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Coloro cui sfugge completamente l'idea che è possibile aver torto non possono imparare nulla, tranne la tecnica. (Gregory Bateson)
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Come avviene l'apprendimento secondo le neuroscienze, e perchè la relazione tra apprendimento e neuroscienze è un caso speciale della Evidence Based Education
TEORIE > CONCETTI > INSEGNAMENTO
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Il cervello umano non nasce precablato con le conoscenze necessarie alla sopravvivenza. Il neuroscienziato Stanislas Dehaene scrive nel libro "Imparare": "Il precablaggio completo del cervello non è nè possibile nè desiderabile. Impossibile, davvero? Si, perchè se il nostro DNA dovesse specificare tutti i dettagli delle nostre conoscenze, semplicemente non avrebbe la quantità di spazio necessaria per farlo". L'apprendimento consente a tutti gli animali (essere umano compreso) di adattarsi a condizioni ambientali imprevedibili. Ecco perchè l'evoluzione ha inventato la capacità di imparare. Solo l'essere umano ha inventato la scuola, cioè quella "raffineria neurale" dove i circuiti cerebrali acquisiscono le loro capacità migliori. Ma cosa succede nel cervello umano quando "impara" qualcosa? Le nuove tecniche di neuroimaging iniziano ad essere impiegate per cercare di capirlo, e le "neuroscienze educative" sono un campo di ricerca interdisciplinare che cerca di tradurre i risultati della ricerca sui meccanismi neurali dell'apprendimento in pratiche e politiche educative. Siamo solo agli inizi di questo processo e le applicazioni tentate finora sono sperimentali. Una di queste sperimentazioni l'ha tentata la biologa molecolare Daniela Kaufer, che ha tenuto nel 2011 un seminario alla Berkeley University aprendolo con una citazione: “Tutti gli animali imparano, pochissimi insegnano” (Blakemore e Frith, The Learning Brain). Ella ha sottolineato che, sebbene il processo educativo coinvolga sia l'apprendimento che l'insegnamento, la ricerca neuroscientifica solito si concentra solo sull'apprendimento, poiché l'insegnamento è meno comune nei modelli animali ed è difficile da studiare utilizzando la metodologia delle neuroscienze". Esiste, tuttavia, un sottocampo in via di sviluppo all'interno delle neuroscienze chiamato "Mind, Brain and Education" (MBE) che tenta di collegare la ricerca con l'insegnamento. I ricercatori MBE studiano i modi per sfruttare la naturale capacità di attenzione umana, cioè come utilizzare gli studi sui sistemi di memoria per informare la pianificazione delle lezioni e come utilizzare la ricerca sul ruolo delle emozioni nell'apprendimento. La Kaufer ha concluso ribadendo alcuni dei modi con cui implementa questi principi in classe, inclusi i sondaggi o quiz per verificare la comprensione degli studenti e aumentarne il coinvolgimento (i-clicker), i molteplici modi di presentare un punto importante, il prendersi una pausa durante una lunga lezione, l'incoraggiare una varietà di forme di partecipazione in classe, l'usare la musica, il presentare domande in un contesto che è personalmente rilevante per lo studente (ad esempio, formulando domande in seconda persona) e incoraggiando gli studenti a essere fisicamente attivi (ad esempio, usando i movimenti di qigong durante una pausa della lezione). Secondo la Kaufer i principi chiave dell'apprendimento sono quattro: Neuroplasticità, Stress, Condizioni generali (sonno, alimentazione, esercizio) e Controllo volitivo. Da questa sperimentazione emergono alcune indicazioni agli insegnanti per favorire l'apprendimento: creare le condizioni affinchè i loro studenti siano moderatamente stressati con tecniche quali introdurre attività che richiedano il movimento e la partecipazione individuali, o riprodurre musiche sconosciute e, inoltre, stimolare l'apprendimento attivo degli studenti con il "controllo volitivo", cioè con la personale ricerca di informazioni critiche nell'ambiente (oggi potremmo dire "nel web"). Il pedagogista Corrado Matta ha ricostruito e valutato criticamente il rapporto probatorio tra neuroscienze e pratica educativa, scrivendo: "considero la relazione tra neuroscienze ed educazione come un caso speciale del concetto di pratica basata sull'evidenza nell'educazione". Egli ha invitato gli studiosi di neuroscienze educative ad approfondire le metodologie integrative, scrivendo: "Spero quindi che questo articolo possa ispirare i ricercatori nel campo delle neuroscienze educative ad avviare una discussione sulle possibilità e le sfide delle metodologie integrative. Queste strategie integrative hanno la potenzialità di rendere i risultati di neuroimaging più utili e informativi per gli insegnanti, producendo raccomandazioni per la pratica ben fondate e sensibili al contesto".
Altan
From the mistakes of the past, you can learn how to make them better
Come impara il cervello di un bambino
Camminare in una foresta senza sentiero è difficile, perché devi compattare e spingere via la vegetazione e i rami per aprirti la strada. Ma più usi lo stesso sentiero, più diventa facile e praticabile. Al contrario, quando smetti di usare il sentiero, la vegetazione ricresce e il sentiero lentamente scompare. Questo è molto simile a ciò che accade nel tuo cervello: quando smetti di praticare qualcosa, le connessioni tra i tuoi neuroni si indeboliscono e alla fine possono essere smantellate o potate.
Perchè si sceglie di diventare insegnanti
Lo psicologo Howard Gardner, nell'introdurre il libro della psicologa e neuroscienziata Mary Helen Immordino-Yang "Neuroscienze affettive ed educazione" scrive: "Mary Helen sa che gli insegnanti sono persone che apprendono (che è una delle principali ragioni per cui si sceglie di intraprendere la professione) e che  sono desiderosi di raccogliere idee e pratiche che possano migliorare la loro efficacia. "
Il punto chiave
Se si dovesse riassumere con una sola parola il talento unico della nostra specie, sceglierei il verbo "imparare". Più che Homo sapiens, noi siamo Homo docens - visto che la maggior parte di ciò che sappiamo del mondo non ci è dato: lo abbiamo appreso dal nostro ambiente naturale e sociale. [...] L'umanità ha scoperto che poteva incrementare la notevole capacità di imparare, grazie a un'istituzione: la scuola. La pedagogia attiva è appannaggio esclusivo della nostra specie: nessun altro animale si prende il tempo di insegnare competenze nuove ai propri figli, attivamente, prestando attenzione alle loro difficoltà e ai loro errori. (Stanislas Dehaene pp.19-20)
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La combinazione di competenze provenienti dall'istruzione, dalle neuroscienze e dalla psicologia può anche aiutare a dissipare i
neuromiti, idee sbagliate comuni su come apprendiamo e su come funziona il cervello. (Asimina Vergou)
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Le neuroscienze educative sono un campo interdisciplinare relativamente recente che impiega i metodi e i risultati delle neuroscienze cognitive per affrontare questioni rilevanti per la scienza dell'educazione e la pedagogia. Sebbene non tutti i neuroscienziati dell'educazione suggeriscano che i risultati empirici delle neuroscienze dovrebbero funzionare come base di prova per la pratica o la politica educativa, ci sono stati esempi di tale interpretazione. (Corrado Matta)
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E' stato riscontrato che il rendimento scolastico medio di un paese è associato positivamente a un minore impatto del contesto familiare sul rendimento (Hermann & Horn, 2011). Questi studi suggeriscono che i paesi ottengono di più in termini di risultati educativi diminuendo la disuguaglianza educativa e che lo studio dei meccanismi di apprendimento dovrebbe informare i responsabili politici sui modi più efficienti per promuovere l'uguaglianza educativa. (Thomas, Ansari, Knowland)
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E' letteralmente impossibile, dal punto di vista neurobiologico, costruire ricordi, impegnarsi in pensieri complessi o prendere decisioni sensate senza emozioni. E questo ha un senso: il cervello è un tessuto altamente costoso a livello metabolico e l'evoluzione non avrebbe sostenuto lo spreco di energia e ossigeno per pensare a cose non importanti. Detto brevemente, pensiamo solo alle cose che ci stanno a cuore. [...]  Quest'intuizione - pensiamo profondamente  solo alle cose che ci stanno a cuore - ha importanti implicazioni per l'istruzione e l'educazione. (Mary-Helen Immordino-Yang)
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C'è il reclutamento di più aree corticali (e il dialogo incrociato con l'ippocampo) che produce un apprendimento ottimizzato con un processo di apprendimento attivo. L'apprendimento attivo (controllo volitivo) è vantaggioso per l'apprendimento perché distinti sistemi neurali relativi alle funzioni esecutive (pianificazione o previsione, attenzione ed elaborazione degli oggetti) sono attivati ​​dinamicamente e comunicano con l'ippocampo, per migliorarne le prestazioni. (Daniela Kaufer)
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Pratiche educative di successo di “apprendimento attivo” enfatizzano l'importanza del controllo dell'individuo sull'apprendimento. Vediamo gli effetti positivi di tale controllo nella vita di tutti i giorni, quando sperimentiamo la difficoltà di estrarre informazioni da un sito Web quando qualcun altro ha il controllo del pc, oppure quando è difficile imparare un percorso come passeggero dell'auto piuttosto che come guidatore, ecc. Tuttavia, l'apprendimento e la memoria umani sono principalmente studiati utilizzando paradigmi sperimentali in cui il partecipante è più un destinatario passivo di informazioni che uno studente attivo. (Joel Voss)
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Il ruolo dell'ippocampo è di particolare interesse. Piuttosto che essere semplicemente impegnato nel legame nella memoria relazionale delle informazioni in arrivo, automaticamente e obbligatoriamente, i risultati attuali suggeriscono che l'ippocampo ha effettivamente un ruolo più attivo nell'acquisizione di informazioni, presumibilmente coinvolto nell'indirizzare quali informazioni dovrebbero essere ottenute successivamente dall'ambiente sulla base delle informazioni già ottenute. (Joel Voss)
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Le neuroscienze educative sono spesso tradotte in modo inefficace nella pratica educativa, dando luogo a neuromiti: interpretazioni imprecise della letteratura neuroscientifica che guadagnano terreno nel discorso e nella pratica. Spesso derivano da semplificazioni eccessive di risultati complessi per renderli accessibili al pubblico o dalla difficoltà di comprensione delle informazioni neuroscientifiche. Ad esempio, le immagini del cervello e il linguaggio neuroscientifico interferiscono con la capacità dei lettori di determinare l'accuratezza dei risultati riportati. (Gabrielle Wilcox et al.)
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Sfortunatamente, fino ad oggi, la psicologia scolastica non ha svolto un ruolo di primo piano nelle neuroscienze educative.
Sosteniamo che la psicologia scolastica, come campo di ricerca e pratica, ha le conoscenze, le competenze e il posizionamento per contribuire efficacemente a costruire un ponte tra istruzione e neuroscienze. (Gabrielle Wilcox et al.)
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La traduzione dalla ricerca neuroscientifica all'istruzione è difficile. La complessità dell'apprendimento nel cervello e lo stato delle attuali conoscenze scientifiche implicano il rischio di una traduzione prematura prima che le fondamenta siano stabilite. Il rischio è accresciuto dal legittimo desiderio dei responsabili politici di utilizzare prove scientifiche per informare le loro politiche educative (ad es. Willetts, 2018), l'entusiasmo che hanno gli educatori per informare il loro insegnamento con approfondimenti su come funziona il cervello e il desiderio delle aziende commerciali di vendere nuove tecniche alle scuole utilizzando le ultime scoperte delle neuroscienze come vetrine. (Michael S.C. Thomas et al.)
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L'Educational Neuroscience (EN) è un campo in espansione caratterizzato da una ricerca interdisciplinare che va dai "centri di neuroimaging ai laboratori psicologici alle aule" (Howard-Jones et al., 2016, p. 620), interessata a creare collegamenti tra i substrati neurali dei processi mentali e comportamenti, in particolare quello relativo all'apprendimento, ma non solo favorendo livelli neurali di spiegazione e “certamente non suggerisce che l'efficacia educativa debba essere valutata esclusivamente sulla base della funzione neurale”. (Azilawati Jamaludin et al.)
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In tempi recenti, la concezione neuroscientifica riguardo alle emozioni è stata ribaltata: se prima le emozioni erano viste come un fattore perturbante dell'apprendimento, ora si è scoperto che emozioni e cognizioni sono supportate da processi neurali interdipendenti. In definitiva, pensiamo profondamente solo alle cose che ci stanno a cuore. Le emozioni giocano dunque un ruolo rilevante nel processi di apprendimento. (Immordino-Yang)

