Huotilainen, Minna: Näin aivot oppivat

 

Kirjassa esitellään yleistajuisesti ja monipuolisesti aivotutkimuksen tuloksia. Esimerkkien avulla pääset mukaan jännittävään palapelin kokoamistehtävään: Mikä tämän yksittäisen tuloksen merkitys aivotutkimuksen kokonaisuudessa voi olla? Mitä se kertoo oppimisesta? Voinko soveltaa sen antamaa tietoa työssäni, vanhemmuudessani tai oppimisessani? On viisainta muokata ajatteluaan, uskomuksiaan ja toimintatapojaan sitä tosiasiaa kohti, että aivot harjaantuvat uusiin tehtäviin harjoittamalla. Kenenkään aivoissa ei ole valmiina jotain mystistä osaamista, vaan taidot kehittyvät tekemällä. Ihmisen ajattelu ja oppiminen kehittyvät tehokkaasti ryhmässä, ja eri ihmisten taidot täydentävät toisiaan. Ihmismieli on kokonaisuus, jota ei voi paikantaa pelkästään yhden ihmisen aivoihin.

 

Muovautuvuusperiaate

Päivittäin julkaistaan suuri joukko uusia tutkimustuloksia, eikä kukaan pysty seuraamaan kaikkea aivotutkimuksen tietoa. Jokainen kokeellinen tutkimus tuo uuden palasen tietoa osaksi kokonaisuutta. Muovautumistekniikka on eräs tärkeä aivojen toimintaa selittävä ajatusmalli. Aivojen tilaresurssit ovat rajalliset: päähän ei mahdu loputtomasti hermosoluja ja solujen välisiä yhteyksiä, vaan kallon tilavuus rajoittaa aivojen kokoa. Aivot kuluttavat valtavasti energiaa ja happea, joten suuret aivot tulevat kalliiksi. Aivojen tilaresursseista on valtava jatkuva kamppailu.

 

Automatisoitumisperiaate

Automatisoitumisperiaate on myös toinen keskeinen malli, jolla selitetään oppimista, taidon kehitty-mistä ja uusien tapojen muotoutumista. Periaatteen mukaan jokin opittu toiminta siirtyy aivokuoren tietoisesta hallinnasta ohjattavaksi osittain tietoisuuden ulkopuolella esimerkiksi pikkuaivojen alueella. Tämä periaate säästää tietoisuuden kapasiteettia muuhun toimintaan. Ajatellaanpa vaikka kävelyä. Kun kävelyä harjoitellaan parin ensimmäisen elinvuoden aikana, kaikki kapasiteetti kuluu motorisen toimin-nan hallintaan. Kuitenkin jo muutaman vuoden harjoittelun jälkeen kävely on automatisoitunut.

Automatisoitumisperiaate selittää myös asiantuntijuuden kehittymistä. Mitä enemmän automatisoitu-neita taitoja ja osaamista ko. asiantuntijatehtävästä on kertynyt, sitä paremmin voi toimia asiantuntijana, sillä kognitiivista kapasiteettia on silloin käytettävissä juuri tehtävän vaativimpiin osiin. Kapasiteetti ei kulu itse tekemiseen vaan laajan kokonaisuuden hallintaan. Asiantuntijuuden voisi ajatella olevan kasa automatisoituneita, pitkälle vietyjä toimintoja. Ihmisen tietoisen kognition resurssit ovat erittäin rajalliset, joten automatisoitumisella on tärkeä rooli siinä, miten selviydymme monimutkaisista tilanteista.

 

Ennakointi- ja sosiaalisuusperiaate

Ennakointiperiaatteessa aivot päättelevät, mallintavat ja laskevat, mitä kohta tapahtuu, ja suunnittelevat valmiiksi muutamia siihen sopivia toimintamalleja. Ennustettu asia joko tapahtuu tai sitten ei. Jos en-nuste menee pieleen, toimintaa on muokattava uutta ennustetta vastaavaksi ja virheelliseen ennustee-seen johtaneita malleja on mahdollisesti päivitettävä. Kaikki tämä on esitietoista oppimista. Sosiaalisuus-periaate ohjaa tutkijoita pohtimaan aivoista mitattuja ilmiöitä siinä valossa, kuinka kokonainen ihmisryh-mä toimii yhdessä. Kysymyksen ”Miten aivot oppivat?” voisikin tässä yhteydessä korvata kysymyksellä ”Miten luokka, ryhmä tai tiimi oppii?”.

