Образовательная нейробиология

Ведущий раздел этой статьи может быть слишком длинным для всей статьи . Помогите, переместив какой-нибудь материал из него в основную часть статьи. Пожалуйста, прочтите руководство по макету и руководство по разделу, чтобы убедиться, что в этом разделе по-прежнему содержатся все важные детали. Пожалуйста, обсудите этот вопрос на странице обсуждения статьи . ( Октябрь 2013 г. )

Образовательная нейробиология (или нейрообразование , ^[1] компонент Mind Brain and Education ) - это развивающаяся научная область, которая объединяет исследователей в области когнитивной нейробиологии , когнитивной нейробиологии развития , педагогической психологии , образовательных технологий , теории образования и других связанных дисциплин для изучения взаимодействий. между биологическими процессами и образованием. ^{[2] [3] [4] [5]} Исследователи в области педагогической нейробиологии исследуют нейронные механизмы чтения ,^[4] числовое познание , ^[6] внимание и сопутствующие им трудности, включая дислексию , ^{[7] [8]} дискалькулию ^[9] и СДВГ, поскольку они связаны с образованием . Исследователи в этой области могут связать основные результаты когнитивной нейробиологии с образовательными технологиями, чтобы помочь вреализации учебных программ для математического образования и обучения чтению . Целью образовательной нейробиологии является проведение фундаментальных и прикладных исследований , которые обеспечат новый трансдисциплинарный взгляд на обучение иобучение , которое способно информировать образование. Основная цель образовательной нейробиологии - преодолеть разрыв между двумя областями посредством прямого диалога между исследователями и преподавателями, избегая «посредников в индустрии обучения на основе мозга». Эти посредники имеют личный коммерческий интерес в продаже «нейромифов» и предполагаемых лекарств от них. ^[4]

Потенциал образовательной нейробиологии получил разную степень поддержки как со стороны когнитивных нейробиологов, так и со стороны педагогов. Дэвис ^[10] утверждает, что медицинские модели познания «... играют лишь очень ограниченную роль в более широкой сфере образования и обучения, главным образом потому, что интенциональные состояния, связанные с обучением, не являются внутренними для людей в том смысле, который может быть исследован мозгом. активность". Петтито и Данбар ^[11], с другой стороны, предполагают, что образовательная нейробиология «обеспечивает наиболее подходящий уровень анализа для решения основных сегодняшних проблем в образовании». Ховард-Джонс и Пикеринг ^[12]изучили мнения учителей и преподавателей по этой теме и обнаружили, что они в целом с энтузиазмом относятся к использованию результатов нейробиологии в области образования и считают, что эти результаты с большей вероятностью повлияют на их методологию обучения, чем содержание учебной программы. Некоторые исследователи придерживаются промежуточной точки зрения и считают, что прямая связь между нейробиологией и образованием - это «слишком длинный мост» ^[13], но это промежуточная дисциплина, такая как когнитивная психология или педагогическая психология ^[14].может обеспечить нейробиологическую основу для образовательной практики. Преобладающее мнение, однако, заключается в том, что связь между образованием и нейробиологией еще не реализована в полной мере, и будь то с помощью третьей исследовательской дисциплины или путем разработки новых исследовательских парадигм и проектов нейробиологии, самое время применить выводы нейробиологических исследований для образования практически значимым образом. ^{[2] [4] [5]}

Потребность в новой дисциплине [ править ]

Возникновение педагогической нейробиологии возникло из-за потребности в новой дисциплине, которая делает научные исследования практически применимыми в образовательном контексте. Обращаясь к более широкой области «разум, мозг и образование», Курт Фишер заявляет: «Традиционная модель не будет работать. Исследователям недостаточно собирать данные в школах и предоставлять эти данные и полученные в результате исследовательские работы преподавателям», ^[15], поскольку этот метод исключает учителей и учащихся от участия в формировании соответствующих методов исследования и вопросов.

Изучение когнитивной психологии и нейробиологии было сосредоточено на том, как отдельные люди и другие виды эволюционировали, чтобы извлекать полезную информацию из окружающего их природного и социального мира. ^[16]Напротив, образование, и особенно современное формальное образование, фокусируется на описаниях и объяснениях мира, которые учащиеся не могут усвоить сами. Таким образом, обучение в научном смысле и обучение в образовательном смысле можно рассматривать как взаимодополняющие концепции. Это ставит перед когнитивной нейробиологией новую задачу - адаптироваться к реальным практическим требованиям образовательного обучения. И наоборот, нейробиология создает новую проблему для образования, потому что она дает новые характеристики текущего состояния учащегося, включая состояние мозга, генетическое состояние и гормональное состояние, которые могут иметь отношение к обучению и преподаванию. Предоставляя новые меры воздействия обучения и преподавания, включая структуру и активность мозга,можно различать разные методы обучения и достижения. Например, исследования в области нейробиологии уже могут отличить обучение наизусть от обучения через концептуальное понимание математики.^[17]

Национальная академия наук Соединенных Штатов опубликовала важный доклад, подчеркнув , что «Neuroscience продвинулась до того момента , когда настало время критически думать о том виде , в котором информация исследований становятся доступной для преподавателей , так что он интерпретируется соответствующим образом для practice- определение того, какие результаты исследований готовы к внедрению, а какие нет ». ^[18]

В своей книге «Обучающийся мозг» исследователи из лондонского «Центра образовательной нейробиологии» Блейкмор и Фрит описывают нейрофизиологию развития человеческого мозга, которая породила множество теорий, касающихся образовательной нейробиологии. ^[19] Одним из фундаментальных столпов, поддерживающих связь между образованием и нейробиологией, является способность мозга учиться. Нейробиология развивает и расширяет наше понимание раннего развития мозга и того, как эти изменения мозга могут быть связаны с процессами обучения.

Раннее развитие мозга [ править ]

