te voren aangelegd. Ook hij veronderstelt dat kinderen heel veel leren door gebruik te maken van analogieën. Een bepaald woord werkt als ‘pivot’ en met dat woord worden verschillende (nieuwe) zinsconstructies gemaakt. Een kind kent bijvoorbeeld het woord ‘wil’ en zegt dan vaak ‘wil melk’, ‘wil pop’, etc. Of een kind heeft bijvoorbeeld een nieuw woord geleerd: ‘sneeuw’. Het maakt dan zinnen als: “meer sneeuw” of “sneeuw weg”. Hierna wordt dit uitgebreid met meer woorden en meer complexe zinnen.

Cerebrale lateralisatie gaat over neuro-anatomische verschillen tussen de beide hemisferen. Zo is de rechter hemisfeer bij de meeste mensen iets groter qua volume dan de linker hemisfeer. De occipitale kwab is in de linker hemisfeer groter dan in de rechter hemisfeer, net als de planum temporale. De frontale kwab daarentegen is in de rechter hemisfeer groter dan in de linker hemisfeer. De planum temporale is een hersengebied dat ook bij taal een belangrijke functie vormt. Spraakwaarneming en spraak vindt met name in de linker hemisfeer plaats. Dit wil echter niet zeggen dat de rechterhemisfeer hier helemaal geen rol bij speelt. Grammaticale en lexicale functies (woordopslag) zijn verdeeld over beide hemisferen. De emotionele inhoud van taal wordt in de rechter hemisfeer verwerkt. Wat betreft de visueel-spatiële waarneming vindt het herkennen van gezichten plaats in de rechter hemisfeer, het produceren van een bewuste gezichtsexpressie in de linker hemisfeer en spontane gezichtsexpressies in beide hemisferen.

Er zijn volgens Johnson drie modellen die verklaren waarom er verschillen bestaan tussen de hemisferen. Biased gene modellen stellen dat er een specifiek gen verantwoordelijk is voor rechtshandigheid en ‘toevallig’ ook de spraak. De rechter hand wordt aangestuurd door de linker hemisfeer, dus als de rechterhand het meest actief is, wordt de linker hemisfeer dominanter. Hierdoor zou die hemisfeer dan mogelijk beter in staat zijn om ook spraak te reguleren. Biased brain modellen stellen dat er bij de geboorte neuroanatomische verschillen bestaan tussen beide hemisferen (testosteron). Er wordt al vroeg testosteron geproduceerd door de baby zelf en door de moeder. De hoeveelheid testosteron bepaalt hoe de hersenen zich verder ontwikkelen. Deze hoeveelheid bepaalt in hoeverre de hersenen zich ontwikkelen tot mannelijke hersenen of tot vrouwelijke hersenen. Standaard zijn ze vrouwelijk, maar door testosteron ontwikkelt een mannelijk brein. Dit zou dan verklaren waarom er anatomische en functionele verschillen bestaan tussen de beide hemisferen. Biased head/uterus modellen stellen dat de meeste baby’s hun hoofd naar rechts draaien en dan zien ze de rechterhand. Er is een zelfde neurologische basis voor hoofdvoorkeur en voor handvoorkeur. Als ze op hun rug liggen draaien ze bijna altijd hun hoofd naar één kant, dit is bij bijna alle baby’s naar rechts. De rechterkant zou de voorkeur hebben doordat je hoofd die kant op draait. Hierdoor krijg je een sterkere ontwikkeling van de linker hemisfeer. Zij gaan niet zo ver dat ze zeggen dat hierdoor de taalontwikkeling in deze hemisfeer ontwikkelt, maar hierdoor ontstaat wel specialisatie.

Number sense is het vermogen om numerieke hoeveelheden snel te kunnen begrijpen, schatten en manipuleren. Preverbaal getalbegrip of number sense is waarschijnlijk genetisch bepaald, omdat pasgeborenen al in staat zijn kleine aantallen (1 tot 3) precies te onderscheiden (subitize) en verschillen in grotere aantallen grof te kunnen schatten (approximate). Men spreekt ook wel van core-systems of number.