 

Muisti, tarkkaavaisuus ja motivaatio

Motivaation, tarkkaavaisuuden ja muistin yhteistoiminnasta syntyy oppimista. Arkiajattelussa muista-minen voidaan jakaa kolmeen osaan: tiedon vastaanottamiseen, tiedon säilyttämiseen ja tiedon muistista hakemiseen. Tärkeä asia muistin toiminnassa on tietysti myös unohtaminen, sillä kaikkea emme voi emmekä haluakaan muistaa. Paljon on sellaista muistamista ja oppimista, josta emme itse tule lainkaan tietoiseksi. Taitomuisti karttuu jatkuvasti, kun opimme uusia taitoja.

Aivot varastoivat vastaanottamansa tiedon muutaman sekunnin ajaksi. Tätä lyhyttä muistia kutsutaan aistimuistiksi. Kuulojärjestelmän aistimuisti, kaikumuisti, sisältää muutaman sekunnin verran kuulotie-toa. Sen avulla voimme ymmärtää kokonaisen lauseen ja hahmottaa kuulemaamme. Näköjärjestelmän aistimuisti on paljon lyhyempi, alle sekunnin mittainen, ja se mahdollistaa esimerkiksi liikkuvan kuvan havaitseminen. Aistimuistin tärkeä tehtävä on säilyttää tietoa niin pitkään, että tarkkaavaisuutta säätelevät järjestelmät voivat tehdä päätöksen siitä, siirretäänkö juuri äsken vastaanotettu tieto työmuistiin vai ei. Aistimuistin kapasiteetti on suuri, mutta sen kesto on lyhyt.

Työmuisti on ehdottomasti ihmisen aivojen heikoin lenkki. Työmuistissa ovat asiat, joiden parissa sillä hetkellä teemme työtä. Kapasiteettia ei tutkimusten valossa voi ilmeisesti kasvattaa. Mitä sille voi tehdä? Nokkelaa työmuistin käyttöä on esimerkiksi se, että suojelemme itseämme keskeytyksiltä ja monen asian yhtä aikaa tekemiseltä. Kun tekee vain yhtä asiaa kerrallaan, ihmisen työmuisti riittää mainiosti. On hyvä oivaltaa, että opittaessa uutta asiaa työmuistin kuormittaminen heikentää oppimista. Siksi oppimisen tulisi rakentua aiemman osaamisen päälle. Motivaatio ohjaa oppimista. Aivoissamme on synnynnäinen oppimisen motivaatio. Tällä tarkoitetaan sitä, että aivojen palkkiojärjestelmä pystyy palkitsemaan hyvällä mielellä meidät sellaisessa tilanteessa, kun olemme ponnistelleet oppiaksemme ja huomaamme oppimista tapahtuneen.

 

Puolet oppimisesta tapahtuu yöllä

Unen aikana aivot konsolidoivat tietoa. Termillä tarkoitetaan toisaalta tiedon järjestelyä ja valikointia ja toisaalta pitkäkestoiseen muistiin siirtämistä. Kaikki, mitä päivällä on tapahtunut, ja kaikki uudet opitut tiedot ja taidot otetaan uudelleen käsittelyyn unen aikana. Aivoissa ei ole kohtaa, jossa tieto sijaitsee, eikä varsinkaan mitään tyhjää kohtaa, jonne uusi tieto voitaisiin laittaa säilöön. Kaikki, mitä muistamme ja osaamme, sijaitsee hajautuneena ympäri aivoja monimutkaisissa hermoverkoissa, hyvässä mutta vielä osittain tuntemattomassa järjestyksessä.

