Was Lehrer über das Gehirn ihrer Schüler wissen müssen

Neuere Forschungen zur Verbesserung der kognitiven Fähigkeiten autistischer Kinder haben ein neues Licht auf die Entwicklung "normaler" Kindergehirne geworfen und haben tiefgreifende Auswirkungen auf die Verbesserung der Bildung in allen Klassenstufen für alle Arten von Schülern.

Eine umfassende Aussage, ich weiß, aber eine, die durch die aufregenden Ergebnisse gerechtfertigt ist.

Ich werde die Ergebnisse der neuen Forschung zusammenfassen, die Implikationen erläutern, die den kognitiven Verbesserungen zugrunde liegenden Neurowissenschaften erklären und dann mit spezifischen Empfehlungen schließen, um bessere Ergebnisse im Unterricht zu erzielen.

Multisensorische und motorische Bereicherung bei autistischen Kindern

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Hier sind das, was Cynthia Woo und Kollegen der Abteilung für Neurobiologie und Verhalten an der UC Irvine letztes Jahr herausgefunden haben und warum es so wichtig ist.

Aufbauend auf einer Fülle von Tierforschung, die zeigt, dass angereicherte sensomotorische Erfahrungen in frühen Lebensjahren die Gehirnentwicklung und kognitive Fähigkeiten signifikant verbessern, verglich Woos Team die IQ-Werte von autistischen Kindern im Alter von 3-6, die entweder Standard-Pflege oder 6 Monate Erfahrung mit sensomotorischen Erfahrungen hatten.

Sensomotorische Bereicherung umfasste Aktivitäten wie

• Arbeitsethik an Kinder weitergeben
• Verlieren Freunde und Familie über die Wahl?
• Ausbrechen des Make-Up-Break-Up-Zyklus
• Poesie und die Sprache des Herzens
• Warum wir unglücklich sind

• Duftbad und Massage mit Öl
• Auf Schaumstoffkissen oder -kissen gehen
• Riechen verschiedene Düfte zwischen einer Auswahl von Zitrone, Lavendel, Vanille, Anis, Orange, Apfel und Hyazinthe
• Formen zeichnen, bewegte farbige Objekte verfolgen
• Anzeigen gepaarter Bilder und Sounds

Insgesamt erhielten Kinder in der angereicherten Gruppe 37 verschiedene sensomotorische Reize über 6 Monate, einschließlich umfangreicher Bewegung und multisensorischer Assoziationen von Berührung, Temperatur, Geruch, Sicht, Ton, propriozeptivem Feedback, vestibulär stimulierenden Aktivitäten und sozialer Interaktion.

Das Ergebnis? Im Durchschnitt erhöhten die Kinder in der angereicherten Gruppe ihre IQ-Werte um 7 Punkte im Vergleich zu denen in einer Standard-Kontrollgruppe. Was noch wichtiger ist: 20% der Kinder im angereicherten Protokoll verbesserten sich so weit, dass sie aus der "autistischen" Klassifikation ausschieden, während keine Standardgruppe die Klassifikation änderte.

Breitere Auswirkungen der sensomotorischen Stimulation

Die dramatische Verbesserung, die sich aus der sensomotorischen Anreicherung ergibt, ist auf vielen Ebenen signifikant.

Erstens gab es Verbesserungen im IQ, obwohl den Kindern nichts explizit beigebracht wurde.

Diese Erkenntnis trägt zu einem schnell wachsenden Datenbestand bei, der zeigt, dass Aktivitäten, die das Gehirn als Ganzes stärken, eher als die Entwicklung eines bestimmten Teils des Gehirns (z. B. lokalisierte Hirnregionen für Musik, gesprochene Sprache, Schriftsprache oder motorische Koordination) sind Vorteile für eine breite Palette von spezifischen Fähigkeiten wie Lesen, quantitative Fähigkeiten und räumliche Fähigkeiten gemessen an IQ-Tests.

