Νευροεπιστήμη & Μαθησιακές Δυσκολίες: Πώς η εκπαίδευση αλλάζει το τοπίο

Νευροεπιστήμη και μαθησιακές δυσκολίες Πώς η εκπαίδευση αλλάζει το τοπίο

«Τα μαθησιακά προβλήματα που σχετίζονται με τις αναπτυξιακές διαφορές στη λειτουργία του εγκεφάλου μπορούν να διορθωθούν με την εκπαίδευση;»

Εισαγωγή στον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο του παιδιού και τη σημασία του για τη μάθηση

Ο εγκέφαλος του παιδιού είναι ένα εκπληκτικό όργανο που βρίσκεται σε συνεχή εξέλιξη κατά τα πρώτα χρόνια της ζωής. Από τη στιγμή της γέννησης κιόλας, ο εγκέφαλος του νεογέννητου διαθέτει δισεκατομμύρια νευρώνες, έτοιμους να συνδεθούν μεταξύ τους και να δημιουργήσουν νέες συνάψεις (Spitzer, 2006). Οι νευρώνες αυτοί αποτελούν τα δομικά στοιχεία του εγκεφάλου που επιτρέπουν τη μεταβίβαση πληροφοριών και τη μάθηση (Bear et al., 2016). Καθώς το βρέφος μεγαλώνει, οι νευρώνες "συνδέονται" μεταξύ τους δημιουργώντας νοητικούς χάρτες που αντιπροσωπεύουν γνώσεις και δεξιότητες (Kandel et al., 2013). Αυτή η διαδικασία ονομάζεται νευροπλαστικότητα και κορυφώνεται στην πρώιμη παιδική ηλικία (Knudsen, 2004), καθιστώντας αυτή την περίοδο ιδιαίτερα κρίσιμη για τη μάθηση και την ανάπτυξη.

Εκτός από τον αριθμό των συνάψεων, σημαντικές αλλαγές συμβαίνουν και στη δομή των νευρικών κυττάρων. Για παράδειγμα, η μυελίνωση, δηλαδή η επικάλυψη των νευρικών ινών με μυελίνη, αυξάνει την ταχύτητα μετάδοσης των νευρικών ώσεων (Fields, 2008). Ακόμη, τα δίκτυα νευρώνων αναδιοργανώνονται διαρκώς μέσω της απόπτωσης άχρηστων συνάψεων και της δημιουργίας νέων (Huttenlocher & Dabholkar, 1997). Έτσι, ο εγκέφαλος γίνεται πιο αποτελεσματικός και ταχύς στην επεξεργασία πληροφοριών (Dayan & Cohen, 2011).

Όλες αυτές οι αλλαγές στη δομή και λειτουργία του εγκεφάλου καθιστούν δυνατή την απόκτηση νέων γνώσεων και δεξιοτήτων μέσω της μάθησης κατά την παιδική ηλικία (Brown & Jernigan, 2012). Κατανοώντας τη λειτουργία του παιδικού εγκεφάλου, οι γονείς και εκπαιδευτικοί μπορούν να παρέχουν τα κατάλληλα ερεθίσματα ώστε να μεγιστοποιήσουν αυτή την τεράστια δυναμική για μάθηση (Stiles & Jernigan, 2010). Με αυτόν τον τρόπο, θα βοηθηθούν τα παιδιά να αναπτύξουν στο έπακρο τις γνωστικές και κοινωνικές τους δεξιότητες (Blakemore & Frith, 2005), προετοιμάζοντάς τα κατάλληλα για τη μελλοντική τους ζωή.