Unen aikana tapahtuvassa konsolidaatiossa siirtyy tietoa pitkäkestoiseen muistiin ja samalla aivot laativat muistisisällöstä yleisiä malleja. Entä jos oppija ei seuraavana yönä nukukaan kunnolla? Silloin osa oppi-misesta menee hukkaan. Konsolidaatiota tapahtuu kyllä myös päiväaikaan, ja osa konsolidaatio-prosessista voi siirtyä seuraavalle yölle, mutta osa uudesta opitusta tiedosta häviää. Tästä syystä oppimisen jälkeisen yön unet ovat hyvin tärkeät opitun asian mieleen painumisen kannalta. Uuden oppimisessa edeltävä yö ja seuraava yö ovat siis tärkeät.

 

Koulussa oppiminen

Muinaishistoriasta voimme ottaa nykykouluun opiksi sen, että tekemällä oppii. Tekemällä oppimisen tärkeyden voi ymmärtää aivotutkimuksen valossa kahdesta näkökulmasta. Ensinnäkin historiallinen, aivojen sukupolvesta toiseen jatkuvan kehityksen näkökulma on tärkeä. Koululaitos ja koko ajatus, että kokoonnumme saman ikäluokan kesken erilliseen rakennukseen viitenä päivänä viikossa oppimaan asioita, on ihmisen kehityshistoriassa uusi. Aiemmin oppiminen on tapahtunut eri tavalla, arkisessa ympäristössä tekemällä. Onko koululaitos ylipäätänsä sellainen keksintö, joka osaa huomioida ihmisen oppimisen tarpeen ja oppimisen parhaalla mahdollisella tavalla? Keksimmekö me Suomessa jonkin uuden tavan, joka yhdistää vanhan ja uuden hyvät puolet?

 

Oppiminen eri ikäisenä

Kirjassa käsitellään eri ikäisten oppimista vauvasta vaariin. Otan tähän tekstiin vain pari esimerkkiä -teini-iän ja vanhat aivot. Teini-iässä aivot käyvät erittäin suuria muutoksia ja järjestäytyvät uudelleen. Eniten tutkimustietoa on otsalohkon alueen kehittymisestä. Otsalohko on aivolohkoista se, jonka rakenne kehittyy viimeisenä. Murrosiässä aivotoiminnan muutokset ohjaavat ihmistä muodostamaan kuvaa itsestään: kuka olen, millaiset tavoitteet minulla on, miltä näytän, mihin ryhmään kuulun, mihin pystyn. Tätä itsensä rakentamisen prosessia ei kirjoittajan mielestä osata riittävästi arvostaa yhteis-kunnassamme. Aivomuutokset kannustavat teini-iässä ihmistä tekemään vakavasti otettavia kokeiluja elämänsä suunnasta ja testaamaan omia arvojaan, joten on mahdollista, että suuremman tilan antaminen kokeiluille vähentäisi teini-iän impulsiivisuutta ja riskinottoa.

Ikääntyessä oppiminen muuttaa luonnettaan. Tietyt oppimisen tehtävät vaikeutuvat. Työmuistin pieni koko toimii rajoittavana tekijänä. Sen sijaan tehtävissä, jotka eivät vaadi työmuistin käyttöä vaan perustuvat ennemminkin aiemmin opittuun tietoon sekä koulutuksen ja kokemuksen kartuttamaan osaamiseen, iän vaikutusta ei nähdä lainkaan tai se on jopa päinvastainen. Iäkkään ihmisen älykkyyttä kutsutaan kristallisoituneeksi älykkyydeksi, sillä se on laadultaan erilaista kuin nuorilla. Kouluttau-tuminen ja uuden oppiminen läpi elämän näyttää olevan aivoille terveellistä.

