A következő címkéjű bejegyzések mutatása: művészet. Összes bejegyzés megjelenítése
A következő címkéjű bejegyzések mutatása: művészet. Összes bejegyzés megjelenítése

2011. november 11., péntek

Miként tanul az agyunk?

Maga az ingerfeldolgozás még nem tanulás. Ha akár elolvasunk, vagy látunk valamit, ez még nem tanulás, még nem jelenik meg változásként a gondolkodásunkban, sem az agyunkban.

A tanulás kisbaba korban (sőt korábban, még az emberré formálódás folyamatában az anyaméhben) kezdődik. Már akkor különféle ingerek érik az érlelődő szervezetet, az érlelődő idegrendszert.
Ezek az ingerek kettősek - egyrészt belülről, magából a szervezetből érkeznek, másrészt kívülről, a szervezeten kívülről.

A genetikai kialakulás, az egyedfejlődés folyamata, a biológiai test felépítését értem ezalatt, elsősorban a belső ingerekre adott belső válaszok mentén alakul ki, illetve a külső ingerek elsősorban az anya testéből, az anya méhén keresztül érik az embriót, amely szintén viszonylag egységes (nagyjából egyező embriótól függetlenül). A sejtet körülvevő további sejtek (amelyeket az emberi szervezet szempontjából belsőnek tekintünk, ám az adott sejt szempontjából külső ingereket hordoznak!) "tanulásra" késztetik az adott sejtet - az inger kiválaszt valamilyen választ, amelyre szintén valamilyen visszacsatolás érkezik. Ez a visszacsatolás lehet, hogy akár a sejt pusztulását jelenti, de ezáltal az adott válasz kiszelektálódik a szervezet működéséből, és nem erősíti meg önmagát, nem "tanulódik meg".
A megfelelő választ kiváltó sejtek esetében a környezeti sejtekből érkező reakciók (visszacsatolások) megerősítik az adott választ, így alakulhat ki a sejt specializációja. A természet nem bánik túl bőmarkúan az elfogadott ingerválaszokkal, ennek következtében az egyes egyedek biológiai felépítése meglehetősen egyforma.

Mégis van egy terület, ahol a sokféleség magasabb szintig elfogadott - az idegrendszer. Míg a teljes biológiai felépítésünkben csak a különbségek az egészet tekintve egészen kicsiny arányban mutatkozhatnak meg, az idegrendszerünk működése teszi azt lehetővé, hogy az egyes emberek egészen más-más körülményekhez - fizikai, környezeti, szociális  - adaptálódhassanak. Az emberi rugalmasság, amely az evolúció során lehetővé tette fajunk túlélését, éppen az idegrendszerünk nagyfokú rugalmasságát jelenti.

Az egyed szempontjából vizsgálva az inger-válasz folyamatokat, a következőt látjuk: az idegrendszer (és voltaképpen az egész test!) valamilyen adott pillanatnyi állapotban van, amikor a külső inger őt éri. Ez az állapot emberenként más és más - abban a pillanatban, hogy az egypetéjű ikrek sejtjei különválnak, már náluk is más és más - ez magyarázza azt, hogy minden ember a problémamegoldó felkészültségeknek más csoportját bírja, hogy minden ember maga is más. Az ikrek is.

Az adott ingerre adott válasz ezért - nyilván bizonyos skálán belül - véletlenszerűek, attól függenek, hogy milyen "együttállások", milyen mintázatok voltak jelen abban a pillanatban az adott emberen belül, az ő idegrendszerében. Ha az adott inger olyan reakciókat vált ki, amely a szervezetet "jutalmazza", akkor erősebben megragad, akár egyszeri alkalom alatt is "megtanulja" az idegrendszer pozitívként értékelni azt. Mintegy szerelem első látásra.
Ugyanez történhet negatív irányban is.
Ha semmi "nagyon különleges" nem történik az adott inger esetén, akkor a tanulás (bevésődés) csak többszöri, azonos (vagy legalábbis többségében azonos) inger és kiváltott reakció mentén történik meg (lsd Skinner patkányait - ráléptek a gombra, lett kaja, először ez nem tűnt együttállásnak, de többszöri alkalom után a patkány rátanult a gombra lépésre a kajáért. Ha a kisminkelt szem a fiúk többszöri odapillantása mentén "megerősödik", a sminkelés, mint problémamegoldó felkészültség, megtanulódik - még akkor is, ha nem lesz később alkalmazva. Ha a fiúk undorral tekintenének (vagy egy bizonyos fiú undorral tekint) a kisminkelt női szempárra, akkor ez a viselkedés szelektálódna, és nem erősödne meg, mint problémamegoldó felkészültség, és valószínűleg nem is tudnék írni róla, mert nem is tudnám, micsoda.)