Ο ρόλος γονιδίων και περιβάλλοντος στην ανάπτυξη του εγκεφάλου

Η ανάπτυξη του ανθρώπινου εγκεφάλου είναι αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ γενετικών και περιβαλλοντικών παραγόντων. Τα γονίδια παρέχουν το βιολογικό υπόβαθρο και θέτουν τα όρια ανάπτυξης του εγκεφάλου, ενώ το περιβάλλον επηρεάζει τον τρόπο που το γενετικό δυναμικό θα εκφραστεί. Για παράδειγμα, ορισμένα γονίδια ελέγχουν τον πολλαπλασιασμό των νευρικών κυττάρων και το σχηματισμό των συνάψεων στον εγκέφαλο του εμβρύου (Rakic, 2009). Ωστόσο, μετά τη γέννηση, οι εμπειρίες από το περιβάλλον καθορίζουν ποιες συνάψεις θα ενισχυθούν και ποιες θα αποδυναμωθούν, διαμορφώνοντας τη δομή του εγκεφάλου (Hensch, 2004).

Για παράδειγμα, η έκθεση σε ερεθίσματα όπως η ανάγνωση βιβλίων ή το τραγούδι ενισχύει τις συνάψεις σε περιοχές του εγκεφάλου που σχετίζονται με τη γλωσσική ανάπτυξη. Αντίθετα, η έλλειψη ερεθισμάτων οδηγεί σε μειωμένη νευρωνική δραστηριότητα και ατροφία των συνάψεων σε αυτές τις περιοχές (Huttenlocher, 2002). Έτσι, το περιβάλλον μπορεί να τροποποιήσει τη φαινοτυπική έκφραση των γονιδίων, επηρεάζοντας τη νευρωνική ανάπτυξη.

Βέβαια, ο βαθμός πλαστικότητας του εγκεφάλου μειώνεται με την ηλικία, καθώς σταθεροποιούνται οι συνάψεις και περιορίζεται η δημιουργία νέων νευρώνων (Kolb et al., 1998). Γι'αυτό, οι πρώτες εμπειρίες στη ζωή ενός παιδιού διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη διαμόρφωση της δομής και λειτουργίας του εγκεφάλου του. Ωστόσο, η νευροπλαστικότητα διατηρείται σε κάποιο βαθμό καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής, επιτρέποντας τη συνεχή μάθηση και προσαρμογή.

Τυπική και άτυπη ανάπτυξη του εγκεφάλου - νευροαναπτυξιακές διαφορές

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος ακολουθεί μια συγκεκριμένη πορεία ωρίμανσης κατά την ανάπτυξή του, η οποία θεωρείται τυπική. Αυτή περιλαμβάνει αλλαγές στο μέγεθος και βάρος του εγκεφάλου, το πάχος του φλοιού, τον αριθμό των συνάψεων μεταξύ νευρώνων καθώς και στη λειτουργία συγκεκριμένων περιοχών (Pujol et al., 1993). Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις η ανάπτυξη του εγκεφάλου αποκλίνει από αυτή την τυπική πορεία.

Για παράδειγμα, σε διαταραχές όπως ο αυτισμός, η δυσλεξία ή το σύνδρομο ελλειμματικής προσοχής/υπερκινητικότητας, παρατηρούνται διαφορές στον όγκο και τη λειτουργία συγκεκριμένων εγκεφαλικών δομών σε σχέση με το τυπικά αναπτυσσόμενο εγκέφαλο (Giedd et al., 1999). Για παράδειγμα, παιδιά με αυτισμό εμφανίζουν αυξημένο όγκο στους μετωπιαίους λοβούς και μειωμένο όγκο στον παρεγκεφαλίδα και τον φλοιό του εγκεφάλου σε σχέση με τυπικά αναπτυσσόμενα παιδιά (Carper et al., 2002).

Οι αποκλίσεις αυτές στην ανατομία και λειτουργία του εγκεφάλου ονομάζονται νευροαναπτυξιακές διαφορές και σχετίζονται με ελλείμματα σε γνωστικούς και κοινωνικο-συναισθηματικούς τομείς της ανάπτυξης. Για παράδειγμα, τα παιδιά με αυτισμό συχνά παρουσιάζουν δυσκολίες στην κοινωνική επικοινωνία και αλληλεπίδραση, ενώ τα παιδιά με δυσλεξία έχουν προβλήματα στην ανάγνωση και τη γραφή. Κατανοώντας τις νευροαναπτυξιακές αποκλίσεις που υποκρύπτονται πίσω από αυτές τις διαταραχές μπορούν να σχεδιαστούν αποτελεσματικότερες εκπαιδευτικές και θεραπευτικές παρεμβάσεις.