L'apprendimento consente a tutti gli animali (essere umano compreso) di adattarsi a condizioni ambientali imprevedibili. Ecco perchè l'evoluzione ha inventato la capacità di imparare. Ma cosa succede nel cervello umano quando "impara" qualcosa? Le nuove tecniche di neuroimaging iniziano ad essere impiegate per cercare di capirlo, e le "neuroscienze educative" sono un campo di ricerca interdisciplinare che cerca di tradurre i risultati della ricerca sui meccanismi neurali dell'apprendimento in pratiche e politiche educative. Siamo solo agli inizi di questo processo e le applicazioni tentate finora sono sperimentali. Come scrive il neuroscienziato Stanislas Dehaene: "Un organismo passivo non impara praticamente nulla, perchè per imparare il cervello deve generare attivamente delle ipotesi, con curiosità ".
Cosè l'apprendimento e cosa serve per attuarlo (mappa concettuale)
cervello
L'omuncolo (conscio e inconscio) che è in noi
L'Omuncolo è una metafora del pensiero umano creata dal neurochirurgo Wilfred Penfied per gli aspetti somatosensoriali, e ripresa dal neurochirurgo Christof Koch per gli aspetti dell'intelligenza inconscia.
La rappresentazione delle diverse parti del corpo sulla corteccia motoria e sensoriale del cervello umano è stata sperimentalmente acquisita con stimolazioni della corteccia cerebrale, nel 1937, dal neurochirurgo Wilder Penfield (vedi bibliografia 2018). Su questo il neuro-psico-fisiopatologo Giulio Pellegata, proponendo un'immagine dell' "homunculus somatosensoriale", scrive:

L’immagine riprodotta nella figura ingrandisce in modo virtuale la dimensione di alcune parti del corpo per descrivere la proporzione quantitativa corrispondente al numero reale di cellule nervose (neuroni) dedicate al controllo delle funzioni motorie e sensoriali. Si definisce Homunculus sensitivo-motorio, la ricostruzione delle aree del cervello che controllano le aree somatiche del corpo fisico, scoperta che risale agli anni 50, fatta dal neurochirurgo canadese Wilder Penfield il quale, operando il cervello, si accorse che la distribuzione delle cellule neuronali della corteccia cerebrale, era molto più ampia in relazione ad alcune parti del corpo rispetto ad altre. La mano, le singole dita, la bocca, le labbra, la lingua, occupano un enorme spazio nel nostro cervello, in quanto strutture anatomiche connesse a funzioni sensoriali e motorie altamente specializzate. Nella mano per esempio, una delle funzioni motorie più complesse da eseguire è il gesto di stringere il pugno. Vi sembra strano? Fatelo e vi accorgerete di come ognuno lo fa in modo diverso! In ciascuno individuo si esprime una differente capacità di afferrare e trattenere un oggetto, come ad esempio stringere il manico di uno strumento. Darwin per primo osservò che la funzione del pollice opponibile permise lo sviluppo di un’abilità peculiare della specie umana. Tale caratteristica si è dimostrata strategica in relazione alla sopravvivenza, permettendo di adattarci all’ambiente meglio di qualsiasi altra specie esistente su questo pianeta. Ora è più chiaro perché l’Homunculus, come ritratto la prima volta da Wilder Penfield, viene raffigurato con una mano gigantesca! Ma l’uomo ha un’altra caratteristica straordinaria: il linguaggio. L’intera anatomia della gola ha dovuto modificarsi e, a dispetto di un aumentato rischio di strozzamento all’ingestione del boccone di cibo, ci ha consentito di articolare la parola. La lingua ha un ruolo centrale nel gestire questa funzione. Alla nascita la lingua partecipa a complessi meccanismi adattativi che consentono di coordinare la respirazione con il succhiamento e la deglutizione del latte materno. Sembra una questione da poco, ma ognuno di noi, in base a questo schema adattativo, configura la struttura del palato, della dentatura e della faccia e indirettamente anche della gabbia toracica e della forma della colonna vertebrale. La lingua influenza continuamente la funzione respiratoria per come si posiziona all’interno della bocca e contemporaneamente condiziona altre funzioni vegetative come la peristalsi digestiva, la variazione della pressione sanguigna, etc. Fenomeni tanto complessi e vitali per la nostra sopravvivenza, richiedono il coinvolgimento di un gran numero di cellule e circuiti nervosi che si formano e si rimodellano di continuo nel cervello per essere correttamente regolati.

