Træning og læring med udgangspunkt i neuroscience

Transkript

1 Træning og læring med udgangspunkt i neuroscience Medfødt tilstand: født normal i egen opfattelse Gennem opvækst konfronteret med at være anderledes Oplever mitch-match mellem intention og handling Kroppen bliver en modstander [kroppen er IKKE mig] Basale problemer Pludselig ændres verden det der før var let og tilgængeligt, er nu vanskeligt og uopnåeligt. Kroppen vil ikke lystre. Kroppen er slet ikke mig. Den er min krop min dumme krop. Der er en afgrund mellem det personen vil og det personen kan. Før parathed til læring og evnen til koncentration kan vende tilbage, skal krop og hjerne spille sammen igen Under langvarig stresspåvirkning frigøres en række signalstoffer i hjernen, der medvirker til nervøs overreaktion på omverdenen såvel kropsligt som mentalt. Sådanne reaktioner blokerer for læring og hukommelse. Herved øges følelsen af angst og almen usikkerhed. Kroppen svarer igen med smerter. Der skabes en ond cirkel, som må brydes ved at genskabe balancen mellem krop og hjerne. Alle bliver heldigvis ældre og ældre. Det betyder samtidig, at vi skal holde os i form for at få et så godt liv som muligt. En del af aldringen er oplevelsen af at alt bliver langsommere. Det er sværere at huske de daglige gøremål. Gang og balance er en smule mere usikker. En følelse af beklemthed ved at færdes blandt andre vokser og af og til præges det hele af angst og usikkerhed på både nutid og fremtid. 1

2 Helene Elsass VIDEN & EVIDENS Københavns Universitet, Panum 2

3 HEC & Internationale Partnerskaber Michael Merzenich, UCSF Alain Berthoz, College de France Giovanni Cioni, Pisa University Shaun Gallagher, Memphis University Roslyn Boyd, Queensland University BROEN Bearbejde Udvikle Publiceret Li>eratur Specifik forskning Grundforskning HEC PRAKSIS- LAB TEST- CENTER PRØVE / LEGE INNOVATION Samfund Primærsektor Individ - Bruger 3

4 LÆRING TRÆNING QoL OVERGANGE (TRANSITION) COOL UDDANNELSE JOB Fokuspunkter i forhold til CP VIDEN SPECIFIK / GLOBAL ALDRING PANUM Neuroplasticitet CFS Embodiment DPU Læring DTU Ernæring Det Plastiske Menneske V I D E N CNS & Neuroplasticitet Epigenetik Aldring Muskler & Adaptivitet Embodiment Socialitet Handikapidentitet K O N S E K V E N S LÆRING Ændring 3M Psykodynamik COOL TRÆNING Intensitet Tilstrækkelig TID Udfordrende M E T O D E INNOVATION Nye teknologier Nyorientering Mitii / Buil2Move / CareToy/ Food4Brains / PSAD 4

5 ..det der kan udvikles NEUROPLASTICITET CONNECTOME To understand the functioning of a network, one must know its elements and their interconnections. The connectome will significantly increase our understanding of how functional brain states emerge from their underlying structural substrate, and will provide new mechanistic insights into how brain function is affected if this structural substrate is disrupted. The Human Connectome, a structural description of the human brain, Sporns et al

6 Hjernen er foranderlig "Once development is complete, the sources of growth and regeneration of axons and dendrites are irretrievably lost. "In the adult brain the nerve paths are fixed and immutable: everything can die, nothing can be regenerated." Ramon y Cajal ( ) Hjernen er dynamisk og plastisk Synapserne i hjernen tændes og slukkes med en hastighed af: pr. sekund Ny læring, erfaringer og oplevelser resulterer i nye synapser 6

7 Læring kræver ændring og ændring kræver læring LÆRING Basale krav Øge den globale hjerne-krop interaktion Øge graden af selvtillid Læring defineres som det at tilegne sig nyt stof og/eller nye færdigheder, som medfører permanent ændret adfærd Basale behov Basale muligheder TRÆNING OG LÆRING Best practice ved læring og træning: Intensitet Gentagelse Progressiv udfordring Aktivitet Tilstrækkelig TID! 7

8 ..det der kan udvikles..det der kan udvikles 8

9 LÆRING - fra neuroscience Erfaring/ Oplevelse/ Undervisning DidakNsk- pædagogisk skir Arousal/ Opmærksomhed FunkNonelle Neurale Ændringer CREB AkNvering Figur: Peder Esben Bilde, 2013 IniNal Læring/ DendriNc spines IT IS THE ACTION - NOT THE ACTIVITY Sensory experiences result in the release of neurotransmitters at excitatory synapses where glutamate is the primary neurotransmitter. Glutamate is released from the presynaptic terminal and binds to receptors on the postsynaptic neuron. The membrane is depolarized which activates the calcium channels followed by influx of calcium. The increase of cytoplasmic calcium activities a program of gene expression in the nucleus. Cold Spring Harb Perspect Biol 2011;3:a