Μαθησιακές δυσκολίες που σχετίζονται με νευροαναπτυξιακές διαφορές (π.χ. δυσλεξία, δυσαριθμησία κτλ)

Οι νευροαναπτυξιακές διαφορές στη δομή και λειτουργία του εγκεφάλου συχνά συνδέονται με την εμφάνιση μαθησιακών δυσκολιών κατά τη σχολική ηλικία. Αυτές μπορεί να επηρεάσουν διάφορους τομείς της μάθησης όπως την ανάγνωση, τη γραφή, τα μαθηματικά ή τη μνήμη και προσοχή.

Για παράδειγμα, η δυσλεξία συνδέεται με ανωμαλίες σε περιοχές του εγκεφάλου που σχετίζονται με τη γλωσσική επεξεργασία, όπως ο αριστερός κροταφικός λοβός (Shaywitz et al., 2002). Τα παιδιά με δυσλεξία παρουσιάζουν δυσκολίες στη φωνολογική επίγνωση, την αποκωδικοποίηση και την ορθογραφία που επηρεάζουν σημαντικά την εκμάθηση της ανάγνωσης.

Από την άλλη, η δυσαριθμησία σχετίζεται με ατέλειες στον παρεγκεφαλίδα και τον ινιακό λοβό, περιοχές που εμπλέκονται στην επεξεργασία μαθηματικών συμβόλων (Rotzer et al., 2008). Τα παιδιά με δυσαριθμησία αντιμετωπίζουν προβλήματα στην αναγνώριση αριθμών, τη μέτρηση και τον υπολογισμό.

Η διαταραχή ελλειμματικής προσοχής/υπερκινητικότητα (ΔΕΠΥ) σχετίζεται με δυσλειτουργία των μετωπιαίων και βρεγματικών περιοχών του εγκεφάλου που εμπλέκονται στον έλεγχο της προσοχής και της συμπεριφοράς (Arnsten, 2009). Τα παιδιά με ΔΕΠΥ παρουσιάζουν δυσκολίες προσοχής, παρορμητικότητα και υπερκινητικότητα που επηρεάζουν τη μάθηση.

Οι διάχυτες αναπτυξιακές διαταραχές, όπως ο αυτισμός, σχετίζονται με ατυπίες σε νευρωνικά δίκτυα που εμπλέκονται στη γνωστική και κοινωνικο-συναισθηματική ανάπτυξη. Για παράδειγμα, στον αυτισμό έχουν βρεθεί ανωμαλίες στον προμετωπιαίο φλοιό, τον παρεγκεφαλίδα και τον φλοιό του εγκεφάλου (Amaral et al., 2008). Αυτές οι διαφορές συνδέονται με ελλείμματα στην κοινωνική αλληλεπίδραση, την επικοινωνία και τη γνωστική ευελιξία των ατόμων με αυτισμό. Η κατανόηση της νευροβιολογικής βάσης αυτών των διαταραχών είναι σημαντική για το σχεδιασμό κατάλληλων εκπαιδευτικών παρεμβάσεων.

Πώς η εκπαίδευση μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση αυτών των μαθησιακών δυσκολιών μέσα από εξατομικευμένες προσεγγίσεις και προσαρμογές στη διδασκαλία

Οι μαθησιακές δυσκολίες που σχετίζονται με νευροαναπτυξιακές διαφορές μπορούν να αντιμετωπιστούν αποτελεσματικά στο πλαίσιο του σχολείου μέσα από εξατομικευμένες εκπαιδευτικές προσεγγίσεις και προσαρμογές στη διδασκαλία. Αρχικά, είναι σημαντική η ακριβής αξιολόγηση των μαθησιακών αναγκών και δυνατοτήτων του μαθητή από ειδικούς όπως ψυχολόγοι, λογοθεραπευτές και ειδικοί παιδαγωγοί. Στη συνέχεια, μπορεί να δημιουργηθεί ένα εξατομικευμένο εκπαιδευτικό πρόγραμμα (ΕΕΠ) που να ανταποκρίνεται στις συγκεκριμένες ανάγκες του μαθητή.

