Det multimodale læringsrum belyst ud fra en neurobiologisk forklaringsmodel

Transkript

1 Carsten Reidies Bjarkam, læge, lektor, PhD., ved Neurologisk Afdeling, Anatomisk Insitut, Århus Universitet Det multimodale læringsrum belyst ud fra en neurobiologisk forklaringsmodel Key words: associationscortex, cortex cerebri, cerebralt informationsflow, heteromodale hjernebarksområder, unimodale sensoriske hjernebarksområder. Det multimodale læringrum, dvs. en indlæringsramme baseret på læring via stimulation af flere sansekanaler, er ikke nødvendigvis for den enkelte specifikke elev en bedre læringsvej end unimodal indlæring. Men med afsæt i min daglige undervisningpraksis af voksne (lægestuderende) i hjernens opbygning og funktion, og ud fra viden om sidstnævnte forhold, vil jeg nedenfor søge at belyse hvorfor, det multimodale læringsrum via sin stimulation af flere sansesystemer kan øge sandsynligheden for indlæring i hele gruppen og hæve læringsniveauet hos den enkelte. De færeste undervisningsforløb er baseret på ensidig (unimodal) indlæring, hvor pensum tilegnes ved selvstudium af lærebog eller ud fra forelæsninger alene. De fleste undervisningsforløb er således ofte baseret på en lærebog, hvis indlæring søges støttet med forklarende undervisningstimer/fore- 2

2 læsninger og opgaver, som den studerende skal løse med udgangspunkt i lærebogens stof. Hertil kommer, at mange undervisningsseancer involver brug af multimedier (film, computer, bånd) eller praktisk anvendelse af det lærte ved leg, teater og rollespil. I vores omkostningsbevidste tider kan man imidlertid ofte blive konfronteret med ønsket om at reducere indlæringsstøttende tiltag og i stedet satse mere på at basere curriculum på selvstudium af lærebog/pensum suppleret med få (så få som muligt) støttende forlæsninger. Undervisning givet på sådanne præmisser indebærer få omkostninger for undervisningsudbyderen, men stiller tilgengæld store krav til den studerendes modenhed, abstraktionsevne og boglige færdigheder. Det er min erfaring, at en del studerende besidder disse evner og selv uden forelæsninger og øvrige ekstramodale undervisningstiltag vil kunne tilegne sig pensum ved selvstudium, evt. fordi de selv behandler stoffet ekstramodalt ved at danne læsegrupper, hvor stoffet repeteres og diskuteres og belyser pensum yderligere ved egenhændigt at opsøge supplerende information fra andre lærebøger og medier. Jeg vil dog, ud fra egen praksiserfaring og eksisterende viden om hjernens opbygning og funktion, i det følgende søge at begrunde, at det multimodale læringsrum øger sandsynligheden for, at alle deltagere i undervisningsforløbet lærer stoffet, ligesom denne undervisningsform øger undervisningsudbyttet for den enkelte ved at øge dennes abstraktions- og associationsniveau omkring pensum. Læring er betinget af konversion af sansning til anvendelsesbar erkendelse Mennesket er lykkeligvis udstyret med en lang række sanseorganer, som muliggør registrering af ændringer i vores ydre og indre miljø. Af særlig betydning for konventionel indlæring er syns-, høre- og følesansen. Synssansen bruges ved læsning af bogstaver, tal og øvrige tegnsymboler samt ved aflæsning af hvordan, andre gør og føler (mimik og gestikulering). Høresansen er selvsagt essentiel for opfattelse af det talte sprog, musik og lyd i det hele taget, mens følesansen er nødvendig for praktisk håndtering af værktøj og erkendelse af omverden via vores hænder og øvrige kropsoverflade. For alle tre sansesystemer gælder, at sansningen sker ude ved sansereceptoren, dvs. nethinde, det indre øres hårceller og hudens følereceptorer og herfra via flerledede nervebaner når specifikke hjernebarksområder i hjernen (se side 4, fig. 1). Disse områder benævnes synsbarken, hørebarken og følebarken (somatosensorisk cortex) og er ansvarlige for den bevidste erkendelse af sansningen. Sidstnævnte vil sige, at et smerteindtryk på hånden stimulerer dennes smertereceptorer, som givet påvirkningen er kraftig nok, danner en nerveimpuls, som sendes ind til rygmarven. Nerveimpulsen kan her direkte kontakte motoriske nerver, som sørger for, at hånden trækkes væk, mens bevidst erkendelse og viljestyret aktion fordrer, at nerveimpulsen via nerverbaner i centralnervesystemet når storhjernens hjernebark (Fig. 1). For de omtalte sansesystemer gælder 3