Einfach gesagt, wenn es um die Gehirnfunktion geht, "hebt eine steigende Flut alle Boote".

Zweitens, obwohl Woos Forschung sich auf autistische Kinder konzentrierte, ist sie für "normale" Kinder sehr relevant, weil:

• Der Hauptmechanismus, durch den die sensomotorische Anreicherung die Gehirnfunktion bei autistischen Kindern verbessert – die Bildung neuartiger synaptischer Verbindungen (z. B. durch Paarung neuartiger Kombinationen von Gerüchen, Sichten, Geräuschen und Bewegung) – verbessert nachweislich die Leistungsfähigkeit und das Gedächtnis in "normalen" Gehirnen einschließlich derjenigen von reifen Erwachsenen. Diese neuen Verbindungen werden auf der Grundlage des gut etablierten Prinzips der Plastizität des Gehirns geschaffen: "Neuronen, die zusammen feuern, miteinander verbinden." Wenn sich also ein sich entwickelndes Gehirn mit neuartigen Kombinationen von Geruch, Sicht, Berührung und Sicht konfrontiert, entsteht ein neues Netzwerk gebildet aus Nervenbahnen, die Signale in jedem dieser Sinneswege tragen. Je größer die Anzahl der stimulierten Sinneskanäle, desto komplexer und reichhaltiger ist das neue neuronale Netzwerk.

• Woo's Forschung verstärkt neuere Forschungsergebnisse, die zeigen, dass multimodale (simultane Aktivierung mehrerer sensorischer und motorischer Bahnen) ein effektives Mittel ist, das Gehirn zu stärken und buchstäblich zu "wachsen" (zB Kinder, die koordinierte Sehen, Geräusche und motorische Stimulation eines Musikinstrumentes erfahren) haben größere als normale Regionen des temporalen Kortex, die Gehirnregion, die Musik verarbeiten, und größere als normale Darstellung der Finger, die das Instrument in ihrem somatosensorischen Kortex spielen, der Gehirnregion, die taktile Information verarbeitet).

Schließlich – und vielleicht am wichtigsten für die Ausbildung – wurde kürzlich gezeigt, dass die erstaunliche Kraft der sensomotorischen Stimulation auch den Unterricht in Mathematik und Rechtschreibung bei "normalen" Kindern verbessert.

Marijke J. Mullender-Wijnsma und Kollegen von der Universität Groningen in den Niederlanden haben in diesem Jahr die Zeitschrift Pediatrics verfasst und Schülerinnen und Schüler der zweiten und dritten Klasse dazu gebracht, arithmetische und orthographische Übungen zu machen.

" Die spezifischen Übungen wurden durchgeführt, als die Kinder eine akademische Aufgabe gelöst haben. Zum Beispiel muss das Wort "Hund" buchstabiert werden, indem man für jeden erwähnten Buchstaben springt, oder die Kinder mussten 6 Mal springen, um die Multiplikation "2 × 3" zu lösen. "

Nach zwei Jahren, von solchen "verkörperten Lernübungen", erweiterten die Schüler ihre Rechtschreib- und Rechenfähigkeiten um 4 volle Monate gegenüber einer angepassten Kontrollgruppe.

Und das verkörperte Lernen funktioniert auch für sehr viel ältere Schüler. Forscher der University of Chicago zeigten, dass Studenten, die Physik studierten, die das Konzept des Drehimpulses physikalisch erlebten, indem sie gegen stationäre Fahrradräder drehten, bei späteren Quizs über das Thema signifikant höhere Punkte erzielten als Studenten, die durch konventionelle "passive" Techniken etwas über den Drehimpuls gelernt haben.

Hier ist ein alltägliches Beispiel des verkörperten Lernens, auf das Sie sich beziehen können. Beachten Sie, dass es viel schwieriger ist, sich an die neue Route zu erinnern, wenn Sie als Passagier von jemand anderem zu einem neuen Standort gefahren werden, als wenn Sie der Fahrer sind.