Για παράδειγμα, για μαθητές με δυσλεξία μπορούν να γίνουν προσαρμογές στον τρόπο διδασκαλίας της ανάγνωσης και της γραφής, όπως χρήση πολυαισθητηριακών τεχνικών, ειδικών οπτικοακουστικών βοηθημάτων, ανάλυση των λέξεων σε φωνήματα κ.α. (Peterson & Pennington, 2012). Για μαθητές με ΔΕΠΥ μπορεί να εφαρμοστεί διαφοροποιημένη διδασκαλία με εναλλαγή δραστηριοτήτων, τεχνικές διαχείρισης συμπεριφοράς και προσαρμογές στο περιβάλλον της τάξης (DuPaul et al., 2011). Για μαθητές με αυτισμό μπορεί να εφαρμοστεί η εκπαίδευση με βάση την Ανάλυση της Συμπεριφοράς για τη βελτίωση των κοινωνικών δεξιοτήτων (Wong et al., 2014).

Μέσα από τέτοιες εξατομικευμένες προσεγγίσεις, οι μαθητές με μαθησιακές δυσκολίες μπορούν να κάνουν σημαντική πρόοδο και να αναπτύξουν το δυναμικό τους στο έπακρο μέσα στη σχολική τάξη.

Παραδείγματα εκπαιδευτικών πρακτικών που μπορούν να βοηθήσουν μαθητές με μαθησιακές δυσκολίες λόγω νευροαναπτυξιακών διαφορών

Για μαθητές με δυσλεξία:

Χρήση πολυαισθητηριακών τεχνικών στη διδασκαλία της ανάγνωσης - συνδυασμός οπτικών, ακουστικών και κιναισθητικών τεχνικών (π.χ. φθογγοσύνθεση με χειρονομίες) (Joshi et al., 2002).
Χρήση ηλεκτρονικών βιβλίων και εργαλείων ανάγνωσης οθόνης (π.χ. text-to-speech) για βελτίωση της φωνολογικής επίγνωσης.

Για μαθητές με δυσαριθμησία:

Χρήση οπτικών αναπαραστάσεων και συμβόλων για τη διδασκαλία μαθηματικών εννοιών (π.χ. αριθμογραμμή, χρωματιστές κυβάκια για πρόσθεση) (Pearn, 2007).
Παιχνίδια με χειραπτικό υλικό για εξάσκηση βασικών αριθμητικών δεξιοτήτων (π.χ. κομπάζια, χάντρες για προσθέσεις).

Για μαθητές με ΔΕΠΥ:

Τεχνικές διαχείρισης συμπεριφοράς μέσα στην τάξη (π.χ. σύστημα ενίσχυσης με επιβράβευση, οπτικά προγράμματα με εικονίδια) (DuPaul & Stoner, 2014).
Συχνές μεταβάσεις μεταξύ δραστηριοτήτων και παιχνίδια κίνησης για διάσπαση προσοχής.

Για μαθητές με διαταραχές αυτιστικού φάσματος:

Χρήση οπτικών υποστηρικτών όπως εικόνες, σύμβολα και κοινωνικές ιστορίες για διδασκαλία κοινωνικών δεξιοτήτων (Sansosti & Powell-Smith, 2008).
Εφαρμογή προγραμμάτων Ανάλυσης Εφαρμοσμένης Συμπεριφοράς (ABA) για βελτίωση της επικοινωνίας, της κοινωνικής αλληλεπίδρασης και των προσαρμοστικών δεξιοτήτων (Dawson et al., 2010).

Για μαθητές με διάχυτες διαταραχές ανάπτυξης:

Λεκτική διαμεσολάβηση για ενίσχυση της επικοινωνίας και των κοινωνικών δεξιοτήτων (Ingersoll, 2010).
Δομημένα οπτικά προγράμματα και προβλέψιμες ρουτίνες για καλλιέργεια αυτονομίας (Odom et al., 2010).