Az inger azonban többnyire nem egy darab inger, hanem ingerek egy adott mintázata, amely kiváltja bennünk az adott választ (például Vivaldi Tavasz-tétele a dopamin fröccsöt, ami jutalmaz).

Az agyunk mintázatokat tanul meg felismerni, és képes ezeket a mintázatokat megkülönböztetni  - valószínűleg éppen a berögzült, hozzájuk kapcsolódó ingerválaszok révén.

Amikor csukott szemmel az előbb hallgattam egy papucs ismerős surrogását a Baba tempójában, már tudtam, hogy mi történik - bár a zaj csak annyi volt, hogy slepp-topp-slepp-topp-slepp-topp, én tudtam, hogy Baba egyik lábán egy papuccsal, másikon semmi plusz lábbelivel távolodik. A környezetről és Babáról szerzett előzetes tudásom a képet kiegészítette, és én már tudtam, hogy a nappaliból a gyerekszoba felé, valószínűleg a férjem barna papucsában trappol Baba.

Ezért van az, hogy a lakásunk ismerős zajainak (Babatrapp, macskaosonás, óratikk-takkolás) mintázata mellett nyugodtan elalszunk, míg ugyanezek a zajok  - a kapcsolódó biztonságérzet, otthonérzet elmaradása miatt - egy idegennek az "idegeire mennek".

Az, hogy mint tekintünk szépségnek, szintén attól függ, hogy az a mintázat mikor, milyen állapotban ér minket (de ez az állapot persze az idegrendszer előző tanulásának függvénye). Ugyanaz a festmény egy nem szakértő számára lehet egy komplett, esetleg idegesítő non-szensz, a szakértő viszont meglátja benne az ismerős ecsetkezelést, a színek kiválasztásában megnyilvánuló zsenialitást, vagy az adott művészeti korra jellemző jegyek alkalmazását, és ezen tudások képessé teszik őt a festmény "mintázatának" felismerésében, és a festmény (mintázata) számára csodálatossá válik.

Ugyanez nyomon követhető a hangzásban is. Míg egy átlagember esetében a kakofon hangzás zavaró, sőt idegesítő (ami az idegrendszer helyes válasza, hiszen a zajok ismeretlensége a veszélyt jelzi a természetben), a zeneművész képes azt a többi hangzás, a hangszerválasztás, a zenemű címe, fajtája, a zeneszerzőről szerzett tudás, és a többi zeneművel való egybevetés keretében a mintázat felismerésére, és ezáltal meglátja abban a szépet, amely másnak még elfogadhatatlan.

A mintázatok felismerésében ismerem én fel a gyerekek, és a kevés gasztronómiai ingerhez szokott felnőttek különleges ételek iránti undorát is. A nem felismerhető étel (a szagáról, állagáról, kinézetéről) halálos lehet a természetben. Ezért az "undorkodás" az evolúció során megerősödött, mint helyes problémamegoldás (tanulás).
A különleges ételeket hosszas tanulás után (méghozzá feltehetően apró lépésekben történő tanulás után) tanulja meg élvezni az ember. Először még hasonló, kicsit más fűszerezésű ételeket próbál ki, majd (embertől függően akár nagyon rövid idő után) megtanulja a különböző szagok, állagok, kinézet alapján "sejteni", hogy milyen íz várható, vagy szimplán megtanulja, hogy nem csak az finom, amit már próbáltunk!