Почти все нейроны в головном мозге генерируются до рождения, в течение первых трех месяцев беременности, а в мозге новорожденного ребенка такое же количество нейронов, как и у взрослого. Формируется гораздо больше нейронов, чем необходимо, и выживают только те, которые образуют активные связи с другими нейронами. В первый год после рождения мозг младенца претерпевает интенсивную фазу развития, во время которой образуется чрезмерное количество связей между нейронами, и многие из этих избыточных связей должны быть сокращены в процессе последующего синаптического отсечения . Этот процесс обрезки является столь же важным этапом развития, как и ранний быстрый рост связей между клетками мозга. Процесс, во время которого образуется большое количество связей между нейронами, называетсясинаптогенез. Для зрения и слуха (зрительная и слуховая кора) существует обширный ранний синаптогенез. Плотность связей достигает пика примерно 150% от взрослого уровня между четырьмя и 12 месяцами, после чего связи в значительной степени сокращаются. Синаптическая плотность в зрительной коре возвращается к взрослым уровням между двумя и четырьмя годами. Для других областей, таких как префронтальная кора (которая, как считается, лежит в основе планирования и рассуждений), плотность увеличивается медленнее и достигает пика после первого года. Снижение плотности до взрослого уровня займет еще как минимум 10–20 лет; следовательно, даже в подростковом возрасте наблюдается значительное развитие головного мозга в лобных областях. Метаболизм мозга (поглощение глюкозы, которое является приблизительным показателем синаптического функционирования) в ранние годы также превышает уровень взрослых. Пик поглощения глюкозы составляет около 150% от уровня взрослого человека примерно через четыре-пять лет.Примерно к десяти годам метаболизм в головном мозге снизился до взрослого уровня в большинстве областей коры головного мозга. Развитие мозга состоит из всплесков синаптогенеза, пиков плотности, а затем перестройки и стабилизации синапсов. Это происходит в разное время и с разной скоростью для разных областей мозга, что означает, что могут быть разные чувствительные периоды для развития разных типов знаний. Нейробиологические исследования раннего развития мозга послужили основой для государственной политики в области образования детей в возрасте до трех лет во многих странах, включая США и Соединенное Королевство. Эта политика была сосредоточена на обогащении окружающей среды детей в детском и дошкольном возрасте, подвергая их стимулам и опыту, которые, как считается, максимизируют обучающий потенциал молодого мозга.метаболизм в головном мозге снизился до взрослого уровня для большинства корковых областей. Развитие мозга состоит из всплесков синаптогенеза, пиков плотности, а затем перестройки и стабилизации синапсов. Это происходит в разное время и с разной скоростью для разных областей мозга, что означает, что могут быть разные чувствительные периоды для развития разных типов знаний. Нейробиологические исследования раннего развития мозга послужили основой для государственной политики в области образования детей в возрасте до трех лет во многих странах, включая США и Соединенное Королевство. Эта политика была сосредоточена на обогащении окружающей среды детей в детском и дошкольном возрасте, подвергая их стимулам и опыту, которые, как считается, максимизируют обучающий потенциал молодого мозга.метаболизм в головном мозге снизился до взрослого уровня для большинства корковых областей. Развитие мозга состоит из всплесков синаптогенеза, пиков плотности, а затем перестройки и стабилизации синапсов. Это происходит в разное время и с разной скоростью для разных областей мозга, что означает, что могут быть разные чувствительные периоды для развития разных типов знаний. Нейробиологические исследования раннего развития мозга послужили основой для государственной политики в области образования детей в возрасте до трех лет во многих странах, включая США и Соединенное Королевство. Эта политика была сосредоточена на обогащении окружающей среды детей в детском и дошкольном возрасте, подвергая их стимулам и опыту, которые, как считается, максимизируют обучающий потенциал молодого мозга.Развитие мозга состоит из всплесков синаптогенеза, пиков плотности, а затем перестройки и стабилизации синапсов. Это происходит в разное время и с разной скоростью для разных областей мозга, что означает, что могут быть разные чувствительные периоды для развития разных типов знаний. Нейробиологические исследования раннего развития мозга послужили основой для государственной политики в области образования детей в возрасте до трех лет во многих странах, включая США и Соединенное Королевство. Эта политика была сосредоточена на обогащении окружающей среды детей в детском и дошкольном возрасте, подвергая их стимулам и опыту, которые, как считается, максимизируют обучающий потенциал молодого мозга.Развитие мозга состоит из всплесков синаптогенеза, пиков плотности, а затем перестройки и стабилизации синапсов. Это происходит в разное время и с разной скоростью для разных областей мозга, что означает, что могут быть разные чувствительные периоды для развития разных типов знаний. Нейробиологические исследования раннего развития мозга послужили основой для государственной политики в области образования детей в возрасте до трех лет во многих странах, включая США и Соединенное Королевство. Эта политика была сосредоточена на обогащении окружающей среды детей в детском и дошкольном возрасте, подвергая их стимулам и опыту, которые, как считается, максимизируют обучающий потенциал молодого мозга.Это происходит в разное время и с разной скоростью для разных областей мозга, что означает, что могут быть разные чувствительные периоды для развития разных типов знаний. Нейробиологические исследования раннего развития мозга послужили основой для государственной политики в области образования детей в возрасте до трех лет во многих странах, включая США и Соединенное Королевство. Эта политика была сосредоточена на обогащении окружающей среды детей в детском и дошкольном возрасте, подвергая их стимулам и опыту, которые, как считается, максимизируют обучающий потенциал молодого мозга.Это происходит в разное время и с разной скоростью для разных областей мозга, что означает, что могут быть разные чувствительные периоды для развития разных типов знаний. Нейробиологические исследования раннего развития мозга послужили основой для государственной политики в области образования детей в возрасте до трех лет во многих странах, включая США и Соединенное Королевство. Эта политика была сосредоточена на обогащении окружающей среды детей в детском и дошкольном возрасте, подвергая их стимулам и опыту, которые, как считается, максимизируют обучающий потенциал молодого мозга.Нейробиологические исследования раннего развития мозга послужили основой для государственной политики в области образования детей в возрасте до трех лет во многих странах, включая США и Соединенное Королевство. Эта политика была сосредоточена на обогащении окружающей среды детей в детском и дошкольном возрасте, подвергая их стимулам и опыту, которые, как считается, максимизируют обучающий потенциал молодого мозга.Нейробиологические исследования раннего развития мозга послужили основой для государственной политики в области образования детей в возрасте до трех лет во многих странах, включая США и Соединенное Королевство. Эта политика была сосредоточена на обогащении окружающей среды детей в детском и дошкольном возрасте, подвергая их стимулам и опыту, которые, как считается, максимизируют обучающий потенциал молодого мозга.

Может ли нейробиология помочь в образовании? [ редактировать ]

Хотя все большее число исследователей стремятся сделать образовательную нейробиологию продуктивной областью исследований, все еще продолжаются дискуссии о потенциале практического сотрудничества между областями нейробиологии и образования, а также о том, действительно ли нейробиологическим исследованиям есть что предложить педагогам.

Дэниел Уиллингем ^[20] утверждает, что «вопрос о том, может ли нейробиология быть информативной для теории и практики образования, не подлежит сомнению - это было так». Он обращает внимание на тот факт, что одно только поведенческое исследование не имело решающего значения для определения того, была ли дислексия развития расстройством преимущественно визуального или фонологического происхождения. Исследование нейровизуализации позволило выявить снижение активации у детей с дислексией областей мозга, которые, как известно, поддерживают фонологическую обработку ^[21], таким образом подтверждая поведенческие доказательства фонологической теории дислексии.

В то время как Джон Брюер ^[13] предполагает, что связь между нейробиологией и образованием по существу невозможна без третьей области исследований, связывающей эти две области, другие исследователи считают эту точку зрения слишком пессимистичной. Признавая, что необходимо навести больше мостов между базовой нейробиологией и образованием и что так называемые нейромифы (см. Ниже) должны быть деконструированы, Уша Госвами ^[22] предполагает, что когнитивная нейробиология развития уже сделала несколько открытий, используемых в образовании, а также привело к открытию «нейронных маркеров», которые можно использовать для оценки развития. Другими словами, устанавливаются вехи нейронной активности или структуры, с которыми можно сравнивать человека, чтобы оценить его развитие.

Например, исследование потенциала, связанного с событием (ERP), выявило несколько нейронных сигнатур языковой обработки, включая маркеры семантической обработки (например, N400), фонетической обработки (например, отрицательного совпадения) и синтаксической обработки (например, P600). Госвами ^[22]указывает, что эти параметры теперь можно исследовать в долгосрочной перспективе у детей, и что определенные закономерности изменения могут указывать на определенные нарушения развития. Кроме того, реакция этих нейронных маркеров на целенаправленные образовательные вмешательства может использоваться как мера эффективности вмешательства. Такие исследователи, как Госвами, утверждают, что когнитивная нейробиология может предложить различные захватывающие возможности для образования. Что касается специального образования, они включают раннюю диагностику особых образовательных потребностей; мониторинг и сравнение влияния различных видов образовательного вклада на обучение; и более глубокое понимание индивидуальных различий в обучении и наилучших способов подобрать материал для учащегося. ^[22]

Потенциальное применение нейровизуализации, отмеченное Госвами ^[22], заключается в различении задержки развития и атипичного развития при нарушениях обучения. Например, развивает ли данный ребенок с дислексией функции чтения совершенно иначе, чем у обычных читателей, или он / она развивается по той же траектории, но для этого требуется больше времени? Действительно, уже существуют данные, позволяющие предположить, что у детей с определенными языковыми нарушениями и дислексией развитие языковой системы задерживается, а не принципиально отличается по своей природе. ^{[23] [24]} Однако при таких расстройствах, как аутизм, развитие мозга может быть качественно другим, что свидетельствует об отсутствии развития в областях мозга, связанных с «теорией разума». ^[25]

