Uczenie się jest podstawową czynnością, jakiej od samego urodzenia doświadcza każda istota ludzka. Co jednak kryje się za biologicznym sensem nauki, na czym polega akrobatyka umysłu i czy gry komputerowe naprawdę poprawiają koncentrację?

Szara istota pozwijana w szczególny sposób, który przypomina wnętrze orzecha włoskiego, otoczona niczym on twardą łupiną kości czaszkowych. Mózg – najpotężniejszy ludzki organ centralnego dowodzenia. Począwszy od najwcześniejszych etapów rozwoju, a skończywszy na późnej starości, odgrywa kluczową rolę w rozwoju każdego człowieka i jest niezastąpiony.

Stanowi kłębowisko niezliczonej ilości komórek nerwowych połączonych w charakterystyczną sieć długimi wypustkami. Taki mikroskopowy obraz jawić może się komuś jako gęsty las, neurony bowiem mają pojedynczą długą odnogę, która spojona jest z pozostałą częścią komórki przypominającą koronę drzewa – to ona odpowiada za odbieranie sygnałów od sąsiadujących komórek. Te długaśne „przewody” zaś, niczym kable elektryczne albo światłowody, przenoszą informację odpowiadającą za funkcjonowanie naszego organizmu.

Wyjątkowa i indywidualna konstelacja, jaką stanowi sieć neuronowa w mózgu każdego człowieka, określa jego osobiste zdolności i predyspozycje. Co zatem decyduje o tym, jak wyglądać będzie nasz potencjał intelektualny i jakie umiejętności będziemy w stanie posiąść w trakcie życia? Czy jest to wyłącznie osobisty „garnitur” genetyczny, jaki odziedziczyliśmy? Uczenie się wszak jest podstawową czynnością, jakiej od samego urodzenia doświadcza każda istota ludzka. Choć nie jesteśmy monopolistami w zdobywaniu wiedzy.

Wielu z naszych braci mniejszych także pilnie zgłębia tajniki swojego gatunku, przekazywane z „ojca na syna” lub równie często na drodze eksperymentalnej. Wszystko po to, by zwinniej unikać drapieżników, bezpieczniej odchować młode czy skuteczniej unikać chorób. Istnieją jednak i takie zwierzęta, które uczą się nie tylko z powodów, rzeklibyśmy, prozaicznych, ale w pewnym sensie także dla zabawy i rozwijania relacji socjalnych. Wśród nich są przede wszystkim nasi bliscy krewniacy, małpy z rzędu naczelnych.

Szympansi procesor

Ta dobrze kojarzona i budząca sympatię grupa ssaków, do której należą m.in. goryle i szympansy, jest oczkiem w głowie biologów ewolucyjnych i behawioralnych. Dzięki badaniom morfologicznym i funkcjonalnym mózgów człekokształtnych dociekać można tego, jak w drodze ewolucji powstał tak potężny „procesor biologiczny”, jakim jest ludzki mózg. Szympansy uchodzą za naszych najbliższych kuzynów. Nie dziwi zatem fakt, że są to niezwykle inteligentne stworzenia. Potrafią posługiwać się narzędziami, porozumiewać za pomocą skomplikowanych wokalizacji i rozwiązywać skomplikowane problemy – a mimo to nadal nie dościgają umysłowym zaawansowaniem braci ludzkiej.

Rzecz jasna, mnogość czynników różnicuje oba typy mózgów. Ale najnowsze badania wskazują, że kluczową rolę odgrywa tu (uwaga, o dziwo!) mało rygorystyczna regulacja genetyczna kierująca rozwojem ludzkiego mózgu. Najprawdopodobniej u człowieka brak wyraźnie ukierunkowanej koordynacji tego procesu sprawia, że organ dowodzenia nabywa potencjalnie rozleglejszych zdolności adaptacyjnych w trakcie życia. Przez zwiększoną w stosunku do pozostałych naczelnych „elastyczność” pomaga nam uczyć się i dostosowywać do otaczającego środowiska. Porównanie obrazów rezonansu magnetycznego płaszczyzn mózgowych dwóch blisko spokrewnionych ze sobą szympansów (np. rodzeństwa) i wykonanie analogicznego testu u ludzi wskazuje, że między zwierzęcymi zwojami występuje znacznie większe podobieństwo aniżeli między dwoma ludzkimi. Oznacza to, że mózg każdego człowieka w czasie rozwoju, dzięki swojej wyjątkowej plastyczności, może nabierać nowych cech, niewykształconych u pozostałych członków rodziny.