2011. október 11., kedd

Agyi izoláció, tanulás és tehetségfejlesztés

Ramachandran izolációs elmélete az esztétikával kapcsolatos megállapításai mentén alakult ki. Elméletében kifejti, hogy a művészek hatásos művészeti alkotásaikat jelentős részben izolációra alapozva készítik el: az észlelt képet nem annak teljességében ábrázolják, hanem valamelyik észlelési elemre támaszkodva, azt izolálva (például fény-árnyék hatások, kontúrok vagy éppen színek). Ramachadran leírja, hogy a szkeccsek éppen azért tudnak nagyon hatásosak lenni, mert agyunk virtuális észleléssel foglalkozó területeinek éppen a legkorábban kialakuló területeit aktiválják, amelyek a vonalak észlelésével foglalkoznak.
Tom Snyder autistákkal kapcsolatos elmélete szerint a normális gyerekek agyának vizuális érzékelésért felelős területei eredetileg 3d képeket produkálnak (részben Ramachandran által leírt grouping, kontraszt részben a mintázat-felismerő peak shift szabályok mentén). Azonban ahogy a gyermek egyre többet tud a világról, egyre inkább a felsőbb kortikális (nyelvi, szabályalkotási, gondolkodási) területeket alkalmazva sematikus belső reprezentációt alakít ki a világról. Ezzel azonban el is veszíti az eredeti látását, mert nem azt (nem csak azt) látja, ami ott van, hanem a belső reprezentációja visszahat arra, amit lát. Tehát a gyermek a saját reprezentációi mentén vizsgálja a világot.

Snyder szerint - és ez teljesen egybecseng Ramachandran izolációs elméletével - az autista gyermekek (egy részének) felsőbb kortikális területei lassan, vagy éppen egyáltalán nem fejlődnek ki, ezért képesek olyan fantasztikusan rajzolni (mert azt rajzolják, amit észlelnek, és nem azt, amit "látnak") (lsd Nadia esete).Az elmélet szerint tehát a felsőbb szintű agyi területek működése kontrollálja és visszafogja az alsóbb szintű területekét. Ramachandran izolációs elmélete szerint ha a felsőbb területek működését kiiktatnánk, akkor az alsóbb területeken jelentős javulást érnénk el (nem mintha ez feltétlenül cél lenne).

Ezt az elméletet támasztják alá Bruce Miller megfigyelései demenciával küzdő betegeken - a demencia egyre erősebb leépülést mutatotta frontális lebeny működésében és funkcióiban, amelyek a helyzetek megítélésével, figyelemmel, oksági kapcsolatok megfigyelésével kapcsolatosak, ám gyakorta ez együtt járt azzal, hogy a betegek magas szinten kezdtek rajzolni, festeni.A jobb agyféltekés rajzolás elmélete szerint is az alapvető probléma, hogy nem azt látjuk, ami ott van, hanem amit az agyunk látni vél. Bár tudományos kísérletnek nem tekinthető, hiszen nincsenek dokumentált eredmények (ez egy lehetséges kutatási terület), a mindennapi beszámolókra támaszkodva úgy tűnik, a módszer valóban rövid idő alatt jelentősen javítja a rajzolási készségeket. Magam is elkezdtem jobb agyféltekés rajzolást kipróbálni, és már az első alkalommal, amikor tudatosan igyekeztem elnyomni azt, amit látni vélek, és helyette a kontrasztokat, árnyalatokat megpróbálni lerajzolni - tehát azokat az elemeket, amelyekből az agyam összerakja, amit végül reprezentációként megnevez - helyből jóval valóságszerűbb lett a rajzom az előbbieknél.


Érdekes módon ez a megfigyelés sok szempontból egybecseng a sokat kritizált és elvetett Sapir-Whorf hipotézissel, amely szerint a nyelv meghatározza a gondolkodást. Abból a szempontból támasztja alá, hogy a megtanult reprezentációk valóban befolyásolják az észlelést. Ez azonban még nem determináció, hiszen ha ez valóban így lenne - tehát a szóban forgó hipotézist alátámasztanák Snyder meglátásai - , eleve képtelenek lennénk új dolgok megtanulására. Miért? Mert ez esetben lehetetlenné válna új dolgok felfedezése, ha nincs rá reprezentációnk.