Госвами ^[22] также предполагает, что нейровизуализация может быть использована для оценки воздействия определенных тренировочных программ, таких как Доре, программа, основанная на гипотезе дефицита мозжечка, которая направлена ​​на улучшение чтения с помощью серии упражнений на равновесие. Некоторые исследования с помощью визуализации мозга начинают показывать, что у детей с дислексией, которые получают целевые образовательные вмешательства, их модели активации мозга начинают больше походить на людей без нарушений чтения, и, кроме того, что другие области мозга действуют как компенсаторные механизмы. ^{[26] [27]}Такие результаты могут помочь педагогам понять, что, даже если у детей с дислексией наблюдается улучшение поведения, нейронные и когнитивные механизмы, с помощью которых они обрабатывают письменную информацию, могут по-прежнему отличаться, и это может иметь практические последствия для непрерывного обучения этих детей. ^[28]

Исследования в области нейробиологии доказали ее способность выявлять «нейронные маркеры» нарушений обучения, особенно в случае дислексии. Исследования ЭЭГ показали, что человеческие младенцы с риском дислексии (то есть с ближайшими родственниками, страдающими дислексией) демонстрируют атипичные нейронные реакции на изменения в звуках речи, даже до того, как они способны понять семантическое содержание языка. ^[29] Такие исследования не только позволяют на раннем этапе выявить потенциальные нарушения обучения, но и дополнительно подтверждают фонологическую гипотезу дислексии в манере, недоступной для поведенческих исследований.

Многие исследователи придерживаются осторожного оптимизма в отношении союза между образованием и нейробиологией и считают, что для преодоления разрыва между ними необходима разработка новых экспериментальных парадигм и что эти новые парадигмы должны быть разработаны таким образом, чтобы отражать взаимосвязь между нейробиологией и нейробиологией. образование на разных уровнях анализа (нейронный, когнитивный, поведенческий). ^[28]

Неврология и образование: Примеры случаев [ править ]

Язык и грамотность [ править ]

Человеческий язык - это уникальная способность разума ^[30], и способность понимать и воспроизводить устную и письменную речь имеет фундаментальное значение для академических достижений и достижений. ^[31] Дети, которые испытывают трудности с устной речью, создают серьезные проблемы для образовательной политики и практики; ^[32] Национальные стратегии, Каждый ребенок - говорящий (2008). Трудности, вероятно, сохранятся в течение младших школьных лет ^[33], где, помимо основных недостатков в устной речи, дети испытывают проблемы с грамотностью ^[34] счетом ^[35], поведением и отношениями со сверстниками. ^[36]Важное значение имеют раннее выявление и вмешательство для решения этих трудностей, а также определение способов, которыми учебная среда может поддерживать развитие атипичной речи. ^[32] Необработанные речевые и языковые потребности приводят к значительным расходам как для человека, так и для национальной экономики (ICAN, 2006).

За последнее десятилетие значительно увеличилось количество исследований в области нейробиологии, изучающих обработку речи маленькими детьми на уровне фонетики, слова и предложения. ^[37] Есть четкие указания на то, что нейронные субстраты для всех уровней языка могут быть идентифицированы на ранних этапах развития. В то же время интервенционные исследования продемонстрировали, как мозг сохраняет пластичность для обработки речи. Интенсивная реабилитация с помощью программы обработки слухового языка сопровождалась функциональными изменениями в левой височно-теменной коре и нижней лобной извилине. ^[27] Тем не менее, степень, в которой эти результаты распространяются на устную и письменную речь, обсуждается. ^[38]

Взаимосвязь между удовлетворением образовательных потребностей детей с языковыми трудностями и результатами исследований нейробиологии еще не установлена. Одним из конкретных путей прогресса является использование нейробиологических методов для решения вопросов, имеющих важное значение для практики в учебной среде. Например, степень, в которой языковые навыки связаны с одной общей чертой, и устойчивость такой черты к развитию, являются предметом споров. ^[39] Однако прямые оценки мозговой активности могут помочь в этих дебатах. ^[40] Детальное понимание подкомпонентов языковой системы и того, как они меняются с течением времени, может неизбежно повлиять на образовательную практику.

Математика [ править ]

Математические навыки важны не только для национальной экономики, но и для жизненных шансов человека: низкий уровень математической грамотности увеличивает вероятность ареста, депрессии, физических заболеваний, безработицы. ^[41] Одной из основных причин плохой способности к счету является врожденное заболевание, называемое дискалькулией. Как говорится в отчете «Форсайт о психическом капитале и благополучии»: «Дискалькулия развития - из-за ее низкого профиля, но высокого воздействия, ее приоритет должен быть повышен. Дискалькулия связана с навыками счета и затрагивает от 4 до 7% детей. профиля, чем дислексия, но также может иметь существенное влияние: он может снизить пожизненный заработок на 114000 фунтов стерлингов и снизить вероятность получения пяти или более экзаменов GCSE(A * -C) на 7–20 процентных пунктов. Проект снова определил меры вмешательства на дому и в школе. Кроме того, технологические меры чрезвычайно многообещающие, предлагая индивидуальное обучение и помощь, хотя они требуют дальнейшего развития »(Краткое содержание, раздел 5.3). Понимание типичных и нетипичных математических разработок является важнейшей основой как для разработки общепринятой учебной программы по математике, так и для оказания помощи те , кто не в состоянии угнаться. ^[42] за последние десять лет, система мозга для простой обработки чисел было определено ^{[43] [44]} и несколько исследований мозга у детей , которые проливают свет на его развитие. ^[9]

Растущее совпадение данных свидетельствует о том, что дискалькулия может быть следствием нехватки унаследованной базовой системы для представления количества объектов в наборе и того, как операции над наборами влияют на число ^[45] и в нейронных системах, которые поддерживают эти способности. ^[9] Этот основной недостаток влияет на способность учащегося перечислять наборы и упорядочивать наборы по величине, что, в свою очередь, затрудняет понимание арифметики и очень затрудняет создание значимой структуры для арифметических фактов. Исследования близнецов ^[46] и семей ^[47] предполагают, что дискалькулия в значительной степени наследуется, а генетические аномалии, такие как синдром Тернера, указывают на важную роль генов в Х-хромосоме. ^[48]

Это предположение о том, что дискалькулия вызывается дефицитом ядра в числовом смысле, аналогично теории о том, что дислексия возникает из-за дефицита ядра в фонологической обработке. Несмотря на это сходство с точки зрения научного прогресса, общественная осведомленность о дискалькулии намного ниже, чем о дислексии. В главный научный советник Великобритании , Джон Beddington , отмечает , что «дискалькулия развития в настоящее время является плохим отношением дислексии, с гораздо ниже общественного профиля. Но последствия дискалькулия, по крайней мере , столь же серьезными , как и дислексии.» ^[49]

Применение нейробиологии для понимания математической обработки уже привело к пониманию, выходящему за рамки ранних когнитивных теорий. Исследования когнитивной нейробиологии выявили существование врожденной системы «чувства числа», присущей животным и младенцам, а также взрослым, которая отвечает за базовые знания о числах и их отношениях. Эта система расположена в теменной доле мозга каждого полушария. ^{[43] [50]} Эта теменная система активна у детей и взрослых при выполнении основных числовых задач, ^{[51] [52]}но по мере развития он становится более специализированным. Кроме того, дети с нарушениями математической обучаемости (дискалькулия) демонстрируют более слабую активацию в этой области, чем обычно развивающиеся дети, при выполнении базовых числовых задач. ^[9] Эти результаты показывают, как нейровизуализация может предоставить важную информацию о связях между базовыми когнитивными функциями и обучением более высокого уровня, например, между сравнением двух чисел и обучением арифметике.