Die Neurowissenschaft von Kognition und Lernen

Das Bild unten ist ein Modell der menschlichen Großhirnrinde, das eine dichte Netzpyramidenzelle und deren Dendriten (die Nervenfasern, die Eingaben von anderen Neuronen erhalten) zeigt. Pyramidenzellen im Cortex – die viel vom "schweren Heben" des Fühlens, Denkens und Benehmens übernehmen – haben dendritische "Bäume" (farbige Fasern), die Input von sensorischen Relais wie dem tief im Gehirn vergrabenen Thalamus erhalten andere Teile der Großhirnrinde.

Quelle: Hermann Cuntz / PLOS Computational Biology.

Durch diese verschiedenen Eingaben können einzelne Neuronen durch mehrere sensorische Kanäle, wie z. B. Sicht-, Berührungs- und akustische Signale, sowie durch Eingaben von Nervenzellen im motorischen Kortex, die unsere Muskeln zur Bewegung antreiben, ein- oder ausgeschaltet werden. In diesem Bild werden Nervenzellen, die Eingaben von verschiedenen sensorischen und motorischen Kanälen erhalten, in verschiedenen Farben dargestellt (türkis für das Sehen, blau für das Vorsprechen, grün für das Sehen und Hören usw.), was die multisensorische Natur dieses Abschnitts des Gehirns unterstreicht Kortex.

Kortikale Neuronen und Synapsen (Verbindungen) zwischen Neuronen bilden zusammen ein ausgedehntes neuronales Netzwerk, das wahrnimmt, entscheidet, beurteilt, imaginiert, lernt und handelt. Je größer und reich vernetzter das Netzwerk ist, desto leistungsfähiger ist das Netzwerk.

Zum Beispiel haben neuere Forschungen gezeigt, dass Menschen mit überdurchschnittlicher Intelligenz einen dickeren als normalen zerebralen Kortex wie den unten gezeigten haben, der größere Neuronen mit einer größeren Anzahl von Verbindungen enthält. Besonders bedeutsam sind generalisierte Verdickungen in sogenannten "Assoziationsbereichen" des Gehirns, in denen mehrere Sinne und motorische Kanäle zusammenkommen.

Quelle: Eric Haseltine / Hermann Cuntz

Glücklicherweise stellt sich heraus, dass die Größe und der Reichtum solcher neuronalen Netzwerke durch mentales Training und Lernen gesteigert werden können. Eine solche Verbesserung kortikaler neuronaler Netzwerke ist genau das, was mit Woos autistischen Kindern und mit den verkörperten Lernschülern in den Niederlanden passiert ist: Die gleichzeitige Verwendung mehrerer Sinne zusammen mit motorischer Beteiligung verbesserte sowohl die allgemeinen kognitiven Fähigkeiten als auch das Erlernen von Rechnen und Rechtschreibung.

Die folgende Grafik zeigt eine einfache Art, über sensorimotorische Bereicherung im Klassenzimmer nachzudenken.

Quelle: Eric Haseltine / Kopfproportionieren

Denken Sie an die neuronalen Netzwerke im Gehirn eines Schülers als ein Netz. Jeder Schüler hat eine grundlegende Matrix neuronaler Konnektivität, die als "Speichen" des Webs dargestellt wird. Wenn neuartige Verbindungen zwischen verschiedenen sensorischen und motorischen Bahnen gebildet werden, wird ein neuer "Ring" hinzugefügt und das Netz verdickt sich und wird dichter.

Wenn dem Gehirn eines Kindes über einen einzigen Sinneskanal, wie z. B. Lesen, neue Informationen präsentiert werden, wird ein einfaches neuronales Netz von synaptischen Verbindungen verstärkt, das ganz links zu sehen ist. Das Synchronisieren visueller und auditiver Informationen, wie es bei Multimediapräsentationen der Fall ist, fügt dem Web einen weiteren "Ring" hinzu. Schließlich, das motorische Verhalten und andere Sinne, einschließlich Berührung, Geruch, Geschmack und propriozeptive (Rückkopplung auf Gliedmaßen und Kopf und Augenposition), das neuronale Netz "Web" wächst sehr dicht.