10 DEN DYNAMISKE HJERNE Hjernen er dynamisk og arbejder i komplekse systemer kredsløb (circuitative). Det betyder, at kontrol over og styring af adfærd, som eksempelvis kognition og motorik tanker og bevægelser deler fælles underliggende systemer. Aktivitetsprogrammer, hvor krop og tanke motiveres til at arbejde sammen, er derfor særlig velegnede. Anthony Randal McIntosh: Regions may be critical for a particular operation, but the operation itself arises from combined actions of many regions Department of Psychology University of Toronto Kontrol af bevægelser er direkte styret af de kognitive ressourcer, der styrer al vores adfærd. 10

11 Systemisk Global optimering af neurale netværk These studies indicate that learning and daily sensory experience leave minute but permanent marks on cortical connections and suggest that lifelong memories are stored in large stable connected synaptic networks. Guang Yang, Feng Pan & Wen-Biao Gan Molecular Neurobiology Program, The Helen and Martin Kimmel Center for Biology and Medicine at the Skirball Institute of Biomolecular Medicine, Department of Physiology and Neuroscience, New York University School of Medicine, New York, New York 10016, USA.Max, 2010 NEURAL REPAIR & NEUROPLASTICITY At frembringe positive effekter i hjernens plasticitet kræver at stimuli induceres over et tilstrækkeligt tidsrum med et programmeret forløb. Træning og læring skal være intensiv, gentagende og progressiv udfordrende. Individet skal være meget motiveret for træning/læring og vigtigst af alt, være aktiv selvmedvirkende. Michael M. Merzenich, PhD,Sooy Endowed Professor, Co-Director, Coleman Memorial Laboratory Department of Otolaryngology - Head and Neck Surgery UCSF 11

12 Systemisk Global optimering af neurale netværk Overall, our experiments not only show that the rearrangement of intracortical connections by way of dendritic spines is one mechanism contributing to experience-dependent plasticity, but also that these spines embody the history of previous adaptations by cortical circuits. In this way, specific structural modifications may serve to store information about past experiences and thereby endow the cortex with an improved ability to adapt to similar experiences in the future. Sonja B. Hofer, Thomas D. Mrsic-Flogel, Tobias Bonhoeffer & Mark Hübener, Max Planck Institute of Neurobiology - NATURE Vol January 2009 Kortikal forøgelse (Nye dendritter) 3 trin i læringsprocessen: Ca. 35 dage 1) ny læring udvikler en population af nye dendritic spines 2) denne population bliver herefter reduceret til en mindre undergruppe, 3) færdighedsformåen opretholdes af denne lille, men stabile undergruppe af dendritic spines CorNcal Map PlasNcity Improves Learning but Is Not Necessary for Improved Performance Amanda Reed, Jonathan Riley, Ryan Carraway, Andres Carrasco, Claudia Perez, Vikram JakkamseZ, and Michael P. Kilgard (Neuron, Volume 70, Issue 1, , 14 April 2011) 12

13 Læring for livet Being in a world of experience is basic for learning and inducing lasting changes in the circuitries of the brain. The enriched environment protocols greatly promoted spine growth leading to an increase in the absolute numbers of spines. (Nature Reviews, July 12 / vol. 13) Our findings indicate a strong positive association between the global efficiency of functional brain networks and intellectual performance. (Journal of Neuroscience, June 10, 2009) An ever-changing enhanced environment Move it to improve it - a cloud compunng individualized training and learning system 13

14 Mitii: Move it to improve it Et individualiseret, cloud compunng trænings- og læringssystem Move It To Improve It - MiTii Virtual web training system 14

15 Move It To Improve It - MiTii Virtual web training system Attention Perceptual decoding Cognitive adaptation Exsecutive functions Action / behaviour Move It To Improve It MiTii - a cloud computing individualized training and learning system LEARN Learn TO to TRAIN train train TRAIN to learn TO LEARN 15

16 Move It To Improve It MiTii - a cloud computing individualized training and learning system 16

17 Er det min egen bevægelse (agency)? Nielsen, T. (1963). Volition: A new experimental approach. Scandinavian Journal of Psychology, 4,

18 Visions Being in a world of experience is basic for learning and inducing lasting changes in the circuitries of the brain. By contrast the enriched environment protocols greatly promoted spine growth leading to an increase in the absolute numbers of spines. (Nature Reviews, July 12 / vol. 13) Our findings indicate a strong positive association between the global efficiency of functional brain networks and intellectual performance. (Journal of Neuroscience, June 10, 2009) 18