3 Figur 1: Skematisk illustration af nervesystemets overordnede struktur, med illustration af hvorledes, perifert registrerede syns-, høre- og føleinput føres ind til centralnervesystemet og via dettes centrale nervebanner når den specifikke sensoriske hjernebark, ansvarlig for bevidst erkendelse af sanseindtryket. Bemærk at de indkomne sanseindput bearbejdes i modalitetsspecifikke hjerneområder som er fysisk og funktionelt adskilt. Følebarken (blå) er således placeret fortil i hjernens isselap, mens synsbarkken (grøn) ligger i nakkelappen og hørebarken (rød) er lokaliseret i den øverste del af tindingelappen. De små pile inden for hvert sensorisk barkområde symboliserer, at de indkomne sanseindtryk gennemgår en yderligere viderebearbejdning i sekundære og tertiære sensoriske områder. endvidere, at deres specifikke hjernebarksområde kan underinddeles i primære, sekundære og evt. tertiære områder, som varetager forskellige aspekter af sansningserkendelsen (Fig. 1). De primære barkområder vil således indkode imformation om sanseindtrykkets lokalisation (på hvilken kropsdel sker berøringen, hvor i synsfeltet forekommer lysstimulationen og lydens frekvens), mens de sekundære og tertiære områder bidrager med at generere information om mere komplekse forhold ved sanseoplevelsen, hvilket for synets vedkommende bl.a. omfatter information om farve, bevægelse og former. Sekundære og tertiære sensoriske barkområder vil således ofte fortage en betydelig viderebearbejdning af det primære sanseinput. Bevidst erkendelse af sanseinputtet betyder imidlertid ikke, at sanseinputtet huskes og er anvendeligt for yderligere kognitiv bearbejdning. Hertil kræves, at den erkendte sanseinformation bearbejdes yderligere i - eller med hjælp fra - hjerneområder som hippocampus (eksplicit hukommelse), amygdala (emotionel betydning af sanseinputet) og præfrontale hjernebark (sanseinputtets betydning i en individuel og social kontekst). Først når disse hjerneprocesser har fundet sted, vil erkendelsen af sanseinputtet være fuldt bearbejdet og gemt forskellige steder i hjernebarken til fremtidig anvendelse. 4

4 Sammenblanding af flere sansemodaliteter foregår i hjernens associationsbarksområder ansvarlige for supramodal sansning, associationsdannelse og abstraktion Det bør bemærkes, at de intil nu omtalte sensoriske hjernebarksområder er modalitetsspecifikke, dvs. at synsbarken kun arbejder med synsindtryk, hørebarken med høreindtryk og følebarken med føleindtryk. Integration af sanseindtryk fra forskellige sansemodaliteter foregår derimod i specielle heteromodale hjernebarksområder benævnt associationsbark (associationscortex). I disse områder kan information fra flere forskellige specifikke sensoriske hjernebarksområder blandes og eventuelt relateres til tidligere indlærte erfaringer og emotioner samt ens egen personlighed og sociale adfærdsreferanceramme (se side 6, fig. 2). Midt imellem den specifikke følebark, synsbark og hørebark ligger således et væsentligt hjernebarksområde, hvor sammenblanding af sanseinformation fra de tre tidligere omtalte specifikke føleområder kan finde sted. Herved opstår muligheden for, at et givet objekt kan klassificeres visuelt, taktilt og auditivt, hvorved forudsætningen (hvis man indregner tilløbende information fra hippocampus, amygdala og den præfrontale cortex) for sprogdannelse og efterfølgende abstraktioner foreligger. Det omtalte associationsområde benævnt Wernickes område er følgelig ansvarlig for vores sprogforståelse, hvilket tydeligst eksempliceres ved den manglende sprogforståelse (benævnt receptiv eller flydende afasi), som patienter med læsioner i dette område udviser. Adgang til hjernens associationsområder kan ske via forskellige sansemodaliteter Hjernens associationsområder er således kendetegnet ved, at de modtager sanseinformation fra mange forskellige sansesystemer, og at denne information her kan sammenkobles til mere kompleks og multifacetteret information. Den samme genstand kan således kendetegnes ved dens ydre (fire ben, hale, lysegul pels), dens lyd (gøen) og taktilt (skarpe tænder, følelsen af at ae en hund). Hvis man hertil via hippocampus inddrager episodisk kontekst (mine forældres hund er en golden retriver benævnt Dalton) og via amygdala inddrager emotionel kontekst (jeg synes den er sød), så repræsenterer de nævnte informationskanaler hver for sig brikkerne i det puslespil, som tilsammen danner min bevidste repræsentation af mine forældres hund. Når denne multimodale repræsentation først er etablereret i hjernebarken via de nævnte områders mellemkomst (Fig. 2), kan man imidlertid selv ved stimulation af én eller nogle få sansekanaler i bevidstheden danne det fulde billede af genstanden. Min mor behøver således bare at omtale vores hund i telefonen, for at jeg kan se den for mig. Associationsområderne spiller tilbage til hjernens hukommelsescentre og de sansespecifikke hjernebarksområder Bevidst genkaldelse af alle de modaliteter, som repræsenterer en genstand 5

