Hvor foregår læsning? Pædagogisk neurovidenskab og tilegnelse af sprog og læsning Bo Steffensen Lektor, dr. pæd. Nationalt Videncenter for læsning - There is not such thing as brainless learning (Howard Gardner 2008) Læsning foregår i hjernen I dag kan vi se hvordan hjernen ser ud og hvad der sker når man lærer og læser På hvilke punkter kan vi blive klogere ved at bruge resultater fra hjerneforskningen på undervisningen? Hjernen1 Hjernens forskellige områder kan angives på forskellige måder Brodmanns områder ( Fx BA 17) Anatomiske strukturer (Fx STG) Talairach koordinater (Fx -38,-48,45) Men der er mange begreber og de passer ikke altid sammen. Fx dorsal/ventral
Hjernen2 Neuroner og gliaceller 100 mia. neuroner 1000 mia. gliaceller Hvert neuron har 15.000 200.000 forbindelser med andre neuroner Længden af de myeliniserede neurale netværk er ca.150.000 180.000 km. 1cm3 hjernevæv indeholder 1 mia. synapser Hvert minut dannes/nedbrydes 10.000 synapser Hjernescanningsteknikker Muligheder fordele og ulemper ERP MEG MR fmri DTI PET
Hvordan ved vi hvad der sker i hjernen? Hovedtyper af undersøgelser: Funktionelle MR scanninger. fmri Billede af aktivitet Strukturelle MR scanninger. Billede af struktur. Forbindelse mellem dele af hjernen ved DTI Måling af elektrisk aktivitet. EEG. ERP. Måler reaktionstid på stimulation. Billederne er svære at fortolke. MEG. Kombinerer funktion, og høj opløselighed i tid og sted Nerveceller og synapser Hjernens udvikling Modning af grå substans Modning af forskellige områder Omvendt U mønster Synaptogenese og pruning Kønsforskelle: Parietallapper: 10.2 11.8 Frontallapper: 11.0-12.1 (Dorsofrontal senere) Temporallapp: 16.7-16.5 (Mere end 25 år) Store forskelle i områder og individer
Billeddannelse af fiberbaner (DTI) De ses som hvide, men er farvede
Udvikling af hjerneceller Hjernens plasticitet Plasticitet betyder at hjernen påvirkes af omgivelserne og af undervisning Sensitive perioder for hørelse, syn og sprog Universel sprogudvikling ift. plasticitet: 1 3 måneder: Skelner lydforskelle i sprog 6 måned: Vokaler i modersmål 10 måned: Sprogspecifik produktion af lyde 11 måned: Konsonanter i modersmål (op), i andre sprog (fald) 12 måned. Første ord produceres Hjernens læsekredsløb Ordformsområdet Placeret omkring V fusiform gyrus Reagerer på < 200 ms på alle skrevne ord Kan genkende alle rækker af bogstaver uanset skrift (form, størrelse, position) Overfører bl.a. informationer til områder for lyd og mening
Hjernens opbygning og læsning Sprog foregår over hele hjernen Der findes særlige sprogkredsløb Læsning er en visuel aktivitet At lære at læse består i at koble det visuelle læsekredsløb sammen med det (auditive) sprogkredsløb der findes i forvejen Fiberbaner af hvid substans forbinder hjernens dele Læsning er et komplekst kulturelt fænomen Læsning er sent udviklet Læsning er distribueret over store dele af hjernen Derfor er viden om udvikling af fiberbanerne vigtig: Fx corpus callossum og arcuate fasciculus (Dorsal pathway: SLF= superior longitudinal fasciculus)
Læsning og lyd Viden fra hjernescanninger - hjernebilleder I alle skriftsprog i verden aktiveres ordenes fonologiske form før eller senest samtidig med at læseren får adgang til ordets mening Man kan ikke læse uden at bygge på det lydsystem ordene er gemt i Det visuelle sprogområde Det visuelle ordformsområde (BA 37) Omskrivning af hjernen fra at genkende konturer (genstande), i naturen til at genkende bogstaver Hjernen skal koble bogstaver og lyde, men den ved intet om bogstaver og deres lyde Selvom læsning er en visuel aktivitet, skal hjernen lære bogstavernes lyde at kende (fonologisk opmærksomhed) Hvis et bogstav har mange lyde er det svært Eksempel på lydrethed Hvordan udtales et e på dansk? dele tre tjene vej pibe sommer de neutral juice - Og så videre: Mindst 20 standardudtaler.
