La mente umana ha dei limiti in termini di capacità d'attenzione, memoria ed elaborazione di informazioni. Questi limiti, che determinano l'efficacia dell'apprendimento, sono stati presi in considerazione dalla teoria del carico cognitivo.

Vi è un consenso generale tra gli scienziati sul fatto che il trattamento dell'informazione porta a una richiesta di risorse al cervello.  A questo riguardo nel 1991 lo psicologo John Sweller ha elaborato una teoria 'Cognitive Load Theory' (ved. bibliografia) che ha introdotto l'importante concetto di carico cognitivo (cognitive load), concetto che è stato definito come “il carico imposto alla memoria di lavoro dall’informazione presentata”. Inizialmente la teoria di Sweller venne sviluppata per favorire l'apprendimento in campo scolastico e per migliorare la progettazione didattica, espandendosi poi al funzionamento generale della mente e alla psicologia evoluzionistica. Lo stesso Sweller e i suoi colleghi, nel 2019, hanno verificato gli effetti della loro teoria con gli avanzamenti avvenuti negli ultimi venti anni nel settore (vedi bibliografia), notando come la loro teoria sia entrata a far parte della psicologia evoluzionistica. Essa ha alimentato gli studi sull'importanza dell'ambiente fisico, sull'esaurimento delle risorse di memoria e sulla cognizione incarnata.

Il carico cognitivo può essere suddiviso in tre differenti componenti:

Alcuni principi elaborati da Mayer e Moreno per ridurre il carico cognitivo in caso di apprendimento multimediale sono i seguenti:

• Principio della divisione dell'attenzione (Split Attention Principle): i discenti imparano meglio quando il materiale didattico consente loro di non ripartire l'attenzione fra diverse fonti di informazioni che fanno riferimento alla stessa modalità cognitivo-sensoria
  
  
• Principio della modalità (Modality Principle): i discenti imparano meglio quando le informazioni verbali sono presentate per via vocale-auditiva come narrazione parlata piuttosto che in modalità visiva come testo scritto
  
  
• Principio di ridondanza (Redundancy Principle): i discenti imparano meglio da animazioni e narrazioni parlate, piuttosto che da animazioni, narrazioni parlate e testo scritto, se le informazioni visive sono presentate insieme alle informazioni verbali
  
  
• Principio di contiguità spaziale (Spatial Contiguity Principle): i discenti imparano meglio quando il testo scritto e il materiale visivo sono fisicamente integrati piuttosto che separati
  

• Principio di contiguità temporale (Temporal Contiguity Principle): i discenti imparano meglio quando i materiali visivi e verbali sono sincronizzati (presentati contemporaneamente) piuttosto che separati nel tempo (sequenzializzati)
  
  
• Principio di coerenza (Coherence Principle): i discenti imparano meglio quando i materiali estranei sono esclusi dalle spiegazioni multimediali
  

Per un quadro di sintesi andare alla pagina Qualità della lettura.

Il consumo cerebrale è elevato quando si impara un compito nuovo (o si legge un testo impegnativo), ma si riduce quando il compito è stato appreso ed è diventato routine. Ad esempio il consumo del cervello del campione del mondo di scacchi Garry Kasparov, durante la sfida del 1997 con il calcolatore della IBM Deep Blue, venne stimato (dal neuroscienziato Read Montague) in soli 25 Watt, e mentre la temperatura corporea dello scacchista rimase pressochè normale quella del computer salì alle stelle. Secondo l'opinione del neuroscienziato David Eagleman (In Incognito - La vita segreta della mente p.82):

Kasparov opera a così bassa potenza perchè per una vita intera ha impresso strategie scacchistiche negli economici algoritmi cerebrali, fino a farli diventare routine.

L'attività generale e l'elaborazione delle informazioni mentre un animale è sveglio rafforzano le sinapsi. Questo è controbilanciato dall'indebolimento delle sinapsi durante il sonno. Abbiamo usato la microscopia elettronica a scansione seriale per ricostruire l'interfaccia assone-colonna vertebrale e il volume della testa della colonna vertebrale nel cervello del topo. Abbiamo osservato una sostanziale riduzione delle dimensioni dell'interfaccia dopo il sonno. I maggiori cambiamenti relativi si sono verificati tra sinapsi deboli, mentre quelle forti sono rimaste stabili.

• P.Chandler, J.Sweller (1991), Cognitive Load Theory and the format of instruction (PDF) [3245 citazioni ]
  

• J.Sweller, J.G.van Merrienboer, F.G.W.C.Paas (1998), Cognitive architecture and Instructional design (PDF) [5734 citazioni]
• R.Mayer, R.Moreno (2003), Nine ways to reduce cognitive load in multimedia learning (PDF) [3980 citazioni]
• A.Calvani (2009), Teorie dell'istruzione e carico cognitivo - Erickson
• John Sweller, Jeroen J. G. van Merriënboer, Fred Paas (2019), Cognitive Architecture and Instructional Design: 20 Years Later (PDF) [74 citazioni]
  
• Jacek Gwizdka (2009), Assessing Cognitive Load on Web Search Tasks (PDF) [33 citazioni]
  
• Yi-Hung Huang (2018), Influence of Instructional Design to Manage Intrinsic Cognitive Load on Learning Effectiveness (PDF) [2 citazioni]
• Nicolas Debue, Cécile van de Leemput (2014), What does germane load mean? An empirical contribution to the cognitive load theory [95 citazioni]
• Giulio Tononi, Chiara Cirelli (2017), Il sonno riequilibra l'attività delle sinapsi - Le Scienze
• Piergiorgio Strata (2017), Ecco quanto consuma il cervello - La Stampa
• Giulio Tononi et Al. (2017), Ultrastructural evidence for synaptic scaling across the wake/sleep cycle (PDF) - Science [225 citazioni]
• Nina Minkley, Kate M. Ku, Moritz Krell (20121), Analyzing Relationships Between Causal and Assessment Factors of Cognitive Load: Associations Between Objective and Subjective Measures of Cognitive Load, Stress, Interest, and Self-Concept

• Qualità della lettura su schermo e su carta
  

• Carico cognitivo ipermedia

• Memoria di lavoro
• Strategia di lettura
• Struttura del testo
• Caratteristiche del lettore
• Apprendimento significativo
• Degrado del Lessico

Pagina aggiornata il 12 gennaio 2023