В дополнение к этому базовому чувству числа, числовая информация может храниться в языковой системе вербально, система, которую исследования нейробиологии начинают обнаруживать как качественно отличную на уровне мозга от системы чувства числа. ^[53] Эта система также хранит информацию о других хорошо усвоенных словесных последовательностях, таких как дни недели, месяцы года и даже стихи, и для числовой обработки она поддерживает счет и изучение таблиц умножения. В то время как многие арифметические задачи настолько усвоены, что хранятся в виде словесных фактов, другие более сложные задачи требуют некоторой формы зрительно-пространственных мысленных образов. ^[54]Показ того, что эти подмножества арифметических навыков поддерживаются различными механизмами мозга, дает возможность для более глубокого понимания процессов обучения, необходимых для приобретения навыков арифметики.

Нейровизуализационные исследования нарушений математической обучаемости по-прежнему редки, но дискалькулия вызывает растущий интерес исследователей нейробиологии. Поскольку разные нейронные механизмы влияют на разные элементы математической деятельности, возможно, что у детей с дискалькулией наблюдаются различные паттерны отклонений на уровне мозга. Например, многие дети с дискалькулией также страдают дислексией, и те, у которых она есть, могут демонстрировать различную активацию вербальных сетей, поддерживающих математику, в то время как те, у кого только дискалькулия, могут демонстрировать нарушения системы чувства теменного числа. Действительно, немногочисленные исследования, проведенные на детях с дискалькулией, указывают только на нарушение системы восприятия чисел на уровне мозга. ^{[9] [55]}

Такие данные начинают вносить свой вклад в теоретические дебаты между исследователями, которые считают, что дискалькулия вызвана дефицитом чувства числа на уровне мозга, и теми, кто считает, что расстройство возникает из-за проблемы с использованием цифровых символов для доступа к информации о чувстве чисел. С продолжающейся разработкой теоретических моделей дискалькулии, которые генерируют явные проверяемые гипотезы, должен быть быстрый прогресс в развитии исследований, которые исследуют связь между математическими нарушениями обучения и их нейронными коррелятами. ^[20]

Социальное и эмоциональное познание [ править ]

За последние 10 лет произошел взрыв интереса к роли эмоциональных способностей и характеристик в достижении успеха во всех сферах жизни. Концепция эмоционального интеллекта (EI) ^[56] получила широкое признание и представлена ​​в отчете Foresight о ментальном капитале и благополучии. Некоторые убедительно заявляли, что EI важнее обычного когнитивного интеллекта и что его легче улучшить. ^[57] Систематические исследования еще не подтвердили эти утверждения, хотя было обнаружено, что EI ассоциируется с академическим успехом ^{[4] [58]}и есть некоторые свидетельства того, что это может иметь особое значение для групп риска академической неуспеваемости и социальной изоляции. Несмотря на слабую доказательную базу, основное внимание уделялось развитию социальной и эмоциональной компетентности, психического здоровья и психологического благополучия детей и молодежи ^[59], особенно в школах, в результате инвестиций в универсальные услуги, профилактику и раннее вмешательство (например, проект «Социальные и эмоциональные аспекты обучения» (SEAL) в Великобритании [DfES, 2005, 2007]).

Нейронная основа эмоционального распознавания у типично развивающихся детей ^[60] была исследована, хотя нейровизуализационных работ с атипично развивающимися детьми, которые по-разному обрабатывают эмоции, мало. ^[4] Мужчины обычно чрезмерно представлены в этих нетипично развивающихся популяциях, и о преимуществе женщин обычно сообщается как по показателям EI, так и по большинству областей обработки эмоций. При обработке мимики женское преимущество, по-видимому, лучше всего объясняется интегрированной учетной записью, учитывающей как зрелость мозга, так и социальное взаимодействие. ^[61]

Повреждение префронтального мозга у детей влияет на социальное поведение, вызывая нечувствительность к социальному принятию, одобрению или отторжению. ^[62] Эти области мозга обрабатывают такие социальные эмоции, как смущение, сострадание и зависть. Более того, такой ущерб ухудшает когнитивные, а также социальные решения в контексте реального мира ^{[55] [63],} поддерживая точку зрения Выготского о том, что социальные и культурные факторы важны в когнитивном обучении и принятии решений. Эта точка зрения подчеркивает важность объединения нейробиологических и социальных конструкционистских точек зрения, в данном случае при изучении влияния эмоций на переносимое обучение. ^[64]

Однако в настоящее время существует много пробелов в попытках объединить науку о развитии и нейробиологию для получения более полного понимания развития осознания и сочувствия. ^[65] Образовательные исследования основаны на точных самоотчетах учеников об эмоциях, что может быть невозможно для некоторых учеников, например, для тех, кто страдает алекситимией - трудностью в выявлении и описании чувств, которая встречается у 10% типичных взрослых. Эмоциональную осведомленность можно измерить с помощью методов нейровизуализации ^[66], которые показывают, что разные уровни эмоциональной осведомленности связаны с различной активностью миндалины, передней островковой коры и медиальной префронтальной коры. Исследования развития мозга в детском и подростковом возрасте показывают, что эти области претерпевают масштабные структурные изменения.^[67] Следовательно, степень, в которой дети школьного возраста и молодые люди осознают свои эмоции, может варьироваться в течение этого периода времени, что может иметь важное влияние на поведение в классе и степень, в которой могут быть использованы определенные стили обучения и подходы к учебной программе. эффективный.

Нейровизуализация также начинает помогать в понимании расстройств социального поведения у детей. Например, черты черствости и бесчувствия у детей представляют собой особенно трудную проблему для учителей и представляют собой особенно серьезную форму нарушения поведения. Джонс и др. (2009) ^[68] показали, что у детей с чертами черствости и бесчувственности наблюдается меньшая активация мозга в правой миндалине в ответ на испуганные лица, предполагая, что нейронные корреляты этого типа эмоционального нарушения присутствуют на раннем этапе развития.

Исследователи из Центра образовательной нейробиологии в Лондоне сыграли важную роль в создании исследовательской группы, которая изучает, как социальное познание развивается в мозге. В частности, Сара-Джейн Блейкмор, соавтор книги «Обучающийся мозг», опубликовала важные исследования развития мозга, связанные с социальным познанием в подростковом возрасте. Ее исследования показывают, что активность в областях мозга, связанных с обработкой эмоций, претерпевает значительные функциональные изменения в подростковом возрасте. ^[69]

Внимание и исполнительный контроль [ править ]

Внимание относится к мозговым механизмам, которые позволяют нам сосредоточиться на определенных аспектах сенсорной среды при относительном исключении других. Внимание модулирует сенсорную обработку «сверху вниз». Сохранение избирательного внимания к определенному предмету или человеку в течение длительного периода, несомненно, является важнейшим базовым навыком в классе. Внимание - это ключевой когнитивный навык, который нарушается при СДВГ, что приводит к трудностям в выполнении задач или внимании к деталям. ^[70] Аспекты внимания также могут быть нетипичными для детей, проявляющих антиобщественное поведение и расстройства поведения. С точки зрения базовой нейробиологии недавние данные свидетельствуют о том, что навыки внимания могут быть одной из функций человеческого мозга, которые лучше всего реагируют на раннее вмешательство и обучение (например,^[71] ).