Stellen Sie sich nun vor, dass Sie, wenn Sie einem Studenten etwas beibringen, versuchen, neue Ideen, Konzepte und Informationen in einem Netz in ihrem Gehirn zu "werfen". Je dichter das Netz ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Lektion, die Sie lehren, "gefangen" wird und im Gehirn des Schülers "klebt".

Ein Vorbehalt: Multisensorische Präsentationen und motorische Beteiligung beim Lernen müssen sorgfältig koordiniert, synchronisiert und in die jeweilige Aufgabe integriert werden. Wenn ein Schüler zum Beispiel willkürlich körperlich trainiert, während er lernt, kann er das Kind tatsächlich ablenken, indem er das erhöht, was Fachleute als "Aufgabenladen" bezeichnen.

Und das motorische Verhalten muss der Lektion "angepasst" werden, wenn die Schüler auf und ab springen, um das Hinzufügen von zwei Zahlen zu demonstrieren.

Ebenso ist es wichtig, eine Reizüberflutung zu vermeiden, wenn Informationen über mehrere sensorische Kanäle präsentiert werden: Sehen, Hören und Tastempfindungen müssen auf natürliche Weise synchronisiert werden und "zusammengehören", wie wenn ein Kind ein Haustier mit natürlichen Sehenswürdigkeiten, Geräuschen und Gerüchen hält und fühlt sich pelzig für das Kind.

Empfehlungen für Lehrer

Die Konzepte der koordinierten, synchronisierten sensomotorischen Stimulation und des verkörperten Lernens legen nahe, dass:

• Wann immer es möglich ist – und innerhalb der Grenzen, in denen die Klassen "unter Kontrolle" gehalten werden – sollten die Schüler ihre Lektionen physisch ausleben. Ein zusätzlicher Vorteil einer solchen körperlichen Aktivität ist eine erhöhte Durchblutung des Gehirns, was allein das Lernen und die allgemeinen kognitiven Fähigkeiten verbessert. Mit anderen Worten, "Sportunterricht", der Bewegung vom Spielplatz in den Klassenraum bewegt, radikal neu definieren
• Fügen Sie den Stundenplänen taktile Stimulation, Gerüche und Geschmack hinzu. Wenn möglich, fügen Sie immer neue Sehenswürdigkeiten, Geräusche, Geschmäcker und Gerüche hinzu, denn neue Reize bilden neuartige, dichtere Verbindungen. Das Gehirn sehnt sich nach Neuheit !!
• Lassen Sie die Schüler jede Woche neue Plätze einnehmen: Das Sitzen an neuartigen Orten mit verschiedenen Klassenkameraden wird den Schülern helfen, neue Synapsen zu bilden

All diese zusätzlichen sensorischen und motorischen Komponenten des Unterrichts werden nicht nur das Lernen und die Beibehaltung bestimmter Lektionen verbessern, sondern werden wahrscheinlich auch die allgemeinen kognitiven Fähigkeiten auf dieselbe Weise steigern wie Woo's sensomotorische Hilfe für autistische Kinder.

Wenn man die Dinge im Klassenraum ständig ändert, neue Gerüche, Geschmäcker, Visionen und Geräusche erlebt und physisch demonstriert, was Schüler tun sollen, werden gesunde Neuronennetze in den Gehirnen der Lehrer sowie in denen ihrer Schüler wachsen. Die Forschung hat gezeigt, dass eine solche Stärkung der "neurologischen Reserven" den Altersrückgang verzögert oder sogar verhindert.

Denken Sie daran, wenn es um die Gehirnfunktion geht, hebt eine steigende Flut alle Boote an!

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