Mi történik az agyunkban, amikor tanulunk?

Gózon Ákos írása a Mandiner hetilapban

Minden ember életében döntő szerepet játszik a tanulás: bizonyos életkorban – kisgyermekkorban, diákkorban – kiemelt szerepe van, évszázadok óta vizsgálják, mégis mindig kínál új kérdéseket a kutatóknak. Az ismeretelsajátítás hatékonyságával különböző módon több hazai tudományos műhely is foglalkozik.

Az utóbbi száz évben két tanulási stratégia bizonyult kimagaslóan hatásosnak: a tanulás szétosztása (spacing), illetve az előhívás gyakorlása – ismerteti Reichardt Richárd, az ELTE PPK Pedagógiai és Pszichológiai Intézetének szombathelyi kutatója. Ám ezeket alig használják a tanulók, valószínűleg azért, mert nem elég intuitívak, vagyis nem tűnik magától értetődőnek, hogy valóban segítik a tanulást. Pedig az új tudományos eredmények egyértelműen alátámasztják a két stratégia sikerét.

A tanulás szétosztása néven emlegetett stratégia lényege a tanulás ütemezése. A legtöbb ember úgy véli, hogy a tanulás időzítése nem sokat számít, a lényeg a ráfordított idő hossza. Ezt azonban számos tanulmány cáfolja, melyek azt mutatják, hogy a tanulást érdemes szakaszokra bontani és e szakaszok között szüneteket tartani. Ezt a hatást elsőként Hermann Ebbinghaus mutatta ki, 1885-ben, és azóta több száz tanulmány erősítette meg a létezését. Egy kísérletben most 5–7 éves gyerekek tanultak a táplálékláncokról. A kutatók három csoportot vizsgáltak: az egyik egy napon hallgatott meg négy leckét, a másik két napon napi kettőt, a harmadik pedig négy napon napi egyet. Egy héttel később a harmadik csoport jelentősen jobban teljesített a teszten, mint a másik kettő.

A másik leghatékonyabb tanulási stratégia, az előhívás a már jól megtanult ismeretek visszaidézését szolgálja. Gyakorlása jelentősen javítja az emlékezeti teljesítményt laboratóriumi és tantermi körülmények között egyaránt. Az előhívást lehet gyakorolni tesztekkel, memóriakártyákkal vagy például a felidézett információ leírásával, ismételt felmondásával. Az előhívás gyakorlását vizsgáló kísérletekben először egy új ismeretanyagot mutatnak be a részt­vevőknek. A résztvevők egyik csoportja ezután újra elolvashatja a szöveget vagy megnézheti a képeket, a másik csoport viszont csak fejből próbálja meg felidézni a látottakat. Bizonyos idő elteltével tesztelik a két csoport ismereteit, és a teszteken jellemzően jobban teljesítenek azok, akik az előhívást alkalmazzák. Az előhívás gyakorlása minden bizonnyal azért segíti a tanulást, mert így újabb egyedi emlék alakul ki a korábban már tanult ismerettel kapcsolatban, ami megkönnyíti a konkrét információ későbbi előhívását – magyarázza Reichardt Richárd.

Arra vonatkozóan is mind több ismerettel rendelkezik a tudomány, hogy mi történik az agyban, az idegsejtek hálózatában a tanulás során. Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézete (ELKH KOKI) Hangya Balázs vezetésével működő Rendszer-Neurobiológia Kutatócsoportjának tagjai az agy szinkronizációs mechanizmusait vizsgálva megfigyelték, hogy a mediális szeptumnak nevezett mélyagyi struktúra egyes idegsejtjei növekvő aktiváció hatására képesek összehangolni ritmikus frekvenciájukat,  szinkronizált agyi ritmust létrehozva a hippokampuszban.

olyan kulcsfontosságú funkciók ellátása érdekében, mint a tanulás, a memória és a figyelem. A jelenség hátterében álló folyamatok feltárása céljából a kutatók a KOKI más laboratóriumaival és az ELKH Természettudományi Kutatóközpontjával együttműködve e különleges neuronok ritmusszabályozó hálózatát vizsgálták.

Az agy szinkronizációs mechanizmusainak megértéséhez a magyar kutatók szerint több száz évvel ezelőttre kell visszatekinteni. Christiaan Huygens holland tudós és feltaláló egy 1665-ös levelében számolt be a furcsa szimpátiának elnevezett felfedezéséről, mely azon megfigyelése kapcsán született, hogy az általa feltalált ingaóra két egymás melletti példányának lengése egy idő után egymáshoz igazodott, szinkronizálódott. Hangya Balázs kutató­csoportjának most az agyi neuronoknál pontosan ilyen, Huygens-féle szinkronizációt sikerült meg­figyelnie. Azt találták, hogy az amúgy egymással nem szinkronizált módon működő

szinkronizált agyi ritmust létrehozva. Vagyis az agyi idegsejtek éppúgy képesek szinkronizálódni, mint a faliórák.

Az a szakemberek számára már ismeretes volt, hogy az agyban található neuronok gyakran szinkronizálódnak, s e „kváziritmikus” tevékenységükkel együttesen agyhullámokat hoznak létre, melyek elektroenkefalográfia segítségével néha a koponyán kívül is észlelhetők. Ez a szinkronizált ritmus segíti a neuronok közötti hatékony információcserét annak érdekében, hogy az agy zökkenőmentes működése – a tanulás, a memória és a figyelem – az állandóan változó körülmények mellett is biztosítva legyen.

Most a magyar szakembereknek

Az eredményeik nemcsak az alapkutatás szempontjából jelentősek. Az agy szinkronizációs mechanizmusai ugyanis betegség következtében elromolhatnak, ami egyebek között memóriaproblémákhoz és figyelemzavarokhoz vezethet. Az agyi hálózatok szinkronizációjának alaposabb megértése a jövőben e betegségek hatékonyabb terápiájához is hozzájárulhat – állapítja meg Hangya Balázs és kutatócsoportja.

Nyitókép: Shutterstock