Neurale basis getalbegrip:

Volgens het Triple Code model van Dehaene bestaat er een neurale basis voor getalbegrip. De Horizontal Intraparietal sulcus (HIPS) is een groeve, waarin zich neuronen bevinden die actief zijn wanneer we een schatting moeten maken van hoeveelheden (op een globale manier). Het gaat dan om een nonverbale representatie van numerieke hoeveelheden, number line genoemd. Dit hebben we gemeenschappelijk met heel veel andere diersoorten. De left angular gyrus gebruiken we vooral bij verbale numerieke taken, zoals

vermenigvuldigen en optellen. Het is dan belangrijk om woorden te kunnen koppelen aan cijfers. De posterior superior parietal lobe (PSPL) zit in beide hemisferen. Deze is belangrijk bij numerieke taken die een verschuiving van de aandacht vragen, zoals schatten,

aftrekken en getalvergelijking. Hiervoor moeten we de aandacht verplaatsen tussen hoeveelheden en dingen die wat preciezer geschat moeten worden. Dit is met name specifiek voor mensen.

Het model van von Aster & Shalev is één van de bekendste modellen over hoe rekenen aangeleerd wordt. Zij doen verschillende aannames over of kinderen problemen zullen hebben in het rekenen en wat dan verstoord is. Ze nemen aan dat kinderen die de beschikking hebben over een primair number sense system, maar waarbij bijvoorbeeld de taalontwikkeling verstoord is, dat ze dan toch rekenproblemen gaan ontwikkelen. Dus rekenproblemen kunnen ontwikkelen vanuit taalproblemen. Kinderen met dyslexie hebben vaak ook comorbide dyscalculie. We kunnen rekenproblemen dus niet altijd terugkoppelen op primaire problemen in de fonologische waarneming, wat bij dyslexie wel kan. Ook kinderen met primaire aandacht- en werkgeheugenproblemen zullen moeite hebben met het opslaan en reproduceren van telsequenties, of telwoorden correct weer te geven (bijvoorbeeld honderdvierenvijftig).

Hoorcollege 8

H7.

De sociale hersenen spelen een rol bij het uiterlijk, gedrag en intenties van anderen. De amygdala is belangrijk bij emoties en empathie, de temporal lobe bij biologische beweging en de frontale cortex (PFC) bij intentionele mentale gesteldheid. Er bestaan verschillende visies op de sociale hersenen. De maturational view is ook wel de rijpingsgedachte. Hierbij wordt gesteld dat bepaalde delen van de hersenen zijn toegelegd op het verwerken van sociale informatie. De timing van het beschikbaar komen van de vaardigheden (functioneren) wordt slechts een beetje beïnvloed door ervaring, maar de volgorde en domeinspecifieke organisatie (bedrading) ligt geheel vast. Volgens de Skill Learning view ontstaan er speciale gebieden voor de verwerking van sociale stimuli, want daarmee hebben we meeste ervaring, deze zijn het belangrijkste. Bij geboorte is geen specifieke expertise aanwezig, dit moet men dus nog verwerven. Volgens de Interactive Specialisation worden we in toenemende mate afgestemd op sociale stimuli en events. Dit komt door activiteit en interactie tussen primitieve hersensystemen (oudere hersensystemen), corticale gebieden en de omgeving (ervaringen).

Gezichtsherkenning omvat diverse vaardigheden. Ten eerste moet men een gezicht als een gezicht kunnen herkennen, hierna een gezicht van iemand kunnen herkennen, vervolgens moet men gezichtsuitdrukkingen leren herkennen en tot slot het interpreteren en voorspellen van gedrag. Discussie hierbij is of dit aangeboren is, of dat dit wordt aangeleerd. Hiervoor wordt gekeken naar imprinting bij kippen en naar de hersenontwikkeling. Er zijn conflicterende bevindingen gedaan wat betreft deze discussie. Het eerste idee is dat gedurende de eerste maanden gradueel leren plaatsvindt. Er is een langzame opbouw van het leren herkennen van een gezicht. Het zou dus niet aangeboren zijn, dit is in zeer veel onderzoek aangetoond. Echter, al na 10 minuten na de geboorte ontstaat een patroon waarbij gezichtskenmerken gevolgd worden. Dit zou dus meer pleiten voor innate representaties. Beide onderzoeken zijn gerepliceerd door Johnson zelf en hij kon ook beide resultaten repliceren. Dit was dus geen oplossing, alleen een verduidelijking van het probleem.