Il neuroscienziato Christof Koch, allievo e collaboratore di Francis Crick con il quale ha studiato la "coscienza", scrive nel libro "Sentirsi vivi" (pp.53-54):

L'omuncolo inconscio: non siete consapevoli dei dati sensoriali grezzi, sia che essi provengano dall'esterno sia che provengano dal vostro corpo, né dei più alti passaggi di elaborazione della mente. Si tratta di ciò che Francis Crick e io chiamiamo l'omuncolo inconscio, la fonte interiore di creatività, pensiero e intelligenza. La stragrande maggioranza delle vostre esperienze ha un carattere sensoriale-spaziale. Siete consapevoli solo dei riflessi del vostro mondo esterno in termini di spazio visivo, uditivo e di altro tipo. Allo stesso modo, siete consapevoli solo dei riflessi del vostro mondo interno di attività mentale su simili spazi visti o uditi. C'è una piacevole simmetria in questa visione: l'esperienza del mondo, sia quello esterno sia quello interno, ha principalmente un carattere sensoriale-spaziale (visivo, uditivo, corporeo e così via), piuttosto che astratto o simbolico. Questa ipotesi spiega un'illusione dalla quale è difficile affrancarsi, ossia la persistente sensazione che vi sia una piccola persona, un omuncolo, nella vostra testa che guarda il mondo, pensa, pianifica e innesca le azioni dell' "io" sovrano. Spesso ridicolizzata, l'idea di un omuncolo, è tuttavia, profondamente attraente, perchè rievoca la vostra esperienza quotidiana. Questo omuncolo inconscio è responsabile della creatìvità, dell'intelligenza e della pianificazione, molta parte delle quali è non conscio. Prendete la creatività scientifica e artistica, la capacità di creare qualcosa di nuovo a partire da stili, idee e concetti esistenti. Jacques Hadamard ha interrogato illustri scienziati e colleghi matematici sulle origini delle loro idee innovative. Essi hanno riferito che un lungo periodo di intenso coinvolgimento con il loro problema specifico, un periodo di incubazione, seguito da una buona notte di sonno o da qualche giorno di distrazione, ha preceduto l'intuizione cruciale che è semplicemente "saltata in mente". L'inaccessibilità cognitiva delle intuizioni è stata confermata da studi più recenti.
Homunculus: c'è un ominide nel nostro cervello?
Sapevate che il cervello umano percepisce il nostro corpo così? La quantità di neuroni della corteccia riservata alle varie parti del corpo lo dimostra: la mano, le singole dita, la bocca, le labbra, la lingua, occupano un enorme spazio nel nostro cervello, in quanto strutture anatomiche connesse a funzioni sensoriali e motorie altamente specializzate. (Cliccare per approfondire)
L'omuncolo inconscio è responsabile della creatività, dell'intelligenza e della pianificazione. Scrive il neuroscienziato Christof Koch: "Prendete la creatività scientifica e artistica, la capacità di creare qualcosa di nuovo a partire da stili, idee e concetti esitenti. Jacques Hadamard ha interrogato illustri scienziati e colleghi matematici sulle origini delle loro idee innovative. Essi hanno riferito che un lungo periodo di intenso coinvolgimento con il loro problema specifico, un periodo di incubazione, seguito da una buona notte di sonno o da qualche giorno di distrazione, ha preceduto l'intuizione cruciale che è semplicemente "saltata in mente".
Quanta parte dell'apprendimento è inconscia ed emotiva?
Quanta parte dell'apprendimento umano può essere attribuito a processi inconsci? Lo psicologo Frank Tallis scrive nel libro "Breve storia dell'inconscio" (pp.15-16):

Viviamo in tempi entusiasmanti. Grazie alle tecnologie per la scansione cerebrale oggi è possibile tracciare una mappa del cervello. La configurazione dell'inconscio è stata illustrata mediante la ricaduta radioattiva sprigionata dalla collisione di particelle subatomiche. Molte immagini di scansione cerebrale - che mostrano aree di attività biologica intensamente illuminate - non sono altro che istantanee dell'inconscio all'opera. Processi preconsci, che assemblano prontamente l'infrastruttura della personalità. L'inconscio, fino a poco tempo fa relegato a curiosità storica, è riemerso al centro dell'attenzione delle neuroscienze. Oggi sappiamo che se non comprendiamo i processi inconsci del pensiero non potremo mai raggiungere una piena comprensione di noi stessi.


L'imaging cerebrale mostra l'attivazione dell'inconscio in una persona che un incidente ha privato della coscienza.
Immagine: Shutterstock (Cliccare per approfondire)

E sappiamo che le emozioni sono inconsce, perchè si sono evolute per mantenerci in vita e influenzano il nostro apprendimento in modo che la ricerca scientifica ha comprovato, come scrive la psicologa e neuroscienziata Mary Helen Immordino-Yang che nel suo libro "Neuroscienze affettive ed educazione" (pp.14-16):

E' letteralmente impossibile, dal punto di vista neurobiologico, costruire ricordi, impegnarsi in pensieri complessi o prendere decisioni sensate senza emozioni. E questo ha un senso: il cervello è un tessuto altamente costoso a livello metabolico e l'evoluzione non avrebbe sostenuto lo spreco di energia e ossigeno per pensare a cose non importanti. Detto brevemente, pensiamo solo alle cose che ci stanno a cuore. [...]  Quest'intuizione - pensiamo profondamente  solo alle cose che ci stanno a cuore - ha importanti implicazioni per l'istruzione e l'educazione. [...] Inoltre suggerisce  che, perchè l'apprendimento scolastico abbia una speranza di motivare gli studenti, di produrre conoscenze profonde o di consentire il trasferimento delle conoscenze scolastiche nel mondo reale - tutte caratteristiche di un apprendimento significativo e tutte essenziali per formare adulti informati, competenti, etici e riflessivi -, abbiamo bisogno di trovare i modi per influenzare gli aspetti emotivi dell'apprendimento. [...] La comprensione profonda di qualsiasi materia scolastica considerata tradizionalmente non emotiva, come fisica, ingegneria o matematica, dipende dalla possibilità di fare connessioni emotive tra i concetti. Per esempio, in uno studio che ha usato la risonanza magnetica funzionale, è stato osservato che, quando i matematici vedono delle equazioni che  giudicano "bellissime" e formulate elegantemente, invece di "brutte" e malformulate, si attivano le stesse regioni cerebrali sensoriali ed emotive che s attivano durante esperienze di percezione della bellezza, come ammirare un quadro.
Tra il corpo e il pensiero: resoconto biologicamente fondato della relazione tra emozione e cognizione
L'ombra evolutiva gettata dalle emozioni sulla cognizione influenza la mente moderna. L'estesa sovrapposizione tra le due ellissi rappresenta il dominio del "pensiero emotivo", in cui emozioni e cognizione si uniscono per produrre i processi di pensiero su cui si concentrano gli insegnanti, tra cui apprendimento e memoria. Il pensiero emotivo può essere cosciente e non cosciente ed è il mezzo attraverso cui le sensazioni corporee connesse alle emozioni entrano nella consapevolezza cosciente. Il ragionamento superiore occupa una piccola parte del diagramma e richiede la coscienza. (Fonte: Immordino-Yang p.38)
E' letteralmente impossibile, dal punto di vista neurobiologico, costruire ricordi, impegnarsi in pensieri complessi o prendere decisioni sensate senza emozioni. E questo ha un senso: il cervello è un tessuto altamente costoso a livello metabolico e l'evoluzione non avrebbe sostenuto lo spreco di energia e ossigeno per pensare a cose non importanti. Detto brevemente, pensiamo solo alle cose che ci stanno a cuore
Rappresentazione grafica delle posizioni sullo studio della mente
Una buona visualizzazione grafica delle posizioni sullo studio della mente è quella di Francisco Varela nel suo saggio "Neurofenomenologia. Un rimedio metodologico al problema difficile" all'interno di "Neurofenomenologia: le scienze della mente e la sfida dell'esperienza cosciente", a cura di M. Cappuccio. (Cliccare per approfondire)
Cercando la "coscienza" in un libro: "Sentirsi vivi"
Cosa dicono le neuroscienze educative di ciò che serve all'apprendimento umano
Il neuroscienziato Stanislas Dehaene, nel confrontare le capacità dell'intelligenza umana con quelle (attuali) degli algoritmi di "machine learning" dell'intelligenza artificiale, scrive nel libro "Imparare" (pp. 21-23):

