Metody komunikacji i Media. Technologie informacyjne a zmiany współczesnej edukacji. R E F L E K S J E

iUmysł? Niezależnie od tego, czy utożsamiać się będziemy z Cyfrowymi Imigrantami, czy też Tubylcami, nie podlega dyskusji, że nowoczesne technologie cyfrowe zmieniły sposób, w jaki żyjemy. Wielu badaczy uważa, że zmiana ta dotyczy nie tylko otaczającego nas środowiska. Codzienne obcowanie z technologią cyfrową może wpływać na pojawienie się zmian wewnątrz nas. Nasze mózgi, codziennie zalewane różnorodnymi bodźcami, których źródłem są coraz częściej towarzyszące nam urządzenia elektroniczne, ulegają ciągłym przemianom. Komórki mózgowe wystawione na działanie nowego rodzaju bodźców tworzą nieustannie nowe szlaki neuronowe. Mózg pod wpływem bodźców zewnętrznych ciągle reorganizuje swoje struktury – dzieje się tak zarówno u dzieci, jak i u osób dorosłych. Fenomen ten, o istnieniu którego dowiedzieliśmy się stosunkowo niedawno, nazwano neuroplastycznością (Prensky 2001b). Przez dziesięciolecia w świecie nauki dominowało przekonanie, że struktura mózgu osoby dorosłej nie zmienia się. Według tego poglądu neurony połączyłyby się w ścieżki, kiedy byliśmy dziećmi. Tak uzyskana struktura zastygałaby, gdy osiągaliśmy dorosłość, i nie ulegałaby zmianie do końca naszych dni. Oczywiście moglibyśmy się uczyć oraz zachowywać nowe wspomnienia (tracąc jednocześnie inne), ale ogólna struktura naszych mózgów pozostawałaby niezmienna. Jedyny proces, który zachodzić miał w mózgach osób dorosłych, to powolna degeneracja tkanki nerwowej. W miarę postępowania procesu starzenia się organizmu również komórki nerwowe miałyby wyłącznie obumierać, co tłumaczyłoby różne schorzenia wieku podeszłego, jak amnezja czy choroba Alzheimera. W 1968 roku za sprawą badań na dorosłych małpach Michael Merzenich znalazł dowód na istnienie zjawiska, które później nazwane zostało neuroplastycznością. Naukowiec, stosując skomplikowaną technikę bezpośredniego odbioru potencjałów z kory mózgowej, wykazał, że jest możliwa reorganizacji kory mózgu u dorosłych naczelnych (Osiak 2001, s. 30–40). W korze mózgowej somatosensorycznej poszczególnym palcom odpowiadają fragmenty kory. Michael Merzenich, dysponujący wcześniej przygotowaną, dokładną „mapą” fragmentu kory mózgowej, ze zdziwieniem zauważył, że mózg odbiera sprzeczne sygnały z dłoni, w której nerw został celowo uszkodzony, a następnie wyleczony. Małpa odczuwała dotyk w innym miejscu, niż była rzeczywiście dotykana. Zdziwienie badacza było jeszcze większe, gdy po kilku tygodniach stwierdził, że w mózgu zaszła „reorganizacja” struktur, za sprawą czego bodźce odbierane są już w sposób prawidłowy (Carr 2010). Opublikowane przez Michaela Merzenicha artykuły spotkały się z chłodnym przyjęciem środowiska naukowego. Kontynuujący przez dziesięciolecia swoje badania naukowiec czekał cierpliwie, aż świat dojrzeje do tego, aby zaakceptować jego odkrycie – na co trzeba było czekać blisko 20 lat. Kolejnych dowodów empirycznych na możliwość zachodzenia procesu tworzenia się nowych połączeń mających na celu zreorganizowanie się tkanki nerwowej dostarczyły badania Geoffreya Raismana, który jako pierwszy przedstawił zdjęcia wykonane mikroskopem elektronowym, ukazujące powstawanie nowych synaps (Kossut b.r.). Jednym z najbardziej spektakularnych eksperymentów demonstrujących proces reorganizacji połączeń synaptycznych był ten przeprowadzony przez późniejszego laureata Nagrody Nobla, Erica Kandela. Naukowiec eksperymentował na dużych ślimakach morskich, których układ nerwowy jest stosunkowo prosty, a poszczególne komórki nerwowe duże. Okazało się, że dotknięcie skrzeli ślimaka powoduje ich odruchowe wycofanie się. Powtarzanie tej czynności zaledwie kilkadziesiąt razy w taki sposób, aby zwierzę nie odczuwało bólu, a jedynie dotyk, powodowało, że skrzela pozostawały w tej samej pozycji i przestawały reagować na bodziec. Wnikliwsza analiza układu nerwowego ślimaka wykazała, że powtarzający się bodziec spowodował zanik około 80% połączeń nerwowych między neuronami odpowiadającymi za czucie a neuronami odpowiadającymi za motorykę organu (Carr 2010). Choć od czasu, gdy doświadczenia Michaela Merzenicha dostarczyły pierwszych empirycznych dowodów na istnienie fenomenu neuroplastyczności, minęły dopiero ponad cztery dekady, coraz więcej