Od starożytności wiadomo, że centrum uczenia się jest ludzki mózg. Jednak dopiero w ostatniej dekadzie badacze z dziedziny neurobiologii byli w stanie “wejść do wnętrza mózgu” i obserwować, jak faktycznie odbywa uczenie się na poziomie molekularnym. Nowe technologie, takie jak obrazowanie dyfuzyjne, otworzyły dostęp do wewnętrznych mechanizmów mózgu i pozwoliły naukowcom „zobaczyć”, co dzieje się w mózgu, gdy ludzie są zaangażowani w proces uczenia się.
Aby zrozumieć sposób, w jaki zachodzi uczenie się w mózgu, oto krótki przewodnik po jego fizjologii. Mózg działa jako gęsta sieć ścieżek włóknistych składająca się z około 100 miliardów neuronów. Mózg składa się z trzech głównych części — pnia mózgu, móżdżku i mózgu właściwego. Spośród nich mózg właściwy jest najważniejszy w uczeniu się, ponieważ to tutaj zachodzą funkcje wyższego rzędu, takie jak pamięć i rozumowanie. Każdy obszar mózgu właściwego specjalizuje się w innej funkcji: wzrok, słuch, mowa, dotyk, pamięć krótkotrwała, pamięć długotrwała, zdolności językowe i rozumowanie są najważniejsze dla uczenia się.


Więc, jak odbywa uczenie się?
Poprzez sieć neuronów, informacje sensoryczne (to co widzisz, słyszysz itp.) są przekazywane przez synapsy wzdłuż ścieżki nerwowej i tymczasowo przechowywane w pamięci krótkotrwałej która jest niestabilnym regionem mózgu działającym jak centrum odbiorcze dla potoku informacji sensorycznych, z którymi spotykamy się w naszym codziennym życiu. Po przetworzeniu w pamięci krótkotrwałej, ścieżki nerwowe naszego mózgu przenoszą te wspomnienia do rdzenia strukturalnego, gdzie są one porównywane z istniejącymi wspomnieniami i przechowywane w naszej pamięci długotrwałej, ogromnym repozytorium wszystkiego, czego kiedykolwiek doświadczyliśmy w naszym życiu. Ten proces zachodzi w mgnieniu oka, ale nie zawsze jest doskonały. W rzeczywistości, gdy informacje przemieszczają się przez miliardy neuronów, które przekazują sygnały do następnego neuronu przez synapsę, pewien stopień degradacji jest powszechny. Dlatego wiele naszych wspomnień jest niekompletnych lub zawiera fałszywe fragmenty, które wymyślamy, aby wypełnić luki w rzeczywistej pamięci.
Neuronaukowcy od dawna wierzą, że uczenie się i tworzenie pamięci są wynikiem wzmacniania i osłabiania połączeń między komórkami mózgowymi. Niedawno badacze z Centrum Neurobiologii Uczenia się i Pamięci na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine właśnie to udowodnili. W eksperymentach na myszach byli w stanie wyizolować i obserwować działania mózgu podczas uczenia się nowego zadania. Badacze odkryli, że gdy dwa neurony często wchodzą ze sobą w interakcję, tworzą więź, która pozwala im przekazywać sygnały łatwiej i dokładniej. Prowadzi to do bardziej kompletnych wspomnień i łatwiejszego przypominania. Odwrotnie, gdy dwa neurony rzadko wchodzą ze sobą w interakcję, transmisja często była niekompletna, prowadząc do błędnej pamięci lub braku pamięci w ogóle. Jako przykład tego, rozważ swoją codzienną podróż do pracy. Nie musisz naprawdę świadomie myśleć o tym, jak dojechać do pracy, ponieważ jest to podróż, którą odbyłeś tak wiele razy, że pamięć o tym, jak nawigować, jest zakorzeniona. Neurony kontrolujące tę pamięć komunikowały się tak często, że utworzyły ścisłe więzi, jak grupa starych przyjaciół. A teraz porównaj swoją codzienną podróż do pracy z doświadczeniem jazdy do miejsca, którego nigdy wcześniej nie odwiedzałeś. Aby odbyć tę podróż, twój mózg musi pracować znacznie ciężej. Musisz zdobyć wskazówki, zapisać je lub wydrukować, a następnie zwracać szczególną uwagę na znaki drogowe po drodze. W tym przypadku neurony zaangażowane w nawigację do tego nowego miejsca wcześniej nie dzieliły często synaps, więc komunikują się niekompletnie lub nieefektywnie. Wymaga to tworzenia nowych połączeń w mózgu, co skutkuje większym świadomym wysiłkiem i uwagą z naszej strony.