Кроме того, с точки зрения нейроконструктивистов внимание - это жизненно важный механизм, с помощью которого ребенок может активно выбирать определенные аспекты своего окружения для дальнейшего обучения. Управляющие функции включают способность подавлять нежелательную информацию или реакции, заранее планировать последовательность мысленных шагов или действий и сохранять актуальную и изменяющуюся информацию в течение коротких периодов времени (рабочая память). ^[72] Как и внимание, управляющие способности обеспечивают важную платформу для приобретения предметных знаний и навыков в образовательном контексте. Кроме того, недавние исследования показывают, что дошкольная подготовка управленческих навыков может предотвратить ранние школьные неудачи. ^{[73] [74]}Дети с СДВГ, антисоциальным поведением, расстройствами поведения и аутизмом могут демонстрировать нетипичные модели исполнительной функции. Базовые нейробиологические исследования определили первичные структуры и цепи мозга, участвующие в исполнительных функциях, включая префронтальную кору, у взрослых. Однако предстоит еще много исследований, чтобы понять развитие этой схемы, а также генетические и нейронные основы индивидуальных различий в управляющих функциях. ^[75] Проект «Форсайт» по интеллектуальному капиталу и благополучию специально определяет и подчеркивает важность внимания и навыков управляющих функций в будущих вызовах трудностей в обучении (разделы 2.2.4 и 2.4 в «Трудности в обучении: будущие вызовы»).

Неврология и образование: слишком далеко? [ редактировать ]

Эта статья или раздел, возможно, содержат синтез материала, который достоверно не упоминает или не относится к основной теме. Соответствующее обсуждение можно найти на странице обсуждения . ( Октябрь 2013 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Несмотря на оптимизм многих, кто считает, что нейробиология может внести значительный вклад в образование и что существует потенциал для создания области исследований образовательной нейробиологии, некоторые исследователи полагают, что различия между этими двумя дисциплинами слишком велики, чтобы они могли когда-либо быть напрямую связаны практически значимым образом. В 1997 году Джон Брюер опубликовал серьезную критику того, что он назвал «аргументом в области неврологии и образования». ^[13]

«Аргумент нейробиологии и образования», как его определяет Брюер, вытекает из трех основных выводов нейробиологии развития.

1. Раннее детство характеризуется быстрым ростом числа синапсов в головном мозге (синаптогенез), и за этим расширением следует период сокращения.
2. Существуют так называемые критические периоды, зависящие от опыта, в течение которых развивающийся мозг лучше всего подходит для развития определенных сенсорных и моторных навыков.
3. Окружающая среда, богатая стимулами, вызывает больший синаптогенез. Существенный аргумент состоит в том, что дети способны учиться больше в раннем возрасте, когда у них наблюдается избыточный синаптический рост и максимальная активность мозга.

Знания о раннем развитии мозга, полученные от нейробиологии, использовались для поддержки различных аргументов в отношении образования. Например, идея о том, что любой предмет можно преподавать маленьким детям в какой-то интеллектуально честной форме, благодаря большой адаптивности и обучающему потенциалу молодого мозга. ^{[76] С} другой стороны, идея о том, что существуют критические периоды для изучения определенных навыков или наборов знаний, апеллирует к тому факту, что в исследованиях на животных, если развивающийся мозг лишен определенных сенсорных входов, области мозга, ответственные за обработку этих входных данных, не могут полностью развиться. позже в разработке, и, таким образом, «если вы пропустите окно, вы играете с гандикапом». ^[77]

Одним из основных аргументов Брюера в отношении сообщений в пользу нейробиологии и образования является отсутствие фактических данных в области нейробиологии. В таких отчетах, как «Годы обещаний: комплексная стратегия обучения детей Америки» (Корпорация Карнеги, Нью-Йорк, 1996 г.) цитируются многие исследования когнитивной и поведенческой психологии, но не более чем несколько исследований на основе мозга, и все же приводятся драматические выводы в отношении роль мозга в обучении.

Брюер утверждает, что поведенческая наука может обеспечить основу для информирования образовательной политики, но связь с нейробиологией - это «слишком длинный мост», а ограничения применения нейробиологии в образовании проистекают из ограничений самих нейробиологических знаний. Брюер поддерживает свою критику, аргументируя ограниченность современных знаний о трех ключевых принципах аргументации нейробиологии и образования. См. Нейромифы.

Другой проблемой является несоответствие между пространственным разрешением методов визуализации и пространственным разрешением синаптических изменений, которые, как предполагается, лежат в основе процессов обучения. Аналогичная проблема существует и с временным разрешением. Это затрудняет связь подкомпонентов когнитивных навыков с функцией мозга. Однако основной недостаток аргумента в области образовательной нейробиологии, по мнению Брюера, заключается в том, что он пытается связать происходящее на синаптическом уровне с обучением и инструкцией более высокого порядка. Терминология «Разум, мозг и образование» отсылает к идее, что если мы не можем напрямую связать образование и нейробиологию, то мы можем использовать две существующие связи для информирования образования. Это связь между когнитивной психологией и образованием, а также между когнитивной психологией и нейробиологией.

Брюер утверждает, что нейробиология в ее нынешнем виде мало что может предложить педагогам на практическом уровне. Когнитивная наука, с другой стороны, может служить основой для развития прикладной науки обучения и воспитания. Другие исследователи предложили альтернативные мосты к когнитивной психологии, предложенные Брюером. ^[13] Мейсон ^[14] предполагает, что разрыв между образованием и нейробиологией может быть лучше всего преодолен с помощью педагогической психологии, которая, по ее словам, занимается «разработкой описательных, интерпретирующих и предписывающих моделей обучения студентов и других образовательных явлений».

Проблемы образовательной неврологии [ править ]

Несмотря на утверждение Уиллингема ^[20] о том, что потенциал нейробиологии как вклада в образовательную практику и теорию уже не вызывает сомнений, он выделяет три проблемы, которые необходимо преодолеть, чтобы эффективно объединить эти две дисциплины.

В Цели Проблема : Виллингхэм предполагает , что образование представляет собой так называемый «искусственная наука» , которая стремится построить «артефакт», в этом случае набор стратегий и материалов педагогических. С другой стороны, неврология - это так называемая «естественная наука», занимающаяся открытием естественных принципов, описывающих нервную структуру и функции. Это различие означает, что на некоторые цели, поставленные образованием, просто невозможно ответить с помощью нейробиологических исследований, например, формирование характера или эстетического чутья у детей.

Вертикальная Проблема : Уровни анализа: Виллингхэм предполагает , что самый высокий уровень анализа , используемого нейробиологов является отображением структуры мозга и активности на когнитивные функции, или даже взаимодействие познавательных функций (то есть влияние эмоций на обучение). В рамках исследований в области нейробиологии эти функции изучаются изолированно для простоты, а нервная система в целом, функционирующая как единое целое, со всем ее огромным набором функциональных взаимодействий, не рассматривается. Для педагогов, с другой стороны, самый низкий уровень анализа - это ум одного ребенка, с повышением уровней для включения класса, района, страны и т. Д.

Таким образом, импорт исследования отдельного когнитивного фактора изолированно в область, в которой контекст существенно важен, создает неотъемлемую трудность. Например, в то время как механическое обучение может быть показано для улучшения обучения в исследовательской лаборатории, учитель не может реализовать эту стратегию, не принимая во внимание влияние на мотивацию ребенка. В свою очередь, нейробиологам трудно охарактеризовать такие взаимодействия в условиях исследования.

Горизонтальная проблема : Переводя результаты исследования: В то время как теория образования и данные почти исключительно поведенческий, результаты научных исследований в области нейронаук могут принимать различные формы (например , электрические, химические, пространственные, временные и т.д.). Наиболее распространенная форма данных, получаемых от нейробиологии к образованию, - это пространственное отображение активации мозга и когнитивных функций. Уиллингем (2009) подчеркивает сложность применения такой пространственной информации в теории образования. Если известно, что определенная область мозга поддерживает когнитивную функцию, имеющую отношение к образованию, что на самом деле можно сделать с этой информацией? Уиллингем предполагает, что эта «горизонтальная проблема» может быть решена только тогда, когда уже существует обширный массив поведенческих данных и теорий ^[78].и указывает, что такие методы уже были успешными в идентификации подтипов дислексии (например, ^{[79] [80]} ).