L'intelligenza umana si trova, al giorno d'oggi, di fronte a una nuova sfida: non è più l'unica intelligenza in grado di imparare. In tutti i domini del sapere, gli algoritmi sfidano la nostra specie, dato che imparano, a volte meglio di noi, a riconoscere meglio di noi i volti e le voci, a trascrivere le parole, a tradurre lingue straniere, a controllare le macchine e persino a giocare a scacchi e a go. [...] L'economia dei dati è un concetto che ancora sfugge ai computer. Per questi, "machine learning" è sinonimo di "big data" : senza grandi quantità di dati, gli algoritmi hanno molta difficoltà ad estrarre conoscenze astratte che si estendono a scenari nuovi. In breve, non usano i dati nel migliore dei modi. Il nostro cervello, invece, si avvicina all'optimum: riesce a estrarre l'essenza dalla più piccola delle osservazioni. Se i ricercatori  in informatica vogliono davvero raggiungere le stesse prestazioni, devono ispirarsi ai tanti trucchi per imparare che l'evoluzione ha integrato nel nostro cervello: l'attenzione, per esempio, che ci permette di selezionare e amplificare un'informazione quando è pertinente; oppure il sonno, un algoritmo per cui il nostro cervello fa la sintesi di ciò che ha imparato durante la giornata.

Le caratteristiche umane che l'evoluzione ha dato al cervello umano e che l'intelligenza artificiale (OGGI) non possiede, sembrano sintetizzarsi, a mio parere, nell'uso umano di tre caratteristiche:

  1. le "euristiche"
  2. la "creatività abduttiva"
  3. il "ragionamento probabilistico."

Tutte queste capacità, che l'essere umano ha acquisito nel corso dell'evoluzione, sono fondamentalmente "inconsce".

Le "neuroscienze educative" sono un campo di ricerca interdisciplinare che cerca di tradurre i risultati della ricerca sui meccanismi neurali dell'apprendimento in pratiche e politiche educative. Secondo uno studio (vedi bibliografia 2011) della Berkeley University, guidato dalla biologa molecolare Daniela Kaufer, i principi chiave dell'insegnamento sono quattro: Neuroplasticità, Stress, Condizioni generali (sonno, alimentazione, esercizio), Controllo volitivo, così definite nel documento della Kaufer:
  1. Neuroplasticità
    Dal punto di vista della neurobiologia, l'apprendimento implica il cambiamento del cervello:
    affinché avvenga un apprendimento ottimale, il cervello ha bisogno di condizioni in cui è in grado di cambiare in risposta agli stimoli (neuroplasticità) e in grado di produrre nuovi neuroni (neurogenesi). L'apprendimento più efficace prevede il reclutamento di più regioni del cervello per il compito di apprendimento. Queste regioni sono associate a funzioni come la memoria, i vari sensi, il controllo volitivo e livelli superiori di funzionamento cognitivo.

  1. Stress moderato
    Lo stress moderato è benefico per l'apprendimento, mentre lo stress lieve ed estremo è dannoso:
    lo stress e le prestazioni sono correlati in una "curva a U invertita" (vedi figura). Viene richiesta una moderata quantità di stress (misurata nel livello di  cortisolo). Un basso grado di stress è associato a basse prestazioni, così come uno stress elevato, che può impostare il sistema in modalità di combattimento o fuga, quindi c'è meno attività cerebrale nelle aree corticali dove avviene l'apprendimento di livello superiore. Livelli moderati di cortisolo tendono a correlarsi con le massime prestazioni in compiti di qualsiasi tipo. Lo stress moderato è un bene per l'apprendimento, invece lo stress estremo è dannoso.
    Lo stress moderato può essere introdotto in molti modi: suonando musica sconosciuta prima della lezione, ad esempio, o cambiando il formato della discussione, o introducendo qualsiasi attività di apprendimento che richieda partecipazione o movimento individuale. Tuttavia, le persone non reagiscono tutte allo stesso modo a un evento. La produzione di cortisolo in risposta a un evento varia significativamente da individuo a individuo; ciò che costituisce "stress moderato" per una persona potrebbe costituire uno stress lieve o estremo per un'altra. Quindi, ad esempio, chiamare a freddo i singoli studenti in un ambiente di gruppo numeroso potrebbe introdurre la giusta quantità di stress per aumentare le prestazioni di alcuni studenti, ma potrebbe produrre stress e ansia eccessivi per altri studenti.


  2. Condizioni generali
    Sonno, alimentazione ed esercizio adeguati incoraggiano un apprendimento solido:
    Sonno adeguato, buona alimentazione ed esercizio fisico regolare sono abitudini di buon senso che promuovono prestazioni di apprendimento ottimali in due modi. In primo luogo, promuovono la neuroplasticità e la neurogenesi. In secondo luogo, mantengono il cortisolo e la dopamina (rispettivamente ormoni dello stress e della felicità) a livelli appropriati. Le sessioni notturne di sbronza, i pasti saltati e l'esercizio saltato possono effettivamente ridurre la capacità del cervello di ottenere un rendimento scolastico elevato. (Questo vale sia per gli istruttori che per gli studenti.)

  3. Controllo volitivo
    L'apprendimento attivo sfrutta i processi che stimolano più connessioni neurali nel cervello e promuovono la memoria:
    le funzioni cognitive associate ai livelli inferiori della tassonomia di Bloom (vedi figura), come la comprensione e il ricordo, sono associate all'ippocampo (l'area del cervello responsabile della memoria e della consapevolezza spaziale). Le funzioni cognitive di livello superiore della tassonomia di Bloom, come la creazione, la valutazione, l'analisi e l'applicazione, coinvolgono le aree corticali responsabili del processo decisionale, dell'associazione e della motivazione. Processi di pensiero più complessi sono più vantaggiosi per l'apprendimento perché coinvolgono un numero maggiore di connessioni neurali e più diafonia neurologica. L'apprendimento attivo sfrutta questo dialogo incrociato, stimolando una varietà di aree del cervello e promuovendo la memoria. (© 2021 UC Regents)