wiemy na temat tego zjawiska. Kolejne obserwacje i eksperymenty dostarczają coraz ciekawszych i bardziej zaskakujących informacji o naturze tego procesu. Mózg człowieka podzielony jest wprawdzie na różne wyspecjalizowane obszary odpowiadające za różne procesy biologiczne oraz przetwarzanie bodźców pochodzących z różnych receptorów, ale nie jest to podział, który nie może zostać zmieniony w razie potrzeby. Jak wykazały obserwacje poczynione na osobach, które utraciły wzrok – obszary (np. kora wzrokowa), które straciły w sposób nagły dostęp do bodźców z przypisanych im receptorów, nie są przez mózg po prostu „wyłączane”. Neurony zdają się „tęsknić” za bodźcami i jeżeli te przestaną być dostarczane, ulegają „przekwalifikowaniu”. U obserwowanych osób, które utraciły wzrok, kora wzrokowa w relatywnie szybkim czasie została włączona do struktur odpowiedzialnych za przetwarzanie bodźców dźwiękowych. To szybkie „przeprogramowanie” struktur mózgu pozwala na wyostrzenie słuchu i odbiór większej ilości informacji z otoczenia za pośrednictwem tych receptorów, które pozostały sprawne (What drives brain changes in macular degeneration?). Niektórzy lekarze uważają, że odczuwane przez pacjentów po amputacji tzw. bóle fantomowe mogą świadczyć o trwającym procesie reorganizacji połączeń neuronowych (.is.umk.pl/~duch/Wyklady/KogP/05-zmysly.htm). Zdarzają się pacjenci, którzy krótko po amputacji odczuwają dotyk w brakującej kończynie, pomimo że sygnał pochodzi z zupełnie innej części ciała. Świadczyć to może o tym, że neuroprzekaźniki odpowiedzialne do tej pory za odbieranie bodźców z kończyny są właśnie „przekwalifikowane”. Bóle fantomowe zazwyczaj po krótkim czasie zanikają. Neuroplastyczność nie dotyczy jedynie zmian zachodzących w odpowiedzi na uszkodzenia mechaniczne układu nerwowego. Również regularne powtarzane różnych czynności umysłowych doprowadza do reorganizacji struktur neuronowych. Przykładem potwierdzającym tę tezę są badania przeprowadzone w Anglii, podczas których mózgi londyńskich taksówkarzy badano za pomocą rezonansu magnetycznego. Wyniki badań jednoznacznie wykazały, że im większe zawodowe doświadczenie taksówkarza (badane osoby miały doświadczenie zawodowe od 2 do 42 lat), tym więcej istoty szarej w rejonie hipokampu, a konkretniej w tej jego części, która współodpowiada za orientację przestrzenną (Maguire, Gadian, Johnsrude i in. 2000). Jak widać na przykładzie taksówkarzy, proces tworzenia nowej mapy połączeń neuronowych może trwać przez wiele lat i wymaga regularnego oddziaływania odpowiedniego bodźca przez określony czas. W przypadku taksówkarzy bodźcem tym jest ciągła nauka topografii miasta oraz ćwiczenie umiejętności wyznaczania (w myślach) najkrótszej trasy między różnymi lokalizacjami. Innym ciekawym przykładem ilustrującym elastyczność umysłu człowieka są wyniki eksperymentu przeprowadzonego na Uniwersytecie Medycznym Harvarda. Badanych, którzy nigdy nie uczyli się gry na pianinie, podzielono na trzy grupy. Podczas pięciu dni trwania eksperymentu osoby z pierwszej grupy jedynie przebywały w pokoju, w którym znajdowało się pianino. Uczestnicy z drugiej grupy pobierali w tym samym czasie intensywne lekcje nauki gry na pianinie. Najciekawsze zadanie, z punktu widzenia badaczy, otrzymali uczestnicy przydzieleni do trzeciej grupy, którzy jedynie wyobrażali sobie, że grają na instrumencie. Wynik zaskoczył naukowców. W mózgach osób jedynie przebywających w pokoju wyposażonym w pianino nie zaszły żadne zmiany. Ciekawy okazał się jednak fakt, że badania przeprowadzane za pomocą rezonansu magnetycznego na grupie osób rzeczywiście uczących się gry na instrumencie przyniosły podobne rezultaty, jak badania na grupie, która jedynie wyobrażała sobie tę czynność. Część mózgu odpowiedzialna za kontrolę motoryki palców rozwinęła się. Okazuje się, że zmiany w strukturze neuronów naszego mózgu możliwe są również za sprawą wyobraźni (Greenfield 2009). Neurolodzy nie potrafią dotychczas wyjaśnić, jak zmiany zaobserwowane w eksperymentach przeprowadzonych z udziałem taksówkarzy oraz ochotników pobierających lekcje gry na instrumencie, widoczne na poziomie neuronów, mogą przekładać się na zmiany naszego charakteru. Z pewnością jednak przeobrażenia w strukturze mózgu pozostają w zależności z tym, jak myślimy i co czujemy.