* Εισαγωγή σε ορισμένες θεωρίες της Επιστήμης της Μάθησης για την Οικοδόμηση και την Εφαρμογή της Γνώσης

Το σύστημα γνώσεών μας

Το σύστημα γνώσης μας αποτελείται από σχήματα (δηλ. νοητικά μοντέλα), δίκτυα σχετικών πληροφοριών τα οποία αποθηκεύονται στην μακρόχρονη μνήμη μας. Η μακρόχρονη μνήμη διαθέτει σχήματα που ποικίλλουν σε βαθμό πολυπλοκότητας και αυτοματισμού (Van Merrienboer & Sweller, 2010). Ένας τρόπος κατανόησης των σχημάτων είναι να σκεφτείτε τους χάρτες και την πλοήγηση. Για παράδειγμα, που είμαστε ακριβώς τώρα; Μπορούμε να πούμε «Ισπανία» στο πλαίσιο του κόσμου και νοητικά να σκεφτούμε έναν χάρτη ή ένα σχήμα του κόσμου. Θα μπορούσαμε επίσης να πούμε Βαρκελώνη, αλλά αυτός ο παγκόσμιος χάρτης δεν θα είχε λεπτομέρειες. Ίσως λοιπόν Βαρκελώνη μέσα σε ένα σχήμα της Νότιας Ευρώπης ή της Ισπανίας. Θα μπορούσαμε να πούμε τον αριθμό δωματίου που είμαστε. Το προηγούμενο σχήμα δεν θα ήταν κατάλληλο. Χρειαζόμαστε ένα σχήμα για αυτόν τον όροφο ή το κτίριο. Ωστόσο, μπορούμε εύκολα να κινηθούμε από έναν από αυτούς τους «χάρτες» στον άλλο με λίγη προσπάθεια. Αυτά τα σχήματα έχουν σε μεγάλο βαθμό αυτοματοποιηθεί σε εμάς, αλλά διατηρούν τεράστιες ποσότητες πληροφοριών που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να απαντήσουμε στη ερώτηση σχετικά με το πού είμαστε και προς τα που πρέπει να πλοηγηθούμε.

Τα τελευταία δέκα χρόνια περίπου, οι νευρικοί μηχανισμοί που διέπουν το σχήμα έχουν γίνει πιο ξεκάθαροι (π.χ., όπως ο τρόπος που τα σχήματα αναπαρίστανται,  ενεργοποιούνται και ενημερώνονται στον εγκέφαλο). Πιστεύεται ότι το σχήμα είναι δομημένο και οργανωμένο με ιεραρχικό τρόπο από απλό σε περίπλοκο, από γενικευμένο σε ειδικό. «Οι διαθέσιμες πληροφορίες σε χαμηλότερα επίπεδα της ιεραρχίας, οι καταστάσεις των αισθητηριακών συστημάτων, για παράδειγμα, κωδικοποιούνται ιεραρχικά σε αναπαραστάσεις αυξανόμενης γενικότητας, οι οποίες στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για την ερμηνεία των εισερχόμενων δεδομένων χαμηλότερης τάξης» (Kukushkin & Carew, 2017).

Αυτή η ιεραρχική οργάνωση αντιπροσωπεύεται φυσικά από τον τρόπο κατασκευής του σχήματος στον εγκέφαλο. Το παρακάτω κείμενο παρέχει ένα παράδειγμα ιεραρχικής οργάνωσης των σχημάτων στον εγκέφαλο. Σημειώστε ότι ο σκοπός το κειμένου που ακολουθεί είναι να δείξει πως οι θεωρίες των σχημάτων ευθυγραμμίζονται με τις λειτουργικές και δομικές ιδιότητες του εγκεφάλου και δεν βασίζονται αποκλειστικά σε συμπεριφοριστικές μελέτες. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την ανατομία του εγκεφάλου οι προτεινόμενοι πόροι περιλαμβάνουν:

1. Μια απλή επισκόπηση από την Κλινική Mayfield (http://www.mayfieldclinic.com/pe-anatbrain.htm);
2. Ένα βίντεο για τη νευροανατομία από το UBC Medicine = (https://www.youtube.com/watch?v=xB7rXw_3gVY).

Ο φλοιός που είναι το εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου παίζει ρόλο σε λειτουργίες υψηλού επιπέδου όπως η προσοχή, η αντίληψη, η επίγνωση, η σκέψη, η μνήμη, η γλώσσα και η συνείδηση. Το σχήμα θεωρείται ότι κατασκευάζεται στον εγκέφαλο από τον άνω προς τον κάτω φλοιό. Οι Fuster & Bressler (2015) στην εργασία τους Past makes future: role of pFC in prediction παρέχουν μια αναπαράσταση της δομής φλοιού από την γενική έως την λεπτομερή περιγραφή. Στον ανώτερο φλοιό θα ήταν η έννοια του «πουλιού». Καθώς φτάνουμε χαμηλότερα στο φλοιό, έχουμε πιο συγκεκριμένες συσχετίσεις για τους τύπους πουλιών όπως ένα «καναρίνι».  Και στον αισθητήριο φλοιό βρίσκουμε τις συγκεκριμένες ιδιότητες όπως χρώματα, ήχους και μυρωδιές. Έτσι, τα γενικά προς συγκεκριμένα ιεραρχικά επίπεδα αντικατοπτρίζονται φυσικά όταν αντιπροσωπεύονται στον εγκέφαλο. «Οι αναμνήσεις καθώς και τα στοιχεία της γνώσης αποτελούνται από κατανεμημένα και ιεραρχικά οργανωμένα φλοιώδη δίκτυα» (Fuster, 2009).

Συσχετίσεις

Τα σχήματα συνδέονται μέσω συσχετίσεων – ομοιότητες έναντι διαφορών. Αυτό αντικατοπτρίζεται, επίσης, στους δύο τύπους σημάτων στον εγκέφαλό μας, τον διεγερτικό και τον ανασταλτικό. Τα διεγερτικά σήματα ενισχύουν τα στοιχεία που σχετίζονται (ομοιότητες). Τα ανασταλτικά σήματα αποδυναμώνουν στοιχεία που δεν σχετίζονται (διαφορές) (Fuster & Bressler, 2015).

Αναφορές

Το σύστημα γνώσεών μας

• Van Merriënboer, J. J., & Sweller, J. (2010). Cognitive load theory in health professional education: design principles and strategies. Medical education, 44(1), 85-93.
• Fuster, J. M. (2009). Cortex and memory: emergence of a new paradigm. Journal of cognitive neuroscience, 21(11), 2047-2072.
• Fuster, J. M., & Bressler, S. L. (2015). Past makes future: role of pFC in prediction. Journal of cognitive neuroscience, 27(4), 639-654.
• Kukushkin, N. V., & Carew, T. J. (2017). Memory Takes Time. Neuron, 95(2), 259-279.
• Gilboa, A., & Marlatte, H. (2017). Neurobiology of schemas and schema-mediated memory. Trends in cognitive sciences, 21(8), 618-631.
• van Kesteren, M. T., Ruiter, D. J., Fernández, G., & Henson, R. N. (2012). How schema and novelty augment memory formation. Trends in neurosciences, 35(4), 211-219.
• Squire, L. R., Genzel, L., Wixted, J. T., & Morris, R. G. (2015). Memory consolidation. Cold Spring Harbor perspectives in biology, 7(8), a021766.

Συσχετίσεις

• Fuster, J. M., & Bressler, S. L. (2015). Past makes future: role of pFC in prediction. Journal of cognitive neuroscience, 27(4), 639-654.