Συμπεράσματα

Η εκπαίδευση παίζει σημαντικό ρόλο στην υποστήριξη της μάθησης για όλους τους μαθητές, ακόμα και για εκείνους με νευροαναπτυξιακές ιδιαιτερότητες. Όπως αναλύθηκε στις προηγούμενες ενότητες, οι μαθησιακές δυσκολίες συχνά απορρέουν από νευροαναπτυξιακές διαφορές στη δομή και λειτουργία του εγκεφάλου. Ωστόσο, η σύγχρονη έρευνα έχει αποδείξει ότι αυτές οι δυσκολίες δεν είναι αναπόφευκτες και αναπόσπαστες. Μέσα από κατάλληλα σχεδιασμένες εκπαιδευτικές παρεμβάσεις, οι μαθητές αυτοί μπορούν να υποστηριχθούν αποτελεσματικά ώστε να αναπτύξουν το γνωστικό και κοινωνικο-συναισθηματικό τους δυναμικό. Η πρώτη προϋπόθεση είναι η ακριβής αξιολόγηση των μαθησιακών αναγκών του μαθητή, ώστε να εντοπιστούν τα ακριβή σημεία όπου χρειάζεται υποστήριξη. Στη συνέχεια, μέσα από την εξατομικευμένη διδασκαλία, τις κατάλληλες προσαρμογές στο αναλυτικό πρόγραμμα και το εκπαιδευτικό υλικό, καθώς και τη χρήση ειδικών εκπαιδευτικών τεχνικών, ο μαθητής μπορεί σταδιακά να ξεπεράσει τις δυσκολίες και να βελτιώσει τη μαθησιακή του επίδοση. Συνεπώς, παρά τις νευροαναπτυξιακές ιδιαιτερότητες, η εκπαίδευση διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην ενίσχυση της μάθησης και των δεξιοτήτων όλων των μαθητών μέσα από κατάλληλα προσαρμοσμένες προσεγγίσεις. Με αυτόν τον τρόπο υποστηρίζεται η ακαδημαϊκή, κοινωνική και συναισθηματική ανάπτυξη όλων των μαθητών ανεξαρτήτως ικανοτήτων και αναγκών.

#νευροεπιστήμη #εκπαίδευση #εγκέφαλος #ΜαθησιακέςΔυσκολίες #δυσλεξία #δυσαριθμησία #ΔΕΠΥ #αυτισμός