Tassonomia di Bloom e struttura biologica del cervello
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Apprendimento vs Livello di Stress
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L'ippocampo svolge un ruolo vitale nel comportamento flessibile e finalizzato
Importanza dell'ippocampo per l'apprendimento e la memoria
L'ippocampo è parte integrante del sistema limbico e svolge un ruolo vitale nella regolazione dell'apprendimento, della codifica della memoria, del consolidamento della memoria e della navigazione spaziale. Esso si riattiva durante il sonno per consolidare i ricordi importanti della giornata, occorsi durante la veglia cosciente, nella memoria di lungo termine. (Cliccare per approfondire)
Le funzioni dell'ippocampo sono state descritte dalla fisiologa e divulgatrice Sanchari Sinha Dutta (cliccare sull'immagine). Ecco una sintesi:
Le cellule piramidali dell'ippocampo svolgono un ruolo essenziale nel condizionamento classico del battito di ciglia, che è un modello standard per lo studio dell'apprendimento associativo. Gli studi che coinvolgono il condizionamento del battito di ciglia ritardato hanno rivelato che le cellule piramidali formano un paradigma predittivo della sequenza tempo-ampiezza della risposta comportamentale appresa. Una delle principali funzioni dell'ippocampo è la formazione della mappa cognitiva, che è un tipo di rappresentazione mentale correlata all'acquisizione, codifica, memorizzazione, richiamo e decodifica di informazioni su posizioni relative all'interno di un ambiente specifico. Le cellule di posizione, un tipo di cellula piramidale, sono principalmente coinvolte nella navigazione spaziale mediata dall'ippocampo. Queste cellule si attivano quando un animale entra in un luogo particolare del suo ambiente (campo luogo); tuttavia, queste cellule rimangono mute quando un animale si muove al di fuori del campo del luogo. L'ippocampo svolge un ruolo vitale nel comportamento flessibile e finalizzato. È necessaria un'attività ippocampale intatta per formare e ricostruire la memoria relazionale (necessaria per ricordare associazioni arbitrarie tra oggetti o eventi) associata alla cognizione flessibile e al comportamento sociale. Molti studi hanno rivelato che qualsiasi danno all'ippocampo può compromettere l'uso flessibile delle informazioni e produrre comportamenti disadattivi.
Una delle principali funzioni dell'ippocampo è la formazione della mappa cognitiva, che è un tipo di rappresentazione mentale correlata all'acquisizione, codifica, memorizzazione, richiamo e decodifica di informazioni su posizioni relative all'interno di un ambiente specifico. È necessaria un'attività ippocampale intatta per formare e ricostruire la memoria relazionale (necessaria per ricordare associazioni arbitrarie tra oggetti o eventi) associata alla cognizione flessibile e al comportamento sociale. Molti studi hanno rivelato che qualsiasi danno all'ippocampo può compromettere l'uso flessibile delle informazioni e produrre comportamenti disadattivi
Neuroplasticità
Neuroplasticità: rinforzare l'apprendimento di abilità con la mielinogenesi
Un fattore determinante per migliorare la neuroplasticità, rinforzando l'apprendimento di specifiche abilità o la riabilitazione di funzioni perdute, è la ripetizione della pratica che favorisce la "mielinogenesi", così descritta dal neurobiologo Daniel Siegel nel libro "Mappe per la mente (p.8-4):

E' importante sottolineare come ogni neurone abbia in media diecimila connessioni sinaptiche con altri neuroni. Poichè ci sono cento miliardi di neuroni, le connessioni sinaptiche ammontano a centinaia di trilioni. [...] Sappiamo che quando si acquisisce un'abilità dopo molte ore (secondo alcuni, almeno diecimila) di pratica, gli oligodendrociti sintetizzano "mielina", una guaina ricca di lipidi  che avvolge l'assone del neurone. In presenza di mielina, il passaggio del potenziale d'azione - ossia la condizione degli impulsi nervosi - lungo gli assoni avviene a una velocità cento volte maggiore. [...] Un circuito neuronale mielinizzato ha un funzionamento tremila volte più efficiente di uno non rivestito di mielina. Ecco perchè gli atleti olimpionici riescono a compiere imprese che noi possiamo solo limitarci ad ammirare: noi, infatti, non abbiamo dedicato tanto tempo e disciplina per sviluppare mielina intorno agli stessi circuiti neurali alla base delle loro abilità.
Fattori che riducono la neuroplasticità (negli anziani)
Come scrive la filosofa Eleonora Guglielman (vedi bibliografia 2014):

il declino fisico, chimico e funzionale del cervello  è  originato  da modificazioni  cerebrali  che  avviano un  processo  di plasticità negativa che comprende quattro componenti (un quinto, lo stress, è stato evidenziato da poco):

1. Disuso. Le funzioni cerebrali rispondono alla legge “use or lose it” (“se non lo usi, lo perdi”); spesso gli anziani si limitano a svolgere attività mentali familiari e ripetitive  che  non  richiedono  sforzi  di  applicazione o  acquisizione  di  nuove capacità.  Esercitare  attività  di  questo  tipo  non  è sufficiente  a  mantenere  il cervello nella sua piena funzionalità: se smettiamo di apprendere cose nuove siamo destinati a invecchiare cerebralmente. (Per  combattere il  disuso:  impegnare il cervello  in  nuovi  compiti  che costituiscono una sfida)

2. Processi “rumorosi”. Nel cervello degli anziani il deterioramento sensoriale provoca rumore”, ossia disturbo di fondo; se, ad esempio, l’udito è peggiorato, i segnali sonori inviati al cervello sono più difficili e confusi da interpretare. Ciò causa una memoria più povera e una capacità di ragionamento meno elastica. (Per aiutare il cervello a fare ordine tra i segnali confusi: svolgere attività che richiedono attenzione e concentrazione

3. Indebolimento  della  funzione  neuromodulatoria.  In tarda  età il  cervello produce un minor numero di neuromodulatori, delle sostanze
chimiche, come dopamina e acetilcolina, che rivestono un ruolo essenziale nell’apprendimento e nella memoria. (Per regolare la produzione di neuromodulatori: svolgere attività in grado di attivarne la produzione)

4. Apprendimento  negativo. Le persone che iniziano a sentirsi mentalmente meno agili di un tempo tendono ad attuare dei meccanismi di compensazione.
Se, ad esempio, il loro udito si è indebolito, spengono il televisore o imparano a leggere le parole sulle labbra [Merzenich, 2005] (Per eliminare i comportamenti adattivi compensativi: impegnarsi in attività che sono divenute complicate da eseguire, anziché evitarle.)

5. Stress. Una recente ricerca (vedi bibliografia: The stress hormone cortisol blocks perceptual learning in humans) ha evidenziato il ruolo negativo che il cortisolo provoca sulla plasticità neuronale della corteccia cerebrale e sui processi d'apprendimento.
Fattori che favoriscono la neuroplasticità (negli adulti)
Come scrive il neurobiologo Daniel Siegel nel libro "Mappe per la mente (p.8-7) vi sono almeno 8 fattori che, nella vita quotidiana, favoriscono la neuroplasticità:

  1. Esercizio aerobico: se non ci sono controindicazioni per la salute, fare attività fisica può favorire un continuo sviluppo cerebrale

  2. Dormire bene: un buon sonno per un numero sufficiente di ore, con molte fasi o stati REM (acronimo di rapid eye movement - ossia rapidi movimenti oculari) in cui si sogna, consolida ciò che è stato appreso durante il giorno

  3. Alimentazione sana: il "terreno" su cui si sviluppa la struttura del cervello necessita di acqua e di buon nutrimento, fra cui fonti sufficienti di Omega 3, che assicurino un funzionamento adeguato dell'organismo e consentano al "seme" dell'attenzione focalizzata di crescere rigoglioso

  4. Relazioni: i legami con gli altri favoriscono il dinamismo e la plasticità cerebrale

  5. Novità: uscire dal solito tran-tran e cercare nuovi stimoli, essere giocosi e spontanei: sono tutti elementi che aiutano a mantenere il cervello giovane e in continuo sviluppo

  6. Concentrazione: occuparsi con interesse di un compito alla volta, evitando quindi di fare troppe cose insieme e di lasciarsi distrarre, può di fatto stimolare il rilascio di sostanze chimiche a livello locale e sistemico che favoriscono la neuroplasticità

  7. Tempo dell'interiorità: quando si dirige la riflessione verso la propria interiorità, concentrandosi sulle sensazioni, le immagini, le emozioni e i pensieri, si stimola lo sviluppo di circuiti neurali integrativi e regolativi

  8. Umorismo: alcuni studi preliminari indicano che ridere promuove uno sviluppo sano del cervello. A quanto pare, quindi seriosità non fa rima con neuroplasticità!
I fattori che attivano la neuroplasticità: il cervello è sempre in apprendimento!
Infografica del National Institute for the clinical application of behavioral medicine. (Cliccare per approfondire)
Educazione tra Neuroscienze e Psicologia
Le neuroscienze educative sono una scienza di base che studia come l'educazione cambia il cervello e quali sono i meccanismi che portano al cambiamento comportamentale (o alla sua assenza) attraverso l'educazione. Tuttavia, la traduzione dalla ricerca neuroscientifica all'istruzione è difficile. La complessità dell'apprendimento nel cervello e lo stato delle attuali conoscenze scientifiche implicano il rischio di una traduzione prematura prima che le fondamenta siano stabilite
Il rapporto tra Educazione, Psicologia e Neuroscienze
Gli psicologi Michael S.C. Thomas, Daniel Ansari, e Victoria C.P. Knowland hanno analizzato lo stato della ricerca nel rapporto tra educazione, neuroscienze e psicologia (vedi bibliografia 2018) . Essi scrivono:

