Nye koblinger

Analyser

Hjerneforskningen kan bidra til å forbedre skolen. Men det forskerne hittil vet om læring bør være selvsagt for pedagogene, mener Norges to fremste hjerneforskere, Edvard og May-Britt Moser.

Hjerneforskningen kan bidra til å forbedre skolen. Men det forskerne hittil vet om læring bør være selvsagt for pedagogene, mener Norges to fremste hjerneforskere, Edvard og May-Britt Moser.  

 

- Vi må begynne helt grunnleggende. Hva er egentlig forbindelsen mellom læring og det som skjer i den moderne hjerneforskningen?
 
 - I fag som psykologi og pedagogikk studerer man hvordan læring foregår, eller hvordan hukommelsen fungerer. Man er opptatt av toppnivået, av hva som kjennetegner den kognitive aktiviteten vår. I hjerneforskningen studerer vi mikronivået, vi undersøker nerveceller og hvordan de kommuniserer seg imellom. Dette mikronivået har vi vært i stand til å studere ganske lenge. Det som har manglet er å kunne koble prosessene på cellenivå til de høyere mentale funksjonene våre. Det har vært et hav mellom disse to nivåene i forskningen. De siste 10 til 15 årene har man foretatt et gigantisk sprang slik at vi nå er i stand til å ta de første stegene mot en forståelse av sammenhengen mellom nervecelleaktivitet og mental funksjon.
 
(Geir Mogen/NTNU)
 
Hva er sammenhengen?
 
- Vi vet at kognitive prosesser som hukommelse, forestillingsevne, tenkning og beslutningsevne er resultat av samarbeid og koblinger mellom millioner av nerveceller, og at disse cellene hele tiden skifter rolle. Vi har blitt oppmerksom på fenomen i hjernen som gjør det mulig å studere slike koblinger direkte. Det gjør at vi kan studere måten store grupper av hjerneceller samarbeider, og hvilke funksjoner som oppstår av dette samarbeidet. Studier av stedssansen har vist vei til de grunnleggende algoritmene som hjernen bruker i sine beregninger. Det er disse kodene vi må knekke for å kunne koble celleaktivitet til kognitive prosesser.
 
- Hvor langt har man kommet i dette arbeidet?
 
- Å finne disse reglene er rett og slett ekstremt vanskelig, men man har begynt å få metoder. I forsøksdyr kan vi nå skru gener av og på, som i praksis betyr at vi kan gjøre bitte små endringer i egenskapene til nerveceller. Vi kan se hva slags rolle cellene har. Det er grunnlaget for å forstå hele systemet. Der er vi er i øyeblikket. Men når vi kommer dit at vi kan forstå hvordan mentale prosesser oppstår ut fra nervecelleaktivitet, da kan vi begynne å se på hvilke muligheter og begrensninger hjernen har. Hjernen opererer innenfor et sett av rammer, og det er snakk om å finne de optimale rammene for hjernens aktivitet. For eksempel de optimale rammene for læring.
 
- Det dere sier er at man gjennom hjerneforskningen vil kunne få et fullstendig bilde av hva som skjer i hjernen når man lærer? 
 
- Ja. Læring er jo koblinger mellom hjerneceller. Det minnet du danner deg om at vi sitter ved dette bordet og snakker om hjerneforskning blir lagret i hjernen din ved at et tusentalls hjerneceller kobles sammen. Når du husker denne situasjonen senere, reaktiveres de samme koblingene mellom de aktuelle nervecellene. Så læring er en av de kognitive prosessene vi vil kunne forstå når vi forstår hele systemet.
 
- Men er den hukommelsesprosessen dere observerer i en rottehjerne den samme mentale prosessen som foregår i en menneskehjerne i et klasserom?
  
- Ja det er viktig å presisere at det er mange forskjellige former for læring. En veldig stor kategori læring er det vi kaller episodisk og semantisk læring. Dette er den dagligdagse formen for læringen, for eksempel det å huske hendelser og fakta. Men episodisk og semantisk læring handler ikke bare om å huske fakta om Napoleon, det er en prosess som skjer enten du vil eller ikke. I morgen kommer du til å huske at du satt her sammen med oss, og det skjer uavhengig av om du bestemmer deg for å huske det eller ikke. Minnet ditt av denne samtalen er et eksempel på episodisk hukommelse. Det er denne formen for læring vi studerer hos rotter. Hos mennesker finner man de samme prosessene, men de er mer utviklet hos oss. En annen type læring skjer når du lærer å sykle. Det en kunnskap du ikke kan beskrive med ord og en annen type mental prosess.
 
- På nåværende tidspunkt, har den kunnskapen som hjerneforskningen besitter noen praktisk relevans for utdanningsfeltet?
 
- Det er viktig ikke å ha for store forhåpninger til hva hjerneforskningen kan bidra med. Den oppgaven vi har snakket om – det å forstå sammenhengene – er et gigantisk prosjekt. Men vi har litt kunnskap. Vi vet noe om hvordan vi lærer best, noe om hva slags hukommelse som sitter best, hva som er betingelsene for å optimalisere hukommelse, og hvilke situasjoner som skaper god læring. Vår holdning er at det absolutt ikke skader å bruke det man vet om hukommelse til å optimalisere læring i skolen.
 
- Kan dere gi noen eksempler på slike optimaliseringer?
 