To badanie ma ważne implikacje dla uczenia się, szczególnie w odniesieniu do sposobu, w jaki zdobywamy nową wiedzę, przechowujemy ją w pamięci i odzyskujemy, gdy jest potrzebna. Podczas uczenia się nowych rzeczy, pamięć i przypominanie są wzmacniane przez częstotliwość i aktualność. Im częściej ćwiczymy i powtarzamy, tym łatwiej jest naszemu mózgowi przekazywać te doświadczenia efektywnie i przechowywać je na późniejszy łatwy dostęp. Ten proces aktywuje się również wtedy kiedy w procesie uczenia się korzystasz z banków pytań oraz odpowiedzi egzaminacyjnych.
Inne niedawne badanie przeprowadzone w Martinos Center for Biomedical Imaging, Departament Radiologii, Massachusetts General Hospital i Harvard Medical School wykazało, że rdzeń strukturalny mózgu odbiera informacje sensoryczne z różnych regionów, a następnie składa fragmenty danych w kompletny obraz, który staje się wspomnieniem wydarzenia. To wspomnienie jest wzmacniane przez wielokrotne bodźce sensoryczne. Na przykład, jeśli widzimy i słyszymy coś, jesteśmy bardziej skłonni to zapamiętać, niż gdybyśmy tylko słyszeli.
Zapamiętane na 100%
Czy Tobie lub Twoim bliskim zdarza się pomyśleć:
“Wyszedłem z domu ale czy zamknąłem drzwi?”.
Wypróbuj poniższą technikę i już nigdy niczego nie zapomnisz!
Krok 1
Zamknij drzwi
Twoj mózg właśnie zarejestrował zdarzenie przy pomocy zmysłu dotyku.
Krok 2
Wskaż palcem na drzwi.
Twoj mózg właśnie zarejestrował zdarzenie przy pomocy zmysłu wzroku.
Krok 3
Powiedz “drzwi są zamknięte”.
Twój mózg właśnie zarejestrował zdarzenie przy pomocy zmysłu słuchu.
Co sugerują badania neurobiologiczne na temat uczenia się?
Mózg jest zaprogramowany, aby zwracać szczególną uwagę na każde doświadczenie, które jest nowe lub niezwykłe. Robi to, porównując nowe informacje przyniesione przez zmysły z istniejącymi informacjami przechowywanymi w długoterminowej pamięci. Gdy mózg znajdzie dopasowanie, szybko eliminuje nowe wspomnienie jako zbędne. Jednak, gdy nowe informacje są sprzeczne z tym, co już jest przechowywane w pamięci, nasz mózg wchodzi na wyższe obroty, ciężko pracując, aby wyjaśnić rozbieżność. Jeśli nowe informacje okażą się dla nas użyteczne, stają się trwałym wspomnieniem, które można później odzyskać. Jeśli te nowe informacje nie wydają się użyteczne lub jeśli nie ufamy ich źródłu, prawdopodobnie je zapomnimy lub nawet całkowicie odrzucimy, woląc trzymać się informacji, które już posiadamy.
Ponieważ uczenie się z natury wymaga zdobywania nowych informacji, skłonność naszych mózgów do koncentrowania się na nowościach i zapominaniu o tym, co zbędne, czyni go naturalnym sprzymierzeńcem w uczeniu się. W rzeczywistości nasze mózgi są zaprogramowane do uczenia się od momentu narodzin. Nasza wrodzona ciekawość jest napędzana przez wrodzoną skłonność naszego mózgu do poszukiwania niezwykłości w naszym otoczeniu.
Najnowsze odkrycia neuronaukowe i ich implikacje w procesie uczenia się:
| Odkrycia naukowe: | Wpływ na proces uczenia się: |
| Częstotliwość i aktualność połączeń neuronów zwiększają pamięć | Zwiększ częstotliwość nauki (np. ucz się częściej ale w mniejszych zakresach materiału) i utrzymuj płynność wiedzy poprzez szybkie powtórki materiału np. testów egzaminacyjnych dostępnych na naszej platformie. |
| Emocje wzmacniają pamięć | Nie bój się emocji i angażuj je podczas uczenia się. |
| Uczenie się powoduje zmiany w fizycznej strukturze mózgu | Angażowanie się w naukę zwiększa naszą zdolność meta poznawczą. |
| Wspomnienia są przechowywane w wielu częściach mózgu | Angażuj wszystkie zmysły podczas nauki. Pisz, słuchaj, oglądaj! |
| Nasz mózg jest zaprogramowany do skupiania się na nowych i niezwykłych bodźcach | Nauka powinna wykorzystywać naturalną ciekawość mózgu i wewnętrzną motywację. |
Źródła:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4743082/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5459260/
https://ruccs.rutgers.edu/images/personal-charles-r-gallistel/publications/NSofLearningReprint.pdf
https://www.nature.com/articles/s41539-019-0048-y