Le neuroscienze educative sono un campo di ricerca interdisciplinare che cerca di tradurre i risultati della ricerca sui meccanismi neurali dell'apprendimento in pratiche e politiche educative. Esistono campi equivalenti che cercano di tradurre i risultati delle neuroscienze in diritto, economia e politica sociale attingendo alla ricerca nella regolazione comportamentale, nel processo decisionale, ricompensa, empatia e ragionamento morale. Il campo è anche una scienza di base che studia come l'educazione cambia il cervello e quali sono i meccanismi che portano al cambiamento comportamentale (o alla sua assenza) attraverso l'educazione. L'importanza della neurobiologia per l'educazione è stata riconosciuta per tutto il XX secolo ma è stato solo negli anni '90 e nel "Decade of the Brain" (Jones & Mendell,1999) che i progressi tecnologici nell'imaging in vivo della funzione cerebrale hanno portato ai progressi teorici che hanno reso possibile la neuroscienza educativa come campo. Tuttavia, la traduzione dalla ricerca neuroscientifica all'istruzione è difficile. La complessità dell'apprendimento nel cervello e lo stato delle attuali conoscenze scientifiche implicano il rischio di una traduzione prematura prima che le fondamenta siano stabilite. Il rischio è accresciuto dal legittimo desiderio dei responsabili politici di utilizzare prove scientifiche per informare le loro politiche educative (ad es. Willetts, 2018), l'entusiasmo che hanno gli educatori per informare il loro insegnamento con approfondimenti su come funziona il cervello e il desiderio delle aziende commerciali di vendere nuove tecniche alle scuole utilizzando le ultime scoperte delle neuroscienze come vetrine.

Thomas, Ansari e Knowland scrivono:

Questo modello di interazione tra i campi – delle neuroscienze con la psicologia, e poi della psicologia con l'educazione – è stato avanzato da un certo numero di ricercatori, da Bruer ( 1997 ) in poi (eg Howard-Jones et al., 2016 ; Mareschal, Butterworth, & Tolmie , 2013 ; Varma et al., 2008 ). Fondamentalmente, richiede che le prove delle neuroscienze siano utilizzate per modificare la teoria psicologica, piuttosto che semplicemente dimostrare come il cervello "implementa" l'attuale teoria cognitiva - cioè, usando l'imaging cerebrale per produrre un elenco di regioni cerebrali che vengono attivate durante il funzionamento di ciascuna processo cognitivo putativo. Tale elenco offre poco valore aggiunto agli educatori.
Tuttavia, questo percorso indiretto in due fasi tra neuroscienze ed educazione non è l'unica possibilità. In virtù del fatto che il cervello è un organo biologico e quindi soggetto a vincoli metabolici, possono esserci collegamenti diretti. Fattori come l'approvvigionamento energetico, la nutrizione, la risposta agli ormoni dello stress e l'inquinamento ambientale possono potenzialmente influenzare la funzione cerebrale, compreso l'apprendimento. Pertanto, mentre le neuroscienze educative pongono prevalentemente al centro la psicologia, anche la ricerca sull'impatto di fattori non psicologici sui risultati educativi, come l'idoneità aerobica, la dieta e la qualità dell'aria, rientra nelle sue competenze. Questi due percorsi sono mostrati nella Figura.

Sulle prospettive della Neuroscienze educative e sulla loro applicabilità all'educazione "reale"nelle scuole Thomas, Ansari e Knowland scrivono:

Il 'clamore' [sulle neuroscienze educative] nasce perché ha un senso intuitivo che è probabile che le intuizioni sui meccanismi cerebrali dell'apprendimento informino l'insegnamento nelle scuole. La discrepanza è dovuta al fatto che la scienza di base è difficile, dati i molteplici sistemi di apprendimento nel cervello e i fattori che influenzano il loro funzionamento, e perché anche la traduzione in classe è difficile.
C'è un modello pronto per come quella traduzione può aver luogo. Come suggerisce Roediger, una scienza dell'educazione traslazionale potrebbe essere come la medicina, "un campo in cui le nuove scoperte del laboratorio nel lavoro con gli animali vengono testate in studi su piccola scala con gli esseri umani e poi in studi clinici con un numero maggiore di persone". Se le pratiche terapeutiche superano questi test, vengono introdotte nella pratica clinica (con i risultati che continuano a essere monitorati per questioni come gli effetti collaterali)' - e secondo Roediger, potrebbe produrre i tipi di progressi che sono stati osservati in medicina nel corso degli anni. secolo scorso (Roediger, 2013 , p. 2). Il randomized control trial (RCT) si sta infatti trasferendo dalla medicina alle neuroscienze educative: su questo disegno si basavano i sei progetti finanziati nel Regno Unito dal Wellcome Trust e dalla Educational Endowment Foundation nel 2014. Inoltre, un prossimo documento di consenso sulle metodologie per valutare gli interventi comportamentali per il miglioramento cognitivo (Green et al., 2018 ) sostiene il loro uso, sebbene aggiungendo la condizione che gli studi debbano essere distinti gerarchicamente in quelli che stabiliscono fattibilità, meccanismo, efficacia ed efficacia. I vantaggi e gli svantaggi degli RCT nell'istruzione sono attualmente oggetto di dibattito (ad es. Gorard, Huat See e Siddiqui, 2017). Per le neuroscienze educative, un possibile svantaggio è che le nuove attività o tecniche di apprendimento derivate da RCT tenderanno ad essere di natura prescrittiva, per essere fornite dagli insegnanti come progettato dai ricercatori. Ciò rischia di minare l'autonomia dell'insegnante in classe e la capacità degli insegnanti di adattare le tecniche ai singoli studenti, il che a sua volta potrebbe ridurre la diffusione. Inoltre, è possibile che il tipo di potenziamento cognitivo suggerito dalla comprensione dei meccanismi di apprendimento neurale tenderà individualmente ad avere piccole dimensioni dell'effetto sui risultati educativi; molti miglioramenti applicati insieme possono generare un grande effetto sui risultati educativi dei bambini; ma isolatamente, l'efficacia di ogni miglioramento può essere difficile da stabilire in un RCT.




Il randomized control trial (RCT) si sta trasferendo dalla medicina alle neuroscienze educative: su questo disegno si basavano i sei progetti finanziati nel Regno Unito dal Wellcome Trust e dalla Educational Endowment Foundation nel 2014
Cos'è un randomized control trial (RCT)
Dal sito del National Center for Education Evaluation and Regional Assistance (NCEE) riportiamo:

Lo studio randomizzato controllato: cos'è e perché è un fattore critico nello stabilire una prova "forte" dell'efficacia di un intervento.

Studi controllati randomizzati ben progettati e implementati sono considerati il ​​"gold standard" per valutare l'efficacia di un intervento, in campi come la medicina, le politiche sociali e occupazionali e la psicologia.

Definizione: Gli studi randomizzati controllati sono studi che assegnano casualmente gli individui a un gruppo di intervento o a un gruppo di controllo, al fine di misurare gli effetti dell'intervento.

Esempio: supponiamo di voler testare, in uno studio controllato randomizzato, se un nuovo curriculum di matematica per i bambini di terza elementare è più efficace del curriculum di matematica esistente della tua scuola per i bambini di terza elementare. Assegni casualmente un gran numero di studenti di terza elementare a un gruppo di intervento, che utilizza il nuovo curriculum, o a un gruppo di controllo, che utilizza il curriculum esistente. Quindi misureresti il ​​rendimento in matematica di entrambi i gruppi nel tempo. La differenza nel rendimento in matematica tra i due gruppi rappresenterebbe l'effetto del nuovo curriculum rispetto al curriculum esistente.
Diagramma di un RCT
Con l'assegnazione casuale, ogni persona nello studio ha le stesse possibilità di essere assegnata a un gruppo di un'altra persona. Ciò garantisce che finché i due gruppi sono sufficientemente grandi, saranno in media statisticamente identici. Qualsiasi cambiamento che poi osserviamo tra i due gruppi può essere attribuito interamente al programma o all'intervento stesso, piuttosto che ad altri fattori esterni o non osservati.
Neuroscienze ed educazione possono interagire direttamente, in virtù del considerare il cervello come un organo biologico che necessita di essere nelle condizioni ottimali per apprendere ("salute del cervello"); o indirettamente, come le neuroscienze modellano la teoria psicologica e la psicologia influenza l'educazione.
Mentre le neuroscienze educative pongono prevalentemente al centro la psicologia, anche la ricerca sull'impatto di fattori non psicologici sui risultati educativi, come l'idoneità aerobica, la dieta e la qualità dell'aria, rientra nelle sue competenze. Questi percorsi non sono mostrati nella Figura
Stress (moderato)
Cos'è lo stress