Door middel van visual tracking (het bestuderen van oogbewegingen) blijkt na 10 tot 30 minuten na de geboorte al een voorkeur te ontstaan voor een gezicht-achtig patroon. Je zou kunnen concluderen dat als dit zo vroeg al aanwezig is, dat het dan wel aangeboren is. Echter, op een andere manier gemeten; met een statische stimulus en slechts met kijktijd is er op 5 weken minder voorkeur voor een gezicht dan op 10 weken. Wanneer een kind kijkt naar iets met duidelijke gezichtskenmerken erop; dan volgt het kind het plaatje langer. Het verschil tussen een gewoon gezicht en een ‘scrambled’ gezicht was alleen significant voor oogbewegingen, niet voor bewegingen van het gehele hoofd. Hierbij was er wel een verschil tussen gemiddelden, maar hierin was meer individuele variatie.

Volgen de sensorische hypotheses (deze past bij de Skill Learning view) hebben kinderen alleen maar voorkeur voor heel simpele visuele kenmerken, maar niet voor speciale gezichts‐of sociale‐kenmerken. Hier is in de literatuur een debat over. Volgens een andere hypothese zijn complexe gezichtsrepresentaties bij de geboorte al aanwezig (maturatie perspectief), aangezien kinderen een voorkeur hebben voor aantrekkelijke gezichten, voor ogen en voor oogcontact. Deze hypothese veronderstelt dat de corticale module al voordat ervaring optreedt, een rol speelt. Kritiek hierop is dat mogelijk een simpeler systeem al voldoende is. Volgens de hypothese van het Face-biasing system ‘Conspec’, passend bij Interactive Specialization, is een non-corticaal begin voldoende. Volgens Johnson en Morton is een eenvoudig begin aangeboren, dit is echter niet corticaal. Er zit dus wel een soort aangeboren voorkeur in, maar verder gaat dit niet.

Een kuiken is ideaal studie object; hier zit veel geld in, dus ook voor onderzoek en de kippen worden toch al geslacht, dus het is niet zo erg om er wat experimenten mee te doen. Handig aan kippen is dat een ei afgesloten is van de omgeving en een kuikentje is ook na de geboorte nog wel een aantal uren in het donker te houden. Daarnaast kan een kuiken al meteen lopen, dit wordt ook wel precocial of nestvliedend genoemd. Imprinting bij kuikens blijkt in een lab met allerlei stimuli mogelijk. De imprinting lijkt gelokaliseerd te zijn in het forebrain. Wanneer een kuiken een laesie aan het IMHV heeft, dan is er weinig sprake van imprinting meer, maar andere visuele en leer‐taken blijven onaangedaan. Het specifieke imprinting effect is dan niet meer te zien. IMHV is het Intermediate and Medial part of the Hyperstratium Ventrale, tegenwoordig heet dit IMM.

Enkelen stellen dat een kuiken het wel leert om achter iets aan te gaan, aangezien een kuiken achter bijna ieder bewegend voorwerp in een lab aangaat. Dit zou dan dus nooit aangeboren en al bekend kunnen zijn. Bewijs wat hier tegenin gaat is echter dat de imprinting aan een moederhen veel sterker is dan aan bijvoorbeeld een bewegende rode bal. Er zijn neurofysiologische verschillen te zien tussen imprinting aan een kip of aan bijvoorbeeld een doos. Voor imprinting aan een hen blijken IMHV laesies niet zo erg te zijn. Kennelijk zijn enkele simpele hoofd & nek kenmerken al voldoende voor basale imprinting, los van het IMHV. De kippen hebben geen cortex, maar het IMHV is wel een hersenstructuur die qua structuur een soortgelijke functie hebben als de menselijke cortex. Dit geld niet alleen voor kippen, maar ook bijvoorbeeld bij eenden, etc.