Уиллингем предполагает, что для успешного союза нейробиологии и образования важно, чтобы обе области имели реалистичные ожидания друг от друга. Например, преподаватели не должны ожидать, что нейробиология предоставит предписывающие ответы для образовательной практики, ответы на образовательные цели, несовместимые с нейробиологическими методами (например, эстетическим обучением) или уровнями анализа, выходящими за рамки индивидуального уровня. Наконец, Уиллингем предполагает, что нейробиология будет полезна педагогам только тогда, когда нацелена на конкретную проблему на детальном уровне анализа, например, как люди читают, но что эти данные будут полезны только в контексте хорошо разработанных поведенческих теорий.

Другие исследователи, такие как Кацир и Пареблагоев ^[28] , указали, что методология нейровизуализации в ее нынешнем виде может не подходить для исследования когнитивных функций более высокого уровня, поскольку она в первую очередь опирается на «метод вычитания». С помощью этого метода активность мозга во время простой контрольной задачи вычитается из когнитивной задачи «более высокого порядка», таким образом, остается активация, которая связана конкретно с интересующей функцией. Кацир и Пареблагоев предполагают, что, хотя этот метод может быть очень хорош для изучения низкоуровневой обработки, такой как восприятие, зрение и осязание, очень сложно разработать эффективную контрольную задачу для обработки более высокого порядка, такой как понимание прочитанного и создание выводов. Так, некоторые исследователи ^{[81] [82]}утверждают, что технологии функциональной визуализации могут не лучше всего подходить для измерения обработки более высокого порядка. Кацир и Пареблагоев предполагают, что это может быть не недостаток самой технологии, а скорее дизайн экспериментов и способность интерпретировать результаты. Авторы рекомендуют использовать экспериментальные меры в сканере, поведенческие данные для которого уже хорошо изучены и для которого существует прочная теоретическая основа.

Превращение проблем в возможности [ править ]

Другой недавний обзор дебатов по образовательной нейробиологии, проведенный Вармой, МакКэндлиссом и Шварцем ^[83], фокусируется на восьми основных проблемах, разделенных на научные и практические проблемы, стоящие перед полем, и пытается превратить эти проблемы в возможности.

Научные вызовы [ править ]

Методы : методы нейробиологии создают искусственную среду и поэтому не могут предоставить полезную информацию о контекстах в классе. Более того, есть опасения, что если нейробиология начнет слишком сильно влиять на образовательную практику, может произойти снижение акцента на контекстные переменные, и решения образовательных проблем могут стать в первую очередь биологическими, а не учебными. Однако Varma et al. утверждают, что новые экспериментальные парадигмы создают возможность исследовать контекст, например активацию мозга после различных процедур обучения ^[84]и что нейровизуализация может также позволить изучить стратегические / механистические изменения в развитии, которые не могут быть обнаружены только временем реакции и поведенческими показателями. Кроме того, Varma et al. сослаться на недавнее исследование, которое показывает, что влияние культурных переменных можно исследовать с помощью визуализации мозга (например, ^[85] ), а результаты использовать, чтобы сделать выводы для практики в классе.

Данные : знание области мозга, которая поддерживает элементарную когнитивную функцию, ничего не говорит нам о том, как разработать инструкции для этой функции. Однако Varma et al. предполагают, что нейробиология предоставляет возможность для нового анализа познания, разбивая поведение на элементы, невидимые на поведенческом уровне. Например, вопрос о том, показывают ли разные арифметические операции разные профили скорости и точности, является результатом разных уровней эффективности в рамках одной когнитивной системы по сравнению с использованием разных когнитивных систем.

Редукционистские теории : применение терминологии и теории нейробиологии к образовательной практике - это сокращение и бесполезность для преподавателей. Ничего не получается, если переписать поведенческий дефицит в нейробиологических терминах. Varma et al. Подчеркните, что редукционизм - это способ объединения наук, и что использование терминологии нейробиологии не требует отказа от терминологии образования, а просто предоставляет возможность для междисциплинарного общения и понимания.

Философия : образование и нейробиология принципиально несовместимы, потому что попытки описать поведенческие явления в классе с помощью описания физических механизмов индивидуального мозга логически неверны. Однако нейробиология может помочь разрешить внутренние конфликты в образовании, возникающие из-за различных теоретических построений и терминологии, используемых в подсферах образования, обеспечивая некоторую единообразие в отношении отчетов о результатах.

Прагматические соображения [ править ]

Затраты : методы нейробиологии очень дороги, и ожидаемые результаты не оправдывают затрат. Однако Varma et al. укажите, что актуальная с точки зрения образования нейронаука может привлечь дополнительное финансирование для исследований в области образования, а не узурпировать ресурсы. Основное требование педагогической нейробиологии состоит в том, что эти две области взаимозависимы и что часть финансирования, совместно выделяемого на эти две области, должна быть направлена ​​на решение общих вопросов.

Сроки : неврология, хотя и быстро расширяется, все еще находится в относительном зачаточном состоянии в отношении неинвазивных исследований здорового мозга, и поэтому исследователи в области образования должны подождать, пока не будет собрано больше данных и преобразовано в краткие теории. В противоположность этому Varma et al. утверждают, что некоторый успех уже очевиден. Например, исследования, изучающие успех программ по исправлению дислексии ^[86] , смогли выявить влияние этих программ на сети мозга, поддерживающие чтение. Это, в свою очередь, приводит к возникновению новых исследовательских вопросов.

Контроль : если образование допускает нейробиологию за дверью, теории все чаще будут основываться на нейронных механизмах, и дебаты будут все больше полагаться на данные нейровизуализации. Нейробиология поглотит ресурсы, и образовательные исследования потеряют независимость. Varma et al. утверждают, что предположение об асимметричной связи между двумя полями не является необходимым. Образование может повлиять на нейробиологию, направляя будущие исследования сложных форм познания, а исследователи в области образования могут помочь образовательной нейробиологии избежать наивных экспериментов и повторения ранее совершенных ошибок.

Нейромифы : до сих пор большинство результатов нейробиологии, примененных к образованию, оказались нейромифами, безответственной экстраполяцией фундаментальных исследований на вопросы образования. Более того, такие нейромифы вышли за пределы академических кругов и продаются непосредственно учителям, администраторам и общественности. Varma et al. ответим, что существование нейромифов свидетельствует о том, что многие люди увлекаются функцией мозга. Соответствующий перевод результатов образовательной нейробиологии и хорошо зарекомендовавших себя совместных исследований может снизить вероятность возникновения нейромифов.

Двунаправленная связь [ править ]

Такие исследователи, как Katzir & Pareblagoev ^[28] и Cacioppo & Berntson (1992) ^[87]утверждают, что, помимо нейробиологии, информирующей образование, образовательный исследовательский подход может способствовать развитию новых экспериментальных парадигм в исследованиях нейробиологии. Кацир и Пареблагоев (2006) предлагают пример исследования дислексии в качестве модели того, как это двунаправленное сотрудничество может быть достигнуто. В данном случае теории процессов чтения определяли как дизайн, так и интерпретацию исследований в области нейробиологии, но существующие теории были разработаны в основном на основе поведенческой работы. Авторы предполагают, что создание теорий, определяющих необходимые навыки и вспомогательные навыки для решения образовательных задач, является важным требованием для продуктивных исследований в области нейробиологии в образовании. Более того,такие теории должны предлагать эмпирически проверяемые связи между поведением, имеющим отношение к обучению, и функцией мозга.

Роль педагогов [ править ]

Курт Фишер, директор магистерской программы Гарвардского университета «Разум, мозг и образование», заявляет: «Одна из причин, по которой существует так много мусора, заключается в том, что так мало людей, которые знают достаточно об образовании и нейробиологии, чтобы собрать все воедино». ^[88] Педагоги полагались на чужой опыт интерпретаций из нейробиологии, поэтому не могли различить, являются ли сделанные утверждения действительными или неверными представлениями исследования. Без прямого доступа к первичным исследованиям преподаватели могут подвергнуться риску злоупотребления результатами нейробиологических исследований. ^[89]Потребность в так называемых «посредниках» в переводе исследований на практику привела к ситуации, когда применение результатов исследований когнитивной нейробиологии опережает сами исследования.