Ciekawe, że testy te prowadzono także na bliźniętach jednojajowych, których pula genetyczna jest tożsama. Co prawda rozmiary i pojemność mózgów członków rodziny nie odbiegały od siebie istotnie, jednak zauważono u nich znaczące różnice w kształcie i lokalizacji fałdów kory nowej, odpowiedzialnej m.in. za pamięć, myślenie analityczne i mowę. Obserwacji tej nie poczyniono u szympansów. Można sobie wyobrazić, że ludzki mózg pod tym względem przypomina owoc. Na początku ma on napiętą skórkę, ale pod wpływem czasu i czynników zewnętrznych, takich jak środowisko egzystencji, doświadczenia życiowe i relacje międzyludzkie marszczy się on we właściwy dla siebie sposób.

Co warto podkreślić, rodzaj wpływów, jakim podlega, oraz ich siła odciskać mogą zupełnie inne piętno, nie zawsze społecznie korzystne. Na niewiarygodną gibkość ludzkiego mózgu wskazują także obserwacje przeprowadzone zaraz po urodzeniu. W porównaniu z szympansiątkami noworodki mają mniej rygorystycznie wykształcony, jednak bardziej sprężysty mózg, który podczas rozwoju w okresie postnatalnym modelowany jest silnie przez różnorakie wpływy otoczenia zewnętrznego.

Patologicznie pobudliwi

Wnioski z tych badań rozjaśniają wizję współczesnego społeczeństwa, w tym elementów związanych z kulturą i oświatą. Wiadomo nie od dziś, że zarówno uczenie się, jak i nauczanie to procesy nierzadko mozolne, w przypadku których nie każdy człowiek odnajduje się jak przysłowiowa ryba w wodzie. Umiejętności analizy, asocjacji i zapamiętywania nowej wiedzy powiązane są ściśle ze wspomnianą plastycznością kory mózgowej, co dotąd było niedoceniane. Stwierdzono, że zjawisko przyswajania nowych informacji to konstruowanie przez ucznia rozległej sieci skojarzeń. Co ważne, w przeciwieństwie do wcześniejszych teorii, dotyczy to dużych obszarów mózgu i nie ogranicza się wyłącznie do pojedynczego rejonu, który bezpośrednio odpowiedzialny ja za daną czynność umysłową.

W procesie tym utworzone wcześniej siatki informacji ulegają zmianie i rearanżacji, w których efekcie powstaje zupełnie nowy twór. Można porównać neurony do sprawnego akrobaty. Im bardziej zdolne są one do ewolucji gimnastycznych – swoistego przeplatania się ze sobą z jednoczesną zmianą powiązań, tym skuteczniej budowana będzie nowa wiedza. Chociaż w tym przypadku więcej nie zawsze znaczy lepiej! Zaobserwowano bowiem, że osoby z tendencją do nadreaktywności w tworzeniu map informacyjnych miały kłopoty z koncentracją i rozwiązywaniem problemów matematycznych. Patologiczna „pobudliwość” złączy w sieciach neuronowych pozytywnie korelowała także z ryzykiem wystąpienia chorób psychicznych, takich jak choćby schizofrenia.

Nowatorskie rozwiązania często przynoszą ulgę zarówno uczniom, jak i tutorom, szczególnie tym pracującym z trudną młodzieżą. Korzystając z najnowszych odkryć neurobiologii, edukatorzy i dydaktycy opracowali podstawy potencjalnie efektywnego uczenia się. Chodzi o to, by kreować w czasie zapamiętywania elementy wskazówek, które stanowić będą klucz do odpowiedzi. Mogą to być obrazy, dźwięki lub nawet bardziej złożone podpowiedzi. Zwiększenie koncentracji, chociażby podczas rozwiązywania zadań matematycznych można osiągnąć za pomocą utrzymywania konkretnej myśli i podążania za nią przez resztę analizy. Według badaczy doskonale sprawdza się również prezentowanie błędnych przykładów z jednoczesną zachętą do wykonania samodzielnej korekty przez uczniów, najlepiej poprzez manualno-wizualne ćwiczenia.

Kolejna, mniej konwencjonalna metoda może nie przypaść do gustu niektórym rodzicom, jednak jak przekonuje psycholog Bruce Homer z City University of New York, odpowiednio zaprojektowane gry komputerowe mogą poprawiać funkcje wykonawcze u dzieci, a także u dorosłych. Wraz z kolegą z grupy badawczej Janem Plassem oraz Richardem Mayerem z University of California w Santa Barbara Homer opracowuje zestaw gier, których zadaniem jest trenowanie m.in. podzielności uwagi i przeciwdziałanie rozkojarzeniu.

Do całości kompendium brakuje ostatniej strategii, rodem z eksperymentu naukowego w laboratorium. Jest nią wszechmocna nauka na błędach. Nikt nie ująłby tego lepiej niż słynny odkrywca Thomas Edison. Po wykonaniu 9 tys. doświadczeń nie był on w stanie uzyskać rezultatu końcowego – nowego typu baterii. Na krytykę współpracownika odpowiedział tak: „Wyniki? Jak to, człowieku, mam mnóstwo wyników! Wiem teraz o kilku tysiącach rzeczy, które nie działają!”.