Il rapporto tra stimoli dell'ambiente e reazione interna dell'organismo venne chiarito nel 1936 dall'endocrinologo Hans Selye. Egli teorizzò, nei suoi esperimenti su cavie, la sindrome generale di adattamento coniando il termine stress (ved. bibliografia), che definì così:


Una risposta non specifica dell'organismo ad ogni richiesta effettuata su di esso


Selye sottopose dei ratti a diversi tipi di stress (esposizione al freddo, ferite fisiche, esercizi muscolari eccessivi, intossicazione con droghe di vario tipo, ecc), accorgendosi della comparsa di una sindrome i cui sintomi erano indipendenti dalla natura del danno inflitto. Ogni organismo tende a mantenere la sua omeostasi e la sindrome di adattamento è il processo psico-fisiologico che glielo permette. La sindrome di adattamento generale è suddivisa in tre fasi, mostrate nella figura a fianco:

  1. fase di allarme: si avvia, a partire dalla condizione di omeostasi, quando l'organismo viene sottoposto a degli agenti stressogeni (stressor)
  2. fase di resistenza: durante la quale l'organismo sviluppa una capacità di adattarsi agli stressor
  3. fase di esaurimento: subentra qualora lo stressor permanga e l'organismo non riesca a resistervi esaurendo la sua capacità di adattamento e avviandolo alla malattia e alla morte

Selye suddivise lo stress in due categorie:

  • Eustress (o stress buono): è quella condizione di stimolo che avvia una risposta adattiva dell'organismo che gli permette di resistere alle sollecitazioni del suo ambiente. E' associato a una condizione di attenzione, razionalità, equilibrio emotivo (in una parola una condizione di vita sana e attiva) infatti, di fronte ad ogni compito nuovo il nostro organismo necessita di essere attivato dal sistema neuroendocrino. Si presenta nelle fasi di allarme e resistenza.

  • Distress (o stress cattivo): è quella condizione di stimolo che esaurisce le difese dell'organismo o a causa di una esagerata pressione stressogena o a causa di una elevata vulnerabilità dell'organismo che lo porta ad una risposta sproporzionata rispetto a stimoli anche lievi. E' associato ad una condizione di ansia, eccitazione ed esaurimento o, all'opposto, in caso di mancanza di stimoli, è associato a una condizione di noia, apatia, confusione. Si presenta nella fase di esaurimento.

La formulazione del concetto di stress avviò studi sistematici sul rapporto tra organismo e ambiente, e il concetto di stress venne sostituito, in campo medico da due nuovi termini: "allostasi" e "carico allostatico"
L'angoscia arriva quando si percepisce una mancanza di controllo
Una volta che un fattore di stress produce una risposta allo stress, si può avere eustress o distress (angoscia) a seconda del controllo percepito e del rapido recupero dell'omeostasi. L'angoscia si verifica quando si percepisce una mancanza di controllo e il fattore di stress è travolgente in intensità e prolungato nella durata. Fonte: Dave Vago
Ansia e differenziazione del sé
Quanto più basso è il livello di differenziazione di una persona, tanto minore è la sua adattabilità allo stress.
Scrivono Kerr e Bowen nel libro "La valutazione della famiglia" (p.129):

L'ansia può essere definita la risposta di un organismo a una minaccia, reale o immaginaria. E' considerata un processo che, in qualche forma, è presente in tutti gli esseri viventi. [...] Esiste una distinzione tra "ansia acuta" e "ansia cronica". L'ansia acuta si manifesta generalmente in risposta a minacce reali ed è limitata nel tempo. L'ansia cronica generalmente si manifesta in risposta a minacce immaginarie e non è limitata nel tempo. L'ansia acuta è alimentata dal timore di ciò che esiste; l'ansia cronica è alimentata dal timore di ciò che potrebbe esistere.

Stress e scala di differenziazione del sè
Bowen
La scala definisce l'adattabilità allo stress del singolo soggetto. Le persone a qualsiasi punto della scala, se sono in una condizione di stress, possono manifestare sintomi fisici, emotivi o sociali. Quanto più alto è, però, il livello di differenziazione, tanto maggiore è lo stress necessario a suscitare un sintomo (Kerr-Bowen p.113).
Ogni organismo tende a mantenere la sua omeostasi e la sindrome di adattamento è il processo psico-fisiologico che glielo permette. La sindrome di adattamento generale è suddivisa in tre fasi:

  1. fase di allarme: si avvia, a partire dalla condizione di omeostasi, quando l'organismo viene sottoposto a degli agenti stressogeni (stressor). Dato che gli stressor variano da persona a persona, come scrive la biologa Daniela Kaufer, per favorire l'apprendimento occorre sperimentare vari tipi di stressor

  2. fase di resistenza: durante la quale l'organismo sviluppa una capacità di adattarsi agli stressor (è in questa fase che avviene l'apprendimento, che viene favorito da un elevato tasso di "differenziazione del sé", un concetto che andrebbe esposto dagli insegnanti all'inizio dei corsi)

  3. fase di esaurimento: subentra qualora lo stressor permanga e l'organismo non riesca a resistervi esaurendo la sua capacità di adattamento e avviandolo all'angoscia (nell'apprendimento occorre evitare che lo studente raggiunga questa fase)

Il livello di differenziazione del singolo individuo influisce sulla sua razionalità, cioè sulla capacità di distinguere tra sentimenti e pensieri, infatti "Essere razionali significa agire per raggiungere i propri obiettivi di vita usando i migliori mezzi possibili"
Caratteristiche di una persona ben differenziata
Secondo lo psicologo Eliseo Ghisu (vedi bibliografia) una persona ben differenziata, secondo le idee di Murray Bowen, possiede le seguenti caratteristiche:
  • ha dei principi personali

  • persegue i propri obiettivi

  • è sicura delle proprie opinioni e convinzioni

  • non è dogmatica

  • è flessibile

  • ascolta gli altri

  • può cambiare idea

  • non è dipendente dall’approvazione altrui

  • rispetta la diversità dell’altro senza cercare di cambiarlo

  • è indipendente dalla lode o critica altrui

  • si assume responsabilità

  • è consapevole della sua differenza dagli altri

  • è capace di relazionarsi alla pari con l’altro

  • può avere un sé ben definito e allo stesso tempo avere un intenso rapporto emotivo

  • si sposa con persone di pari livello di differenziazione
Evidence Based Education
Cos'è una "evidenza" nell'educazione?
La "evidenza " consiste nei risultati di studi "sperimentali controllati randomizzati " o altri studi sperimentali o quasi-sperimentali.
La relazione tra neuroscienze ed educazione è un caso speciale della pratica basata sull'evidenza nell'educazione?
Il pedagogista Corrado Matta ha ricostruito e valutato criticamente il rapporto probatorio tra neuroscienze e pratica educativa. Egli scrive: (vedi bibliografia 2019):
In questo articolo, considero la relazione tra neuroscienze ed educazione come un caso speciale del concetto di pratica basata sull'evidenza nell'educazione. L'idea che la pratica educativa debba essere informata dall'evidenza è diventata oggi uno slogan comune. Indicazione di questa tendenza è il fiorire di iniziative che hanno come obiettivo principale quello di facilitare e migliorare la collaborazione tra scienza e pratica. Esempi di tali attori sono il What Works Clearinghouse istituito dal Dipartimento dell'Istruzione degli Stati Uniti e l' Evidence for Policy and Practice Centre di Londra. Uno sviluppo piuttosto recente nel discorso sulla pratica basata sull'evidenza nell'educazione è l'introduzione delle neuroscienze come tipo specifico di base sull'evidenza per la pratica educativa (The Royal Society). Questa nuova tendenza è stata accolta con acclamazioni sia positive che negative. I sostenitori di questa nuova tendenza accolgono con favore l'introduzione della chiarezza e della generalità delle scienze dure nel campo della pratica educativa dipendente dal contesto. D'altra parte, i critici sostengono che la conoscenza delle neuroscienze manca della sufficiente sensibilità al contesto necessaria per la pratica educativa. Le neuroscienze educative sono un campo interdisciplinare relativamente recente che impiega i metodi e i risultati delle neuroscienze cognitive per affrontare questioni rilevanti per la scienza dell'educazione e la pedagogia. Sebbene non tutti i neuroscienziati dell'educazione suggeriscano che i risultati empirici delle neuroscienze dovrebbero funzionare come base di prova per la pratica o la politica educativa, ci sono stati esempi di tale interpretazione.