5 Figur 2: Skematisk illustration af relationen mellem de unimodale specifikke sensoriske hjernebarksområder og den heteromodale associationscortex eksempliceret ved Wernickes område (sort stjerne). Wernickes område er ansvarlig for vores sprogforståelse og varetager bl.a. denne funktion ved at sammenholde taktil, visuel og auditorisk information i en personlig og social kontekst under påvirkning af input fra præfrontal cortex (1), emotionel kontekst via input fra amygdala (2) og episodisk og semantisk kontekst via samspil med hippocampus (3). Bemærk at de anførte informationskanaler er reciprokke, hvilket vil sige, at associationsbarken ikke kun modtager information, men også sender bearbejdet/kompleks information tilbage til de anførte hjernebarksområder og hermed kan præge arbejdsprocesserne i disse. i vores bevidsthed, ud fra aktuel sansning af brudstykker af det fulde billede, er betinget af, at de beskrevne nervekredsløb er reciprokke. Det vil sige, at informationer ikke kun vandrer fra simple til mere komplekse hjernebarksområder, men at informationen genereret i associationsområderne ved den komplekse informationsbearbejdning ligeledes kan vandre tilbage og forme/modulere vores informationsbearbejdning i de unimodale sanse- 6

6 områder (Fig. 2). Enhver (unimodal) adgang til min bevidste repræsentaion af mine forældres hund vil således kunne styrke/konsolidere min samlede multimodale bevidste kortikale repræsentation af hunden. Multimodal indlæring øger chancen for adgangen til hjernens associationsområder og beriger denne med multifacetteret information, hvorved associations- og astraktionsevne forøges Vi er ikke alle lige visuelt, auditivt eller taktilt begavede, nogle vil derfor have nemmere ved at indlære bogligt, mens andre vil have mere flair for taktil/praktisk indlæring. Ud fra ovenstående gennemgang af sammenhængen mellem unimodale og heteromodale hjernebarksområder samt hjernens informationsflow, bliver det dog klart, at de heterotrope hjernebarksområder kan nås via mange forskellige kanaler. Et multimodalt læringsrum vil derfor muliggøre, at elever med forskellige indlæringskompetancer og styrker alle kan tilgodeses. Endvidere viser ovenstående, at opbygningen af en kompleks/multifacetteret bevidst repræsentation i hjernebarken fordrer, at den indlæres multimodalt. Elever som således nemt kan tilegne sig stoffet ud fra lærebogen alene, vil således stadig blive beriget af at arbejde praktisk med stoffet, idet stimulation af alternative informationskanaler ikke bare vil styrke den skete indlæring, men også muliggøre, at nye associationer og abstraktioner formes. Neuroanatomi ved Aarhus Universitet; et eksempel på et multimodalt læringsrum. Neuroanatomi er faget om hjernens opbygning og funktion. Det udbydes til medicinstuderende på 2. semester fulgt af skriftlig eksamen ved semestrets afslutning. Undervisningen er baseret på en lærebog, som definerer pensum. Lærebogens emner gennemgås først i semesteret for hold på studerende ved 8x2 timers undervisning, hvor en underviser belyser stoffet, stiller opgaver og svarer på spørgsmål fra de studerende. Denne gennemgang efterfølges af 5x4 timers dissektionsundervisning, hvor de studerende ved hjælp af en skriftlig vejledning på doneret hjernemateriale identificerer de enkelte hjernestrukturer, som så gennemgås i gruppen og sammen med holdunderviseren. I den sidste halvdel af semestret afholdes en forelæsningsrække på 10x2 timer, som ud over at gennemgå pensum søger at relatere dette videre til kliniske og funktionelle problemstillinger. Opbygningen af undervisningen sikrer hermed, at pensum gennemgås tre gange i løbet af semestret, samt at indlæringen af hjernens struktur tages fra et abstrakt (skriftligt) til et praktisk (dissektionsundervisningen) niveau, idet sidstnævnte undervisningsform illustrerer hjernestrukturene i 3D og deres indbyrdes relation. Herudover giver holdog dissektionsundervisningens opgaver og medfølgende diskussion mulighed for, at de studerende kan få arbejdet intellektuelt med stoffet, mens forelæsningerne repeterer, konsoliderer og ekspanderer det indlærte stof. 7

7 Det er min klare opfattelse, at denne undervisningsform muliggør, at studerende med mindre gode abstraktionsevner også kan danne sig et fornuftigt billede af hjernens rumlige struktur i 3D, mens de tre forskelligartede gennemgange af stoffet med mulighed for opgaver, diskussion og perspektivering giver den enkelte mulighed for at øge sin association og abstraktionsevne omkring pensum. Støttende literatur Bjarkam CR (2004) Neuroanatomi. Munksgaard Danmark (København), 248 sider, ISBN Dam L, Friedrichsen A, Lund K, Risager K, Pedersen MS (2003) Læringsrum (forord). Sprogforum 25. Mesulam MM (1998) From sensation to cognition. Brain 121: Korrespondence til: Carsten Reidies Bjarkam Neurobiologisk Afdeling, Anatomisk Institut Aarhus Universitet, DK-8000 Aarhus C, Danmark Tlf: (+45) Fax: (+45) cb@ana.au.dk n 8