Bij imprinting zijn twee systemen actief. Door het eerste systeem gaat het kuiken achter objecten aan die op de moeder kip lijken. De Optic tectum bij kippen komt overeen met de SC bij mensen. Het 2e systeem staat hier eigenlijk los van. Een kuikentje leert door achter een bepaald object aan te lopen, heel snel informatie hierover. Dan is het IMHV wel van belang. Dit zijn dus eigenlijk geen systemen die met elkaar binnen de hersenen interacteren. Ze beïnvloeden elkaar wel, maar niet door middel van neurale verbindingen. Zijn er bij de mens ook twee van dit soort systemen?

Er is een aanwijzing voor sub‐corticale invloed bij mensen. Er bestaat al visueel geleid gedrag na de geboorte, pas na 2 a 3 maand gaan de corticale delen het overnemen van de superior collicus & pulvinar. Bewijs voor een bepaalde corticale invloed is prosopahnosia, met neuro-imaging aangetoonde activiteit in de cortex, met name in de fusiform face area (FFA) en cel recording bij apen. Prospagnosia houdt in dat men geen gezicht kan herkennen, door schade aan een specifiek cortexgebied. Al deze soorten studies impliceren dat de betreffende hersenstructuren niet ‘prespecified’ zijn.

Johnsons ‘twee processen’ theorie voor mensen stelt dat het 1e systeem zorgt voor selectieve input naar de groeiende cortex (subcortical visuomotor pathways). Dit zorgt voor interesse naar gezichten, waardoor hier ook meer informatie over binnenkomt en de cortex hier meer over leert. Dit deel van cortex went op deze manier aan een bepaalde range van input (relevant voor gezicht herkenning). Daarna gaat dit stuk cortex zelfstandig verder en leert zo meer over gezichten, dit is het 2e systeem. Dus net als bij kippen stuurt een vroege hersenstructuur en een soort‐specifieke omgeving de latere ontwikkeling.

Met toenemende ontwikkeling reageren kinderen specifieker; eerst reageren ze op bijvoorbeeld zowel apen als menselijke gezichten, pas bij 12 maanden worden ze heel specifiek en reageren ze alleen op menselijke gezichten.

Het maturationele gezichtspunt kan volgens Johnson op dit punt verworpen worden, aangezien het gebied voor gezichtsherkenning gedurende de ontwikkeling inkrimpt, wat strijdig is met het idee van het erbij komen van gebieden. Het Skill Learning perspectief is voor pasgeborenen niet echt overtuigend, maar is voor de 1^e maanden/jaren eventueel wel mogelijk. De Interactieve Specialisatie pas wel goed bij de bewijzen, zowel bij pasgeborenen als in de latere ontwikkeling.

Ogen zijn belangrijk voor de moeder‐kind interactie en de sociale ontwikkeling. Het opmerken van de blikrichting van de ander kan belangrijk zijn om je eigen aandacht naar hetzelfde te kunnen richten. Directed gaze is gericht kijken naar iets, averted gaze is wegkijken (van iets). Joint attention is gedeelde aandacht. Het opmerken van oogcontact is belangrijk om de communicatieve intentie kenbaar te maken. Oogcontact wordt ook wel mutual gaze genoemd. Het opmerken van oogcontact en het kijken of de blik van de ander van richting verandert, zijn hele belangrijke vermogens. Oogbewegingsdetectie vindt bij volwassenen plaats in de SuperiorTemporalSulcus STS. Met verschillende technieken is hetzelfde aangetoond; dat er een gevoeligheid bestaat bij baby’s voor aankijken. Er is dus steun voor het Interactieve Specialisatie perspectief. Functionaliteit ontstaat door interactie tussen gebieden voor gezichtsherkenning en gebieden voor bio‐beweging. Baby's van 4 maanden zijn goed in beweging detecteren, maar de integratie van de verschillende deelvaardigheden is nog gebrekkig.

Bewegingsdetectie vindt plaats in de STS (superior temporal sulcus). Dit is bij volwassenen gevoelig voor zowel ogen als voor ‘levende beweging’. Dit geldt echter niet voor een niet-levend voorwerp en niet voor statische beweging. Waar komt die specialisatie vandaan?