Ramachandran és Snyder megfigyeléseit azonban az oktatásfejlesztéssel foglalkozók is támasztékul használhatják állításaikhoz. Robinson, Goleman és Gardner is összecsengően azt állítják, hogy mindenkiben vannak olyan képességek, amelyeket kifejlesztve magas szintű teljesítményre képesek az adott területen, ám ezek nem feltétlenül azonos típusú képességek (többszörös intelligencia elmélete). A tehetségkutatók esettanulmányaikkal alá is támasztották ezt az állítást, kiemelve a "kifejlesztés" fontosságát. Csíkszentmihályi, Gladwell, Gardner, Syed (Bounce) valamilyen területen kiemelkedő tehetséget mutató embereket vizsgálva arra a megállapításra jutottak, hogy a képesség (tudás) "mesterszintű" alkalmazásának legfontosabb összetevője maga a gyakorlás (az elköteleződéssel párban - ám ez inkább a gyakorlás előfeltétele, mint párja). A "tízezer óra" hüvelykujj szabály szerint, kb. ennyi idő gyakorlással egy adott készség (legyen ez rajz, sport, matematika, vagy egyéb tudásterület) nagyon magas szintre fejleszthető.


Hogyan kapcsolhatjuk ezt vissza Ramachandran izolációs elméletéhez? A specializált gyakorlás során az adott neuronhálózat újra és újra-erősítését végezve "izoláltan" erősítjük azt a többi területtől (ez most attól független, hogy emellett persze, ám egész már mértékben a tehetségesek a többi területen is fejlődnek, tehát nem beszélhetünk "100%-os" izolációról). Ahogy zongora-gyakorlás közben lassan kialakul a két kéz egymástól teljesen elváló működése, ahogy sokan kedvtelésből megtanulnak furcsa izolált mozdulatokat (fülmozgatás, tudatos szájbiggyesztés, szemöldök-emelgetés), ugyanúgy elegendő gyakorlással egy-egy készségterület is rendkívül magas szintre fejleszthető.


Egy magyar pedagógus, Polgár ennél többet is állított: bármely készségterület kifejleszthető. Ezen állítását saját lányain "kísérletezve" bizonyította be - bár ő sem tudott jól sakkozni, megtanult mindent, amit a sakkról és a sakktanításról tudni lehetett, és lányait már egészen kicsi koruktól tudatosan és folyamatosan (rengeteg órában) "trénelte", amelynek eredményeként mindhárman világszinten kiemelkedő teljesítmény nyújtottak (nyújtanak) a sakk terén. A már idézett tehetségkutatók által leírt esetpéldák is a gyakorlás (és ezáltal közvetve Ramachandran izolációs) elméletét támasztják alá - tehát hosszas gyakorlással (ami az adott neuronális hálózat izolálását is jelenti) bármilyen készség kifejleszthető (ha adottak a hosszas gyakorláshoz szükséges alapfeltételek: motiváció és támogató környezet, amelyek persze önmagukban egymást is meghatározzák, tehát a környezet alakítja a motivációt és viszont).
Snyder - és Miller és saját megfigyelései mentén Ramachandran - egy lépéssel tovább is megy: ami hosszas tudatos gyakorlással elérhető (egy készségterület neuronális hálózatának izolációja, és ezáltali magasabb szintű működése), azt a természet "rövid úton" is el tudja intézni a többi hálózat "kiiktatásával", ami lehet születési hibából adódó (autisták, szellemi fogyatékosok), betegség vagy trauma mentén kialakuló agysérülés által okozott, és esetleg tudatos beavatkozás általi.
Ez a legutolsó a legkérdésesebb. Ramachandran idéz egy beszélgetést, melyben elhangzott, hogy ausztrál tudósok transzkraniális mágneses szimulációs eszközzel átmenetileg leállítottak agyterületeket, amely eredménye azonnali képességjavuláshoz vezetett a leállítás alatti időszakra - a kísérletben résztvevők gyönyörű rajzokat készítettek, sőt egyikük hirtelen prímszámsorozatokat volt képes előállítani, mint egyes autisták. Nos, Ramachandran nem adja meg a kísérlet részleteit és forrását, ezért tekinthetjük ezt szóbeszédnek, azonban érdekes - fantasztikus regénybe illő - gondolatokat vet fel a tehetségfejlesztés lehetséges módjaival kapcsolatosan.
Forrás: Ramachandran: The Tell-Tale Brain: Unlocking the Mystery of Human Nature, William Heinemann Publishing, 2011