 

Erilaiset taidot

Aivoihin sopii erilaisia taitoja. Kirjassa käsitellään esimerkiksi musiikin merkitystä aivoille. Siitä onkin paljon tutkimustietoa. Laulaminen, soittaminen, taputtaminen, tanssiminen ja loruttelu ovat kaikki monipuolisia treenejä havaitsemistaidoille, tarkkaavaisuudelle ja muistille. Kaikkia näitä taitoja jokainen meistä voi oppia oppimaan aivotutkimuksen mukaan. Monien asioiden oppiminen vaikuttaa sujuvan erinomaisesti ilman kouluakin, mutta tietyt asiat, joita kulttuurin aikuiset eivät osaa, kuten lukeminen ja matemaattinen ajattelu, jäävät myös lapsilta oppimatta.

 

Taito- ja taideaineet – älykkyyttä käsissä

Tämä kirjan luku on mielenkiintoinen. Kätemme sisältävät osan älykkyydestämme. Aivot ja kädet oppivat yhdessä. Kädet muodostavat pääasiallisen interaktiopintamme ympäristön kanssa. Kun vaikutamme elinympäristöömme jollakin tavalla, teemme sen yleensä käyttämällä käsiämme. Käsitöiden, kuvataiteen teosten ja askartelujen tekeminen päiväkodissa on lapsen älykkyyden rakentamista. Kaikki myöhempi hahmottaminen ja ymmärrys rakentuu tälle toiminnalle, jota moni voi erehtyä pitämään vain ajanvietteenä tai lapsellisena puuhasteluna. Aivojen kannalta kysymys on sen opettelusta, miten ympäristöön voi vaikuttaa, miten esineet ja materiaalit sopivat yhteen ja miten mielessä rakentuva kuva tai ajatus materialisoituu.

Kirjoittajan mielestä käsityön taitoja tulisi arvostaa enemmän ja ottaa käsityötaidot vakavasti esimerkiksi tiettyjen alojen pääsykokeissa vaikkapa valtakunnallisen nettilukiodiplomin muodossa. Aivojen kannalta käsillä tekeminen kehittää ennen kaikkea älykkyyttä ja vahvistaa älykkyyden kehollisia ilmenemismuo-toja.

 

Mihin käytämme aivotutkimusta?

Nyt alkaa ilmestyä huimaa tahtia ”uutta” aivotutkimusta. Maallikon on lähes mahdoton varmistaa, onko eri julkaisuilla vankka tieteellinen pohja. On pyrittävä hankkimaan tietoa riippumattomista lähteistä: oppikirjoista, tietokirjoista, tutkijoiden blogeista ja tutkijoiden itsensä kirjoittamista teksteistä. Kirjoittaja toivoo, että tämä kirja on onnistunut välittämään sellaisia aivotutkimuksen tuloksia, jotka auttavat kasvatuksen, opetuksen ja koulutuksen aloilla. Mielestäni näin on päässyt käymään. On hyvä lopettaa kirjoittajan kehotuksiin: ”Hanki itsellesi myönteisen ajattelun työkalupakki ja täytä se toimintamalleilla, joilla voit saada aikaan pieniä ja joskus suuriakin parannuksia jokaisen oppilaan tilanteeseen. Viljele työssäsi uskoa kaikkien oppilaiden mahdollisuuksiin kehittyä, oppia ja innostua.” 63 kolahdusta. Y1

 

Artikkelin kirjoittaja Johannes Partanen

Kuva Hans-Peter Gauster,  Unsplash

 

Kirjan tiedot

Huotilainen, Minna: Näin aivot oppivat, PS-Kustannus 2019, 2 pistettä, suositus**, ISBN 978-952-451-885-7

Tekijänoikeudet. Tämä artikkeli on tarkoitettu vain yksityiseen omaan käyttöön, eikä tätä artikkelia saa hyödyntää mitenkään kaupallisesti. Tässä artikkelissa mainittujen kirjojen tekijänoikeudet kuuluvat niiden kustantajille ja/tai tekijöille. Tiimiakatemia Global Partus Oy ja tämän artikkelin kirjoittaja Johannes Partanen kehottavat ostamaan ja lukemaan tässä artikkelissa suositeltuja hyviä kirjoja.