Nelle conclusioni del suo studio Corrado Matta scrive:

Questo articolo è stato motivato da due obiettivi: a) ricostruire la relazione probatoria tra neuroscienze e pratica educativa, e b) valutare l'inferenza implicata in questa relazione probatoria. Per quanto riguarda il primo obiettivo, ho ricostruito l'inferenza coinvolta nel supportare le raccomandazioni in classe utilizzando studi di intervento di neuroimaging. Per quanto riguarda il secondo obiettivo, ho sostenuto che alcune importanti questioni metodologiche influiscono su questo schema inferenziale. Ho identificato due presupposti problematici: a) l'identità (o somiglianza) tra apprendimento in laboratorio e apprendimento in classe, e b) l'affermazione che la differenza tra intervento e controllo traccia con successo una differenza reale nella applicazione dell'intervento. Queste assunzioni comportavano un deficit meccanicistico e un problema di rilevanza meccanicistica. Per giustificare queste ipotesi è necessario un resoconto della somiglianza tra apprendimento-in-laboratorio e apprendimento-in-aula e del meccanismo dell'intervento-in-uso, insieme a prove a sostegno di questi modelli meccanicistici. Senza tali prove meccanicistiche, ho sostenuto che qualsiasi raccomandazione in classe derivata da risultati neuroscientifici non poteva essere considerata altrettanto fondata.
Infine, ho sostenuto le potenziali ricompense dell'integrazione degli studi di neuroimaging con studi basati sulla pratica di specifici contesti educativi, come gli studi etnografici delle pratiche pedagogiche. Spero quindi che questo articolo possa ispirare i ricercatori nel campo delle neuroscienze educative ad avviare una discussione sulle possibilità e le sfide delle metodologie integrative. Queste strategie integrative hanno la potenzialità di rendere i risultati di neuroimaging più utili e informativi per gli insegnanti, producendo raccomandazioni per la pratica ben fondate e sensibili al contesto.
Le migliori "evidenze" del mondo
Evidence for Policy and Practice Centre
L'UCL Institute of Education (IOE) è stato valutato come il numero uno al mondo per l'istruzione per l'ottavo anno consecutivo, rivelano le classifiche della QS World University per soggetto pubblicate oggi (3 marzo).
What Works Clearinghouse
In 2016, the What Works Clearinghouse focused on evidence in all aspects of its work.
Scrivono Calvani e Trinchero nel libro "Dieci falsi miti e dieci regole per insegnare bene": "Ci limitiamo ad osservare sul piano didattico che intorno all’idea di un allievo autonomo e creativo, costruttore della propria conoscenza, amplificata oggi anche dal potenziale supporto che offrirebbero le tecnologie, si è generata una grande mitologia, che beneficia per altro di un implicito supporto da parte di un diffuso costruttivismo ingenuo, con la fioritura di un vasto lessico per descrivere prassi didattiche in gran parte confuse e dispersive"
Conclusioni (provvisorie): la scuola è la "raffineria neurale" dove i circuiti cerebrali acquisiscono le loro capacità migliori
Il cervello umano non nasce precablato con le conoscenze necessarie alla sopravvivenza. Il neuroscienziato Stanislas Dehaene scrive nel libro "Imparare": "Il precablaggio completo del cervello non è nè possibile nè desiderabile. Impossibile, davvero? Si, perchè se il nostro DNA dovesse specificare tutti i dettagli delle nostre conoscenze, semplicemente non avrebbe la quantità di spazio necessaria per farlo". L'apprendimento consente a tutti gli animali (essere umano compreso) di adattarsi a condizioni ambientali imprevedibili. Ecco perchè l'evoluzione ha inventato la capacità di imparare. Solo l'essere umano ha inventato la scuola, cioè quella "raffineria neurale" dove i circuiti cerebrali acquisiscono le loro capacità migliori. Ma cosa succede nel cervello umano quando "impara" qualcosa? Le nuove tecniche di neuroimaging iniziano ad essere impiegate per cercare di capirlo, e le "neuroscienze educative" sono un campo di ricerca interdisciplinare che cerca di tradurre i risultati della ricerca sui meccanismi neurali dell'apprendimento in pratiche e politiche educative. Siamo solo agli inizi di questo processo e le applicazioni tentate finora sono sperimentali. Una di queste sperimentazioni l'ha tentata la biologa molecolare Daniela Kaufer, che ha tenuto nel 2011 un seminario alla Berkeley University aprendolo con una citazione: “Tutti gli animali imparano, pochissimi insegnano” (Blakemore e Frith, The Learning Brain). Ella ha sottolineato che, sebbene il processo educativo coinvolga sia l'apprendimento che l'insegnamento, la ricerca sulle neuroscienze di solito si concentra solo sull'apprendimento, poiché l'insegnamento è meno comune nei modelli animali ed è difficile da studiare utilizzando la metodologia delle neuroscienze". Esiste, tuttavia, un sottocampo in via di sviluppo all'interno delle neuroscienze chiamato "Mind, Brain and Education" (MBE) che tenta di collegare la ricerca con l'insegnamento. I ricercatori MBE studiano i modi per sfruttare la naturale capacità di attenzione umana, come utilizzare gli studi sui sistemi di memoria per informare la pianificazione delle lezioni e come utilizzare la ricerca sul ruolo delle emozioni nell'apprendimento. La Kaufer ha concluso ribadendo alcuni dei modi con cui implementa questi principi in classe, inclusi i sondaggi o quiz per verificare la comprensione degli studenti e aumentarne il coinvolgimento (i-clicker), molteplici modi di presentare un punto importante, prendersi una pausa durante una lunga lezione, incoraggiare una varietà di forme di partecipazione in classe, usare la musica, presentare domande in un contesto che è personalmente rilevante per lo studente (ad esempio, formulando domande in seconda persona) e incoraggiando gli studenti a essere fisicamente attivi (ad esempio, usando i movimenti di qigong durante una pausa della lezione). Secondo la Kaufer i principi chiave dell'apprendimento sono quattro: Neuroplasticità, Stress, Condizioni generali (sonno, alimentazione, esercizio) e Controllo volitivo. Da questa sperimentazione emergono alcune indicazioni agli insegnanti per favorire l'apprendimento: creare le condizioni affinchè i loro studenti siano moderatamente stressati con tecniche quali introdurre attività che richiedano il movimento e la partecipazione individuali, o riprodurre musiche sconosciute e, inoltre, stimolare l'apprendimento attivo degli studenti con il "controllo volitivo", cioè con la personale ricerca di informazioni critiche nell'ambiente (oggi potremmo dire "nel web").
Il pedagogista Corrado Matta ha ricostruito e valutato criticamente il rapporto probatorio tra neuroscienze e pratica educativa, scrivendo: "considero la relazione tra neuroscienze ed educazione come un caso speciale del concetto di pratica basata sull'evidenza nell'educazione". Egli ha invitato gli studiosi di neuroscienze educative ad approfondire le metodologie integrative, scrivendo: "Spero quindi che questo articolo possa ispirare i ricercatori nel campo delle neuroscienze educative ad avviare una discussione sulle possibilità e le sfide delle metodologie integrative. Queste strategie integrative hanno la potenzialità di rendere i risultati di neuroimaging più utili e informativi per gli insegnanti, producendo raccomandazioni per la pratica ben fondate e sensibili al contesto".
per scaricare le conclusioni (in pdf):
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Bibliografia (chi fa delle buone letture è meno manipolabile)

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Libri consigliati
agli insegnanti che vogliono approfondire l'apprendimento
Spesa annua pro capite in Italia per gioco d'azzardo 1.583 euro, per l'acquisto di libri 58,8 euro (fonte: l'Espresso 5/2/17)

Pagina aggiornata il 16 novembre 2021

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Quest'opera è distribuita con Licenza Creative Commons Attribuzione 2.5 Generico
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