Artikel 2. De vroege jaren van educatieve hersenwetenschap

Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.

2. De vroege jaren van educatieve hersenwetenschap

McCandliss, B. D. (2010). Educational Neuroscience: The early years. PNAS, 107(18), 8049–8050.

De neurowetenschap, die zich bezighoudt met cognitieve ontwikkeling, onderzoekt mechanismen van verandering op het niveau van cognitie en hersenen. Nu wordt de focus op de rol van educatieve ervaringen vergroot. Deze ervaringen kunnen bijdragen aan complexe cognitieve vaardigheden als lezen of rekenen. Dit interdisciplinaire veld slaat een brug tussen neurowetenschap en onderwijs.

Een veld waarbij deze interdisciplinaire benadering van waarde kan zijn, is bij leesontwikkeling. Veranderingen in het functionele circuit binnen en tussen systemen van zicht en taal zijn gekoppeld aan vorderingen van cognitieve ontwikkeling voor leesvaardigheid.

Een herhaald fMRI-onderzoek laat zien dat kinderen, die gedurende 8 weken 3,6 uur extra speelden met een educatief computer programma, veranderingen hebben in neurale activiteit in regio’s die te maken hebben met het zien van letters.

Linking Brain-Activity Changes to Educational Experience

Het koppelen van veranderingen in hersenactiviteit aan educatieve experimentele manipulaties is een lastige taak.

Brem en collega’s hebben kinderen toegewezen aan een of twee educatieve ervaringen (letter-sound graphogame versus number-math educatieve game). De groepen waren ook hun eigen controlegroep. Daarna werden de fMRI en ERP reacties bekeken. De educatieve manipulatie zorgde voor verandering in het gebied van letterperceptie.

Een andere fMRI-studie (James) bij kinderen laat impact zien van twee educatieve ervaringen in de occipito-temporale regio’s die te maken hebben met het herkennen van letters. De hypothese was, dat specifieke educatieve activiteiten met letters sleutelfactors zijn voor veranderingen van de BOLD. Kinderen werden toegewezen aan groepen waarbij ze geprinte letters moesten leren of hard op noemen. Het leren had een diepgaand effect op het brein. Er zijn dus kritieke facetten bij een effectieve instructie.

Integrating Neural Systems

Educatieve neurowetenschap studies naar leesinstructie kunnen gebaat zijn bij onderzoek naar veranderingen over verschillende corticale systemen (vloeiend letter en uitspraak kunnen combineren is belangrijk voor leesontwikkeling).

Er is vaak interactie tussen verschillende neurale systemen. Een voorbeeld is een fMRI-studie naar sensitiviteit van associatie tussen letters en uitspraak. Er was een verschil tussen normale en dyslectische lezers. Het audio-visuele gebied was minder bij kinderen met dyslexie, waardoor het lijkt dat zij meer moeite hebben met het integreren van deze twee neurale systemen.

Educational Computer Games and Educational Neuroscience

Uitkomsten van bijvoorbeeld onderzoek naar dyslexie kunnen ondersteuning zijn bij educatieve vernieuwingen.

Een voorbeeld hiervan is de GraphoGame van Brem en collega’s. De activiteit in het spel was gericht op aandacht van het kind en beslissingen nemen over een letter-klank associatie. Computergestuurde spellen kunnen aangepast worden aan de problemen van de leerling. De moeilijkheidsgraad kan worden aangepast, zodat leren uitdagend wordt, maar niet frustrerend. De ontwikkeling van adaptieve educatieve computerprogramma’s geeft nieuwe mogelijkheden waarbij onderwijs en neurowetenschap elkaar zouden kunnen helpen.

Het is belangrijk om te weten dat veranderingen in visuele respons gerelateerd aan vroege leesinstructie maar één voorbeeld is van de vooruitgang die gemaakt wordt op het gebied van samenwerking tussen onderwijs en neurowetenschap.

Aandacht, werkgeheugen, sociale cognitie, angst, motivatie en beloning zijn onderwerpen die zowel in educatieve context als neurowetenschappelijke context worden onderzocht. Lastige onderwijsvragen kunnen misschien beantwoord worden door neurowetenschappelijke informatie. Informatie over de veranderingen in het brein kan bruikbaar zijn voor onderwijs, zodat de educatieve benadering aangepast kan worden aan de unieke behoeften van kinderen.