OrthographicTransparancy (Visuel) Languages vary in the degree to which letters have a 1:1 mapping to sound Greek Finnish German Italian Spanish Swedish Dutch Icelandic Norwegian French Portuguese Danish» English OECD 2004 Pisa Læsning 2009 1. Shanghai-China 556 2. Korea 539 3. Finland 536 4. Hong Kong-China 533 5.Singapore 526 12.Norway 503 16.Iceland 500 19.Sweden 497 24.Denmark 495
Pisa 2009 Læsning Dansk børn læser middelmådigt Ingen ændringer fra 2000-2009 Færre danske børn læser godt end i de andre nordiske lande Danske piger læser bedst, men dårligere end i de andre nordiske lande Sammenhæng mellem læseengagement (læsevaner og læselyst) og læsestandpunkt Ortografisk kompleksitet Sammenligning mellem dyslektiske børn og kontrolbørn i 6 forskellige ortografier ( n=2252 og mellem 8-12 år) Phoneme awarness ( phoneme deletion test i non-word) Rapid naming (ord så hurtigt som muligt) Verbal short term memory (digit span) Forskellig ortografisk kompleksitet Shallow deep ortografier Konsistens Høj Kompleksitet: Engelsk, fransk Medium: Tysk, hollandsk Lav: Finsk, ungarsk Problem: anglocentrisk synsvinkel (finsk) Også: engelsk/spansk arabisk/dansk Cross linguistic studies of dyslexia Sjældne Engelsk tysk Begge sprog: Lav læsehastighed Rigtighed: Tysk høj Engelsk lav I konsistente ortografier er læse- rigtighed høj også ved dyslexia Man kan se the struggling brain ved MEG movie (kan ikke vises)
Hypoteser om læsevanskeligheder/dysleksi Phonological deficit (evnen til at processere sproglyde) Magnocellular theory ( primært syn ) Cerebellum Visual Stress Working Memory ( verbal og visio-spatial) Forholdet mellem teorierne kan afklares ved fx MEG- scanninger af læseprocessen Resultater Prædiktorer. PA og Rapid Naming (RAN) PA stiger med ortografisk kompleksitet PA har en større predictive power end Rapid Naming, men ved lav ortografisk kompleksitet er de ens PA er bedste predictor ved læse- og stave rigtighed mest i kompleks ortografi Ran er en mere universel predictor for hastighed Resultater2 Prevalens 83% viser deficit i PA/RAN/WM 17% fanges ikke af disse predictorer PA er den almindeligste deficit WM findes i 1/3 af tilfældene, men kun 4.3% i isolation Konsekvensen af PA deficit forstærkes ved en kompleks ortografi Syn og arbejdshukommelsen Normalt syn Skelnen mellem Sight og Vision Teorier om Visual Stress Sammenhæng mellem Stress og Arbejdshukommelsen Visio-spatial og Verbal WM En lille gruppe med dysleksi kan forklares ved visual stress (White 2006)
Arbejdshukommelsen og opmærksomhed Arbejdshukommelsen er af betydning ved læsning (både ved logografisk og alfabetisk skrift, men af delvist forskellige årsager) Arbejdshukommelsen kan forbedres ved træningsprogrammer. Fx cogmed Træning forbedrer koncentrationen ved ADHD (Green & Schweitzer) Træning forbedrer læseevnen ved dysleksi (Dahlin 2011) Kan neurovidenskaben understøtte det pædagogiske arbejde? John D. E. Gabrieli. Dyslexia: A New Synergy Between Education and Cognitive Neuroscience Science 325, 280 (2009): ERP studier har vist sammenhæng mellem ERP- reaktion inden for 36 timer efter fødslen og hvem der bliver dyslektisk ved 8 år med 81% nøjagtighed ERP studier på nyfødte korrelerede med sprogtest ved 2.5 3,5 og 5 år Der er nødvendigvis tale om longitudinal studier der tager mange år men konsekvensen af disse studier er måske at man kan forebygge læsevanskeligheder før barnet lærer at læse. Kan neurovidenskaben understøtte det pædagogiske arbejde?2 Findes der andre empirisk belæg for at dette er en realistisk mulighed? Empiri: Nedsat aktivitet i venstre temporo - parietal cortex ved fonologisk processing ved læsning på print der ændres ved intervention (fmri). Ændrede forbindelser i den hvide substans (fiberbaner) (DTI) Teoretisk: Paavo Leppenän 2010 - ERP Auditorisk ERP blev målt ved fødslen Tonerne varierer i pitch 1000 Hz og 1100 Hz Reaktionen fra hjernen er forskellig for kontrolgruppen den typiske læser der reagerer på forskellen og Risikogruppen der ikke skelner mellem tonerne Det gælder både for risikobørn der har et læsehandicap og typiske læsere fra risikogruppen Det viser hen til et epigenetisk paradigme
Nadine Gaab 2007- fmri Stimuli: Ikke sproglige lyde med en strukturel lighed med C-V-C stavelser med enten langsom eller hurtig lyd overgang Træning: Fast- ForWord computer program fmri viser stigende aktivitet i hjernen efter træningen ( -18,51,17= BA 10) Samtidig med bedre læsefærdighed (standardtest) Se også resultater fra E. Temple Fumiko Hoeft 2010 - DTI Kan læsetest mv. eller fmri/dti bedst forudsige muligheden for læseforbedring hos dyslektikere? Ingen adfærdstest kan forudsige fremgang:50% Forsøg: Læseopgaver der kræver fonologisk opmærksomhed aktiverer områder i højre præfrontal kortex og inddrager fiberbaner (højre superior longitudinal fasciculus) Resultat: 2 ½ år senere forudsiges hvilke børn der har forbedret læsning med mere end 90% nøjagtighed. Man kan identificere alternative læsestrategier hos dyslektikere
Læringsstile1 Teorien hænger blandt andet samme med teorien om de mange intelligenser Der findes en helt LS industri, især i USA Er promoveret ved TV2 forsøg i DK Stor review undersøgelser afviser teorien og fraråder at man bruger penge på den Hvorfor er den så populær, men forkert Læringsstile2 Hvorfor ikke Hjernens plasticitet. Hjernen er formbar og man er ikke født med en særlig stil, men kan øve sig til en. Vaner giver også øvelse Læsning er en specifik bio - kulturel færdighed, der kun læres ved en særlig brug af de auditive og visuelle sansemodaliteter Læringsstile3 Hvorfor TV2 forsøget kan virke lidt af andre årsager Passer med en trend efter at søge Best Practice en metode der løser det hele på den halve tid Techno FIX Medfører fejlopfattelse hos lærerne af 1) Hvordan børn lærer og 2) Hvordan man lærer at læse Bringing it all together Hjerneforskningen kan kaste lys over centrale pædagogiske problemstillinger: Hvordan børn lærer Herunder hvordan børn lærer sprog, læsning og matematik Der er publiceret 40.000 relevante forskningsartikler siden 2000. 5000 i år 2009 (Klingberg 2011)
Litteratur De tre vigtigste udenlandske bøger: Stanislas Dehaene: Reading in the Brain. Viking 2009 Der bliver vist dias fra bogen der kan hentes på dens hjemmeside http://readinginthebrain.pagesperso-orange.fr/intro.htm Maryanne Wolf: Proust and the Squid. The Story and Science of the reading Brain. Harper 2008 Torkel Klingberg: Den lärande hjärnan. Natur & Kultur 2011 Litteratur Bo Steffensen. Læs mig. Om spejlneuroner og læseforståelse. Dafolo 2011 (s.m. Theresa Schilhab) Bo Steffensen. Biologiske forudsætninger for sprog. Dansk psykologisk forlag 2010 (Red. Månsson) Bo Steffensen : Nervepirrende pædagogik Akademisk forlag 2007 (s.m. Theresa Schilhab) Bo Steffensen: Sådan lærer børn at læse. Akademisk forlag. Ultimo 2011 Bo Steffensen. Sådan lærer børn (s.m.theresa Schilhab) Under udarbejdelse Bo Steffensen: Når børn læser fiktion. 3. udgave 2005. Akademisk forlag Links Hjemmeside. bosteffensen.dk Nationalt Videncenter for læsning videnomlæsning.dk. Link til Hjerneprojektet med Hvidovre Viden om hjernen Sommeruniversitet 10. 12. august 2011 Hjernen og læsning