Mirror neuron systems betekenen dat wanneer je iemand anders een bepaalde beweging ziet maken, dat je dan als het ware zelf die beweging ook gaat maken. Het neurale systeem zendt dezelfde signalen uit, alleen net niet genoeg dat je echt gaat bewegen, maar de neurale signalen zijn hetzelfde. Je begrijpt dus eigenlijk de beweging die de ander maakt, omdat je zelf die beweging bijna ook maakt. Dit fenomeen staat vast, maar wat hiervan de functie is, is nog niet echt duidelijk. Theory of mind is het toeschrijven aan anderen van intenties, doelen en verlangens. Bij kinderen die dit goed kunnen wordt de MPFC (medial prefrontal cortex) geactiveerd.

Er is dus een overgang van verspreid in de prefrontale cortex, naar meer gefocuste activiteit in andere gebieden. Een andere algemene trend is de functionele betrokkenheid van de posterior (temporal) cortex. Dit komt wat later op dan de bemoeienis van de FC. Maar volgens Johnson zou dit ook passen bij de Skill Learning benadering.

H12

Interactieve Specialisatie stelt dat cortex specialisatie wat betreft grove kenmerken ontstaat door graduele verschillen van genetische aard. De fijne specialisatie is afhankelijk van activiteit en informatie van buiten. Zo ontstaan functionele gebieden of regio’s in de sheet (het oppervlak van de hersenen), dit gebeurt postnataal. Dus door combinatie van interne tijd‐ruimtelijke factoren en input vanuit de externe omgeving. Het maakt uit welke gebieden waar zitten en hoe dit over de tijd verschuift. Vaak ontstaan corticale representaties pas postnataal. Representaties zijn ideeën, ideeën in de cortex zijn volgens Johnson niet aangeboren. Concrete ideeën zitten hier nog niet in, pas na de geboorte beginnen representaties te ontstaan. Dit komt deels door de aard van de input (bepaalde input die we krijgen is gestructureerd, dit detecteren we).

Volgens het maturatie perspectief bestaat er een direct verband tussen hersengebied en functie. Dit blijft ook zo gedurende de verdere ontwikkeling. Binnen een gebied rijpen de verbindingen, waardoor dit gebied op een gegeven moment voldoende klaar is om wat te gaan doen (het komt online). Het accent ligt dus op intra regio aspecten. Plasticiteit is wel mogelijk, maar is eigenlijk alleen van belang als er beschadiging is opgetreden. Hersenontwikkeling veroorzaakt de cognitieve ontwikkeling. Dit is éénrichtingsverkeer: predeterministische epigenese; het ligt vast zoals het zal gaan.

Het interactieve specialisatie perspectief stelt dat er een flexibel verband is tussen een hersengebied en de functie. Cognitieve functies ontstaan uit interacties tussen verschillende gebieden. Het accent ligt op interregionale verbindingen, dit lijkt op de regulerende ontwikkeling in een cel ‐cel interactie. Plasticiteit omvat hier dat het gewoon nog niet gespecialiseerd is, ook wel ‘restriction of fate’ genoemd. Er is een oorzakelijk verband twee kanten op: probabilistische epigenese

Volgens het skill learning perspectief veranderen gebieden door ervaring en leren. Verandering vindt niet op een bepaalde plek plaats en er is altijd plasticiteit. Dit neemt ook niet langzamerhand weer af. Een oorzakelijk verband is hierbij niet zo van toepassing.

Lokalisatie is een belangrijk begrip. Dit is de mate waarin een bepaald gebied gekoppeld kan worden aan een bepaalde verwerkingsfunctie, dus welk gebied wordt geactiveerd bij bepaalde taak. Specialisatie is de mate van specificiteit van een bepaalde functie van bepaald gebied, dit kan smal of breed gefocusseerd zijn. Bij een gezichten matching taak wordt een kleiner gebied geactiveerd, naarmate iemand ouder wordt. Ook is er een minder goede herkenning van niet-menselijke gezichten naarmate het ouder worden.

Selectie leidt tot parcellation, wat opdelen betekent., De activiteit in de hersenen wordt opgedeeld in verwerkingsstromen en structuren. Dit gebeurt door selectief verlies, wat resulteert in gescheiden stukjes. Toenemende module-vorming ontstaat met de ontwikkeling.