Чтобы избавиться от необходимости в посредниках, некоторые исследователи предложили создать группу нейрообразователей , специально подготовленный класс профессионалов, роль которых будет заключаться в разумном и этическом руководстве внедрением когнитивной нейробиологии в образовательную практику. . Нейропедагоги будут играть ключевую роль в оценке качества доказательств, претендующих на отношение к образованию, в оценке того, кто лучше всего подходит для использования вновь полученных знаний, с какими гарантиями и как справляться с неожиданными последствиями результатов проведенных исследований. ^[90]

Бирнс и Фокс (1998) ^[91] предположили, что психологи развития, педагогические психологи и учителя обычно относятся к одной из четырех ориентаций в отношении нейробиологических исследований: «(1) те, кто с готовностью принимает (а иногда и интерпретирует) результаты нейробиологических исследований. ; (2) те, кто полностью отвергает нейробиологический подход и считает результаты нейробиологических исследований бессмысленными; (3) те, кто не знаком с нейробиологическими исследованиями и безразличен к ним; и (4) те, кто осторожно принимает результаты нейробиологии как проактивную часть общей картины открытий, полученных из разных уголков когнитивных и нейронных наук ". Гринвуд (2009) ^[85]предполагает, что по мере того, как объем знаний, доступных педагогам, увеличивается, а способность быть экспертом во всех областях уменьшается, наиболее продуктивной будет четвертая, обозначенная ^[87] , точка зрения осторожного принятия результатов нейробиологии и активного сотрудничества.

Беннет и Ролхайзер-Беннет (2001) ^[92]укажите, что «учителя должны осознавать науку и действовать в соответствии с ней в рамках искусства преподавания». Они предполагают, что преподаватели должны знать другие методы и применять их в своей практике. Кроме того, Беннетт и Ролхайзер-Беннетт предполагают, что конкретные совокупности знаний будут играть важную роль в информировании преподавателей при принятии важных решений в отношении «дизайна учебной среды». Обсуждаемые совокупности знаний включают множественный интеллект, эмоциональный интеллект, стили обучения, человеческий мозг, детей из групп риска и пол. Как объясняют авторы, эти и другие области - всего лишь «линзы, предназначенные для расширения понимания учителями того, как учащиеся учатся, и на основе этого понимания, чтобы принимать решения о том, как и когда выбирать, интегрировать и вводить в действие элементы в ...список ». ^[88]

Мейсон ^[14] поддерживает призывы к двустороннему конструктивному сотрудничеству между нейробиологией и образованием, в соответствии с которым вместо того, чтобы просто применять исследования нейробиологии к образованию, результаты исследований нейробиологии будут использоваться для ограничения теоретических построений в области образования. В свою очередь, образование будет влиять на типы исследовательских вопросов и экспериментальные парадигмы, используемые в исследованиях нейробиологии. Мейсон также приводит пример того, что в то время как педагогическая практика в классе может вызвать образовательные вопросы относительно эмоциональных основ выполнения школьных заданий, нейробиология может раскрыть мозговую основу мыслительных процессов более высокого порядка и, таким образом, может помочь понять роль, которую эмоция играет в обучении, и открывают новые области изучения эмоциональной мысли в классе.

Нейромифы [ править ]

Термин « нейромифы » впервые был введен в обращение ОЭСР по изучению мозга. ^[93] Термин относится к переводу научных результатов в дезинформацию об образовании. В отчете ОЭСР особое внимание уделяется трем нейромифам, хотя некоторые другие были идентифицированы такими исследователями, как Уша Госвами.

1. Убеждение, что различия полушария связаны с разными типами обучения (т.е. левое полушарие по сравнению с правым полушарием).
2. Вера в то, что мозг пластичен для определенных типов обучения только в определенные «критические периоды», и поэтому обучение в этих областях должно происходить именно в эти периоды.
3. Убеждение, что эффективные образовательные вмешательства должны совпадать с периодами синаптогенеза. Другими словами, детская среда должна быть обогащена в периоды максимального синаптического роста.

Левое и правое полушарие [ править ]

Идея о том, что два полушария мозга могут учиться по-разному, практически не обоснована в исследованиях нейробиологии. ^[4] Идея возникла из знания, что некоторые когнитивные навыки, по-видимому, по-разному локализованы в определенном полушарии (например, языковые функции обычно поддерживаются областями левого полушария мозга у здоровых правшей). Однако огромное количество волоконных соединений связывает два полушария мозга у неврологически здоровых людей. Каждый когнитивный навык, который до сих пор исследовался с помощью нейровизуализации, задействует сеть областей мозга, распределенных по обоим полушариям головного мозга, включая язык и чтение, и, таким образом, не существует никаких доказательств какого-либо типа обучения, специфичного для одной стороны мозга.

Критические периоды [ править ]

Критический период - это период раннего периода жизни животного, в течение которого развитие некоторых свойств или навыков происходит быстро и наиболее подвержено изменениям. В критический период легче всего приобрести навык или характеристику. В это время пластичность больше всего зависит от переживаний или влияний окружающей среды. Два примера критического периода - это развитие бинокулярного зрения и языковых навыков у детей. Нейромиф критических периодов - это чрезмерное расширение результатов некоторых исследований в области нейробиологии (см. Выше), в первую очередь, на основе исследований зрительной системы, а не познания и обучения. Хотя сенсорная депривация в определенные периоды времени может явно препятствовать развитию зрительных навыков, эти периоды являются скорее чувствительными, чем критическими,и возможность обучения не обязательно теряется навсегда, как подразумевает термин «критический». Хотя детям могут быть полезны определенные типы воздействия окружающей среды, например, обучение второму языку в период чувствительности к овладению языком, это не означает, что взрослые не могут приобрести навыки иностранного языка в более позднем возрасте.

Идея критических периодов исходит в первую очередь из работ Хьюбеля и Визеля. ^[94] Критические периоды обычно совпадают с периодами избыточного образования синапсов и заканчиваются примерно в то же время, когда синаптические уровни стабилизируются. В эти периоды формирования синапсов некоторые области мозга особенно чувствительны к наличию или отсутствию определенных общих типов стимулов. Внутри определенных систем существуют разные критические периоды, например, у зрительной системы есть разные критические периоды для доминирования глаз, остроты зрения и бинокулярной функции ^[95], а также разные критические периоды между системами, например, критический период для зрительной системы, кажется, подходит к концу. возраст около 12 лет, в то время как для приобретения синтаксиса заканчивается около 16 лет.

Вместо того, чтобы говорить об одном критическом периоде для общих когнитивных систем, нейробиологи теперь воспринимают чувствительные периоды времени, в течение которых мозг наиболее способен формироваться тонким и постепенным образом. Более того, сами критические периоды можно разделить на три фазы. Первое, быстрое изменение, за которым следует непрерывное развитие с возможностью потери или ухудшения, и, наконец, фаза непрерывного развития, в течение которой система может оправиться от депривации.

Хотя есть свидетельства чувствительных периодов, мы не знаем, существуют ли они для культурно передаваемых систем знаний, таких как образовательные области, такие как чтение и арифметика. Кроме того, мы не знаем, какую роль синаптогенез играет в приобретении этих навыков.