Βιβλιογραφικές Πηγές

Amaral, D. G., Schumann, C. M., & Nordahl, C. W. (2008). Neuroanatomy of autism. Trends in Neurosciences, 31(3), 137-145.
Arnsten, A. F. (2009). Toward a new understanding of attention-deficit hyperactivity disorder pathophysiology: An important role for prefrontal cortex dysfunction. CNS drugs, 23(1), 33-45.
Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2016). Neuroscience: Exploring the brain. Lippincott Williams & Wilkins.
Blakemore, S. J., & Frith, U. (2005). The learning brain: Lessons for education. Blackwell Publishing.
Brown, T. T., & Jernigan, T. L. (2012). Brain development during the preschool years. Neuropsychology review, 22(4), 313-333.
Carper, R. A., Moses, P., Tigue, Z. D., & Courchesne, E. (2002). Cerebral lobes in autism: early hyperplasia and abnormal age effects. Neuroimage, 16(4), 1038-1051.
Dawson, G., Rogers, S., Munson, J., Smith, M., Winter, J., Greenson, J., Donaldson, A., & Varley, J. (2010). Randomized, controlled trial of an intervention for toddlers with autism: the Early Start Denver Model. Pediatrics, 125(1), e17-e23.
Dayan, P., & Cohen, L. G. (2011). Neuroplasticity subserving motor skill learning. Neuron, 72(3), 443-454.
DuPaul, G. J., & Stoner, G. (2014). ADHD in the schools: Assessment and intervention strategies. Guilford Publications.
DuPaul, G. J., Weyandt, L. L., & Janusis, G. M. (2011). ADHD in the classroom: Effective intervention strategies. Theory into Practice, 50(1), 35-42.
Fields, R. D. (2008). White matter in learning, cognition and psychiatric disorders. Trends in neurosciences, 31(7), 361-370.
Giedd, J. N., Blumenthal, J., Jeffries, N. O., Castellanos, F. X., Liu, H., Zijdenbos, A., ... & Rapoport, J. L. (1999). Brain development during childhood and adolescence: a longitudinal MRI study. Nature neuroscience, 2(10), 861-863.
Hensch, T. K. (2004). Critical period regulation. Annual review of neuroscience, 27, 549-579.
Huttenlocher, P. R., & Dabholkar, A. S. (1997). Regional differences in synaptogenesis in human cerebral cortex. Journal of comparative Neurology, 387(2), 167-178.
Ingersoll, B. (2010). Teaching social communication: A comparison of naturalistic behavioral and development, social pragmatic approaches for children with autism spectrum disorders. Journal of Positive Behavior Interventions, 12(1), 33-43.
Joshi, R. M., Dahlgren, M., & Boulware-Gooden, R. (2002). Teaching reading in an inner city school through a multisensory teaching approach. Annals of dyslexia, 52(1), 229-242.
Kandel, E. R., Schwartz, J. H., Jessell, T. M., Siegelbaum, S. A., & Hudspeth, A. J. (2013). Principles of neural science (Vol. 5). New York, NY: McGraw-hill.
Knudsen, E. I. (2004). Sensitive periods in the development of the brain and behavior. Journal of cognitive neuroscience, 16(8), 1412-1425.
Kolb, B., Gibb, R., & Robinson, T. E. (2003). Brain plasticity and behavior. Current directions in psychological science, 12(1), 1-5.
Odom, S. L., Collet-Klingenberg, L., Rogers, S. J., & Hatton, D. D. (2010). Evidence-based practices in interventions for children and youth with autism spectrum disorders. Preventing school failure: Alternative education for children and youth, 54(4), 275-282.
Pearn, C. (2007). Using puppetry in a coordinated approach to teach mathematics. Australian Primary Mathematics Classroom, 12(3), 8.
Pujol, J., Vendrell, P., Junque, C., Martí‐Vilalta, J. L., & Capdevila, A. (1993). When does human brain development end? Evidence of corpus callosum growth up to adulthood. Annals of Neurology: Official Journal of the American Neurological Association and the Child Neurology Society, 34(1), 71-75.
Rakic, P. (2009). Evolution of the neocortex: a perspective from developmental biology. Nature Reviews Neuroscience, 10(10), 724-735.
Rotzer, S., Kucian, K., Martin, E., Von Aster, M., Klaver, P., & Loenneker, T. (2008). Optimized voxel-based morphometry in children with developmental dyscalculia. Neuroimage, 39(1), 417-422.
Sansosti, F. J., & Powell-Smith, K. A. (2008). Using computer-presented social stories and video models to increase the social communication skills of children with high-functioning autism spectrum disorders. Journal of Positive Behavior Interventions, 10(3), 162-178.
Shaywitz, S. E., Shaywitz, B. A., Fulbright, R. K., Skudlarski, P., Mencl, W. E., Constable, R. T., ... & Lacadie, C. M. (2002). Neural systems for compensation and persistence: young adult outcome of childhood reading disability. Biological psychiatry, 52(1), 25-33.
Spitzer, M. (2006). Brain development and processes of learning. In J. Oates, A. Grayson, & L. H. Turner (Eds.), Cognitive and language development in children (pp. 83-103). Oxford: Blackwell Publishing.
Stiles, J., & Jernigan, T. L. (2010). The basics of brain development. Neuropsychology review, 20(4), 327-348.
Wong, C., Odom, S. L., Hume, K. A., Cox, A. W., Fettig, A., Kucharczyk, S., ... & Schultz, T. R. (2014). Evidence-based practices for children, youth, and young adults with autism spectrum disorder. Chapel Hill: The University of North Carolina, Frank Porter Graham Child Development Institute, Autism Evidence-Based Practice Review Group, 1-18.