- Et sentralt poeng knytta til hukommelse er at du husker best hvis du har flere veier inn til det aktuelle minnet, flere veien inn til den bestemte cellekoblingen. I praksis betyr det at kunnskap som er innarbeidet over tid og som er koblet til flere hendelser, sitter mye bedre enn kunnskap som er innarbeidet raskt. Det er derfor pugging dagen før en prøve ikke fungerer bra. God hukommelse er et resultat av at man har flere veier inn til den aktuelle koblingen i hjernen. Det er for øvrig en interessant kobling til kreativitet her. God hukommelse i den betydningen vi snakker om utvikler evnen til å assosiere, og det er grunnlaget for kreativitet. Det å ha mange veier inn til de ulike koblingene gjør nemlig at de kan aktiveres i nye sammenhenger. Kreativitet er det helt uventede, men betinger at man har mye informasjonen tilgjengelig. Det er bare slik de overraskende koblingene kan oppstå.
 
(Geir Mogen/NTNU)
 
- Så gode læringsprosesser betinger at man tar hensyn til måten hjernen arbeider?
 
- Ja, for det første: Alle vet at læring ikke er noe som skjer på ti sekunder. Læring skjer over lang, lang tid. Minnet av denne samtalen, det er noe hjernen vil jobbe med lenge etter at vi har gått ut, når vi sitter på bussen på vei hjem, når vi sover. Det tar ganske lang tid før minnet fester seg, og ofte blir det også justert. Minnet av en situasjon er aldri en blåkopi av situasjonen fordi du knytter minnet til andre minner og fordi hjernen arbeider slik at minnene våre blir konsistente.. Dette kan du utnytte når du skal lære noe. For å knytte informasjonen til nye fakta, til nye erfaringer, til nye problem, må du bruke lang tid. Litt enkelt sagt er det er ti ganger mer effektivt å spre læringen over tid enn å pakke alt inn i et åttetimers fagseminar. Da får hjernen mulighet til å synkronisere – til å behandle informasjonen og knytte den til andre minner.
 
- Og for det andre?
 
- Dette henger sammen. At hukommelsen fungerer slik, betyr jo også at læring er ekstremt avhengig av hva man kan fra før. Det finnes det en ideell rekkefølge for læring: Du kan ikke lære divisjon før du har lært multiplikasjon. Hvis du igjen tenker deg hukommelse som koblingen mellom hjerneceller, kan du forestille deg at når du lærer noe nytt, bruker hjernen de koblingene som finnes fra før og setter disse i sammenheng med den nye informasjonen. Når man planlegger læringsprosesser, bør man med andre ord være ekstremt opptatt av sammenheng. For å ta et privat eksempel. Da vi hadde barn i skolen var mye av læringen knyttet til prosjektarbeid. Men prosjekt A var ikke nødvendigvis knytta til prosjekt B eller C, og rekkefølgen mellom dem var i mange tilfeller også ganske tilfeldig. Matematikk er jo det åpenbare eksemplet, men dette gjelder generelt. Det finnes en ideell rekkefølge.
               
- Hva med motivasjon? Det hjelper vel ikke at læringen følger disse prinsippene hvis den som skal lære ikke er motivert?
 
- Vi vet at minnene sitter mye bedre når man opplever noe intenst, både på godt og vondt. Dette henger sammen med aktiviteten i de såkalte aktiveringssystemene i hjernestammen. Man ser det hos eldre som har for lav aktivitet i dopamincellene. De husker mye bedre dersom de får Levdopa, et stoff som øker dopaminaktiviteten i hjernen. Dopaminet frigjøres også når man engasjerer folk. Hvis du som lærer klarer å få fram stjernene i øynene til barna, har du jo virkelig klart det. Hvorfor er dette så effektivt? Fra hjerneforskningens side er jo svaret enkelt. Det er fordi hjernen krever dopamin for å lage effektive koblinger. På den andre siden vet vi at negative følelser og negative minner er gift. Ekstremt stress kan føre til at koblinger mellom nervecellene i hippocampus blir borte, det området i hjernen vi trenger for å lære.
 
- Dere sier at hjerneforskningen befinner seg i starten av prosessen med å kunne forstå våre mentale funksjoner, og at det vil skje mye de neste ti årene, også av betydning for utdanningsfeltet. Er det relevant å se hjerneforskningen og utdanningsforskningen i sammenheng?
 
- Samarbeid mellom ulike fagdisipliner krever møteplasser, men avstanden mellom disiplinene er fortsatt veldig stor. Vi jobber ikke med læring hos barn. Det vi sier om hjernen og læring ekstrapolerer vi fra det vi vet om rotter, siden nervesystemene til mennesker og rotter er ganske like. Når vi ekstrapolerer, trekker vi kunnskapen vi har langt, noen vil kanskje mene for langt. Det er naturlig at det er veldig forskjellige oppfatninger om relevansen her. Men vår holdning er at det er bedre med litt kunnskap enn ikke noe kunnskap, og at det finnes interessante muligheter. Pedagoger og anvendte psykologer vet lite om hvordan hjernen fungerer, samtidig er det veldig mye om barns læring vi ikke kan si noe sikkert om.
 
- Så det er fortsatt for tidlig for konkrete samarbeid?
 
- Vi forsker på et smalt tema. Men det er svært nyttig for oss å bli utfordret på nye temaer og andre måter å se tingene på. Det er jo det som skaper nye koblinger. Og som sagt: Nye koblinger er utgangspunktet for kreativiteten.