Обогащенная среда [ править ]

Аргумент « обогащенная среда» основан на доказательствах того, что крысы, выращенные в сложных условиях, лучше справляются с задачами лабиринта и имеют на 20-25% больше синаптических связей, чем крысы, выращенные в суровых условиях. ^[96] Тем не менее, эти обогащенные среды находились в лабораторных клетках и не приближались к воспроизведению интенсивно стимулирующей среды, которую крыса могла бы испытать в дикой природе. Более того, образование этих дополнительных связей в ответ на новые раздражители окружающей среды происходит на протяжении всей жизни, а не только в критический или чувствительный период. Например, опытные пианисты демонстрируют увеличенные репрезентации в слуховой коре, относящиеся именно к тембрам фортепиано ^{[97], в} то время как скрипачи увеличивают нейронные репрезентации для своих пальцев левой руки.^[98] Даже у лондонских таксистов, которые внимательно изучают карту улиц Лондона, развиваются увеличенные образования в той части мозга, которая отвечает за пространственное представление и навигацию. ^[99] Эти результаты показывают, что мозг может формировать обширные новые связи в результате целенаправленного образовательного вклада, даже если этот вход получен исключительно в зрелом возрасте. Работа Гриноу предполагает второй тип пластичности мозга. В то время как синаптогенез и критические периоды относятся к пластичности, ожидаемой от опыта, рост синапсов в сложных средах относится к пластичности, «зависящей от опыта». Этот тип пластичности связан с обучением, специфичным для среды, а не с особенностями среды, которые являются повсеместными и общими для всех представителей вида, такими как словарный запас.

Пластичность, зависящая от опыта, важна, потому что она потенциально связывает конкретное обучение и пластичность мозга, но актуальна на протяжении всей жизни, а не только в критические периоды. «Ожидаемая к опыту пластичность» ^[96] предполагает, что особенности окружающей среды, необходимые для тонкой настройки сенсорных системраспространены повсеместно и носят очень общий характер. Такого рода раздражители изобилуют в любой типичной детской среде. Таким образом, пластичность ожидаемого опыта не зависит от конкретного опыта в конкретной среде и, следовательно, не может служить хорошим ориентиром при выборе игрушек, дошкольных учреждений или правил ухода за детьми младшего возраста. Связь между опытом и пластичностью мозга интригует. Несомненно, обучение влияет на мозг, но эта взаимосвязь не дает указаний относительно того, как нам следует разрабатывать инструкции.

Брюер также предупреждает об опасностях обогащения окружающей среды на основе социально-экономических систем ценностей и предупреждает о тенденции ценить типичные занятия среднего класса как более обогащающие, чем те, которые связаны с образом жизни рабочего класса, когда для этого нет нейробиологического обоснования. .

Синаптогенез [ править ]

Вдобавок некоторые критики подхода «Образовательная нейробиология» подчеркнули ограничения в применении понимания раннего физиологического развития мозга, в частности синаптогенеза, к теории образования.

Исследования синаптогенеза в основном проводились на животных (например, на обезьянах и кошках). Меры синаптической плотности являются совокупными мерами, и известно, что разные типы нейронов в одной и той же области мозга различаются по скорости их синаптического роста [70]. Во-вторых, предполагаемый «критический период» от рождения до трех лет основан на исследованиях на макаках-резусах, которые достигают половой зрелости в возрасте трех лет, и предполагает, что период синаптогенеза у людей в точности повторяет период синаптогенеза у обезьян. Более разумно предположить, что этот период нервного роста на самом деле длится до полового созревания, то есть до раннего подросткового возраста у людей.

Периоды интенсивного синаптогенеза обычно коррелируют с появлением определенных навыков и когнитивных функций, таких как зрительная фиксация, хватание, использование символов и рабочая память. Однако эти навыки продолжают развиваться и после периода, когда считается, что синаптогенез закончился. Многие из этих навыков продолжают улучшаться даже после того, как синаптическая плотность достигает взрослого уровня, и, таким образом, самое большее, что мы можем сказать, это то, что синаптогенез может быть необходим для появления этих навыков, но он не может полностью объяснить их дальнейшее совершенствование. ^[100] Некоторые другие формы изменения мозга должны способствовать непрерывному обучению.

Кроме того, типы когнитивных изменений, обычно связанных с синаптогенезом, вращаются вокруг зрительной, тактильной, двигательной и рабочей памяти. Это не навыки, которым обучают, а скорее навыки, которые обычно приобретаются независимо от обучения в школе, даже если они могут помочь в обучении в будущем. Однако неясно, как эти навыки соотносятся с более поздним школьным обучением. Мы знаем, что происходит синаптогенез и что его характер важен для нормальной работы мозга. Однако чего не хватает, так это способности нейробиологии указывать педагогам, какие переживания в раннем детстве могут улучшить познавательные способности детей или результаты обучения.

Мужской мозг против женского [ править ]

Идея о том, что у человека может быть «мужской» мозг или «женский» мозг, является неправильной интерпретацией терминов, используемых для описания когнитивных стилей ^[101] при попытке концептуализировать природу когнитивных паттернов у людей с расстройством аутистического спектра. Барон-Коэн предположил, что в то время как мужчины лучше «систематизируют» (хорошо разбираются в механических системах), женщины - лучше «сопереживают» (умеют общаться и понимать других), поэтому он предположил, что аутизм можно рассматривать как крайнюю форму болезни. "мужской мозг". Не было никаких предположений о том, что у мужчин и женщин совершенно разные мозги или что у женщин с аутизмом есть мужской мозг.

Стили обучения [ править ]

Распространенным мифом в области образования является то, что люди имеют разные стили обучения , такие как «визуальный» или «кинестетический». Многие люди заявляют о своих предпочтениях в отношении того, как они хотят учиться, но нет никаких доказательств того, что соответствие методики преподавания предпочтительному стилю улучшит обучение, несмотря на то, что эта гипотеза проверялась несколько раз. ^{[102] [103]} Может даже быть вред, связанный с использованием стилей обучения, когда учащиеся становятся «классифицированными», понимая, что они могут не подходить к типам обучения, которые не соответствуют их «стилю обучения» ^[104](например, так называемые «визуальные ученики» могут не захотеть учить музыку). Несмотря на отсутствие доказательств, исследование 2012 г. продемонстрировало, что среди учителей широко распространена вера в использование стилей обучения ^[105], а исследование 2015 г. показало, что большинство исследовательских работ в области высшего образования ошибочно подтверждают использование стилей обучения. ^[104]

См. Также [ править ]

• Десять процентов мифа о мозге
• Миф о пяти чувствах
• Познавательные преимущества двуязычия
• Познавательный стиль

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Ли, HW; Хуан, CH (2013). «Что может сделать когнитивная нейробиология для улучшения нашего понимания образования и обучения?» (PDF) . Журнал неврологии и нейроинженерии . 2 (4): 393–399. DOI : 10,1166 / jnsne.2013.1064 .
• Марешал, Д., Баттерворт, Б. и Толми, А. (2013) Образовательная неврология. Оксфорд, Великобритания: Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-119-97319-5 
• Зулл, Дж. (2002). Искусство изменения мозга: обогащение практики преподавания путем изучения биологии обучения. Стерлинг, Вирджиния: Stylus Publishing, LLC
• Буссо, Даниэль С .; Поллак, Кортни (22 апреля 2014 г.). «Ни одного мозга не осталось позади: последствия дискурса нейробиологии для образования» (PDF) . Обучение, СМИ и технологии . 40 (2): 168–186. DOI : 10.1080 / 17439884.2014.908908 .

Внешние ссылки [ править ]

Правительственные инициативы [ править ]

• ОЭСР: Организация экономического сотрудничества и развития

Конференции и организации [ править ]

• BERA - Специальная группа по интересам Британской ассоциации образовательных исследований (SIG) по неврологии и образованию
• EARLI Special Interest Group (SIG) по неврологии и образованию
• Мозг, нейробиология и образование (группа с особыми интересами Американской ассоциации исследований в области образования )
• Международное общество разума, мозга и образования
• Общество Жана Пиаже
• Обучение и мозговая конференция
• Лондонская школа - Центр нейрообразования
• Oxford Cognitive Neuroscience - Образовательный форум

Публикации [ править ]

• npj Наука обучения
• Журнал Mind, Brain & Education
• Нейрообразование (журнал)