College aantekening van: Het lerende brein
2024-2025
Inhoudsopgave
HC1: Educational Neuroscience & Hoe werkt het brein ................................................ 2
HC2: Emoties bij leren .................................................................................................... 8
HC3: Sociale Processen ................................................................................................ 12
HC4: Denken is moeilijk ............................................................................................... 14
HC5: Leren is nog moeilijker........................................................................................ 20
HC6: Leren in schoolvakken......................................................................................... 25
HC7: Een systeem benadering ...................................................................................... 32
1
,HC1: Educaitonal neuroscience & Hoe werkt het brein
waarom hebben we educational neuroscience nodig?
- begrip van mechanisme maakt optimaal onderwijs mogelijk
het doel is evidence based onderwijs – onderwijs dat aansluit bij de manier waarop het brein
informatie verwerkt
1. Neurowetenschappelijke bevindingen kunnen een context bieden voor het begrijpen van gedrag
2. Helpt bij theorievorming over leren en vormgeving van het onderwijs
3. Nieuwe hypotheses over waar interventies zich op zouden moeten richten
educational neuroscience:
- psychologie: study of mechanisms that are responsible voor gedrag en cognitie
- pedagogiek: study of the art of teaching
- neuroscience: study of the brains structure, function and development
inzicht in mechanisme leren:
case study ‘stop and think’
verkeerde informatie wordt niet vervangen, om nieuwe informatie als juist te zien, moet oude
informatie worden onderdrukt, hiervoor is inhibitie controle nodig.
letters leren:
‘learning by doing’onderzoek (james et al 2010)
2 groepen waarbij een groep visueel en andere visuo motor, dus ook letters
schrijven/uitlijnen’/tracen. Activatie in visuele systeem veel groter wanneer letters werden ‘gedaan’
ipv alleen bekeken
translationeel onderzoek:
neurowetenschappen: fundamenteel onderzoek
onderwijs: toegepast onderzoek
educational neuroscience (evidence based onderwijs) vraag translationeel onderzoek
- fundamenteel onderzoek, vertaald naar praktijk
multidisciplinair onderzoek dat als doel heeft onderwijs verbeteren
- experiment in lab
- neuro onderzoek
- onderzoek in school
= multi-level interpretatie
Factoren die educational neuroscience onderzoek belemmeren
- oversimplificatie en misinterpretatie
- neuromythen
- verschillende analyseniveau’s
prevalentie neuromythes:
ongeveer 50% leerkrachten in basis en voortgezet onderwijs gelooft
- leerkrachten met interesse zijn extra gevoelig voor neuromythes
2
,hersen gebieden
cortex (hersenschors) bestaan uit 2 helfden (hemisperen), verbonden door corpus callosum:
grijze stof: cellichamen en dendrieten van neuronen
witte stof: verbindingen (myeline om axonen)
gyri (windingen) en sulci (groeven)
4 kwabben:
1. pariëtaal kwab / wandbeenkwab
- somatosensorische info, integreren, ruimte bewustzijn, hoeveelheden
2. Occipitaal / achterhoofds kwab
- visuele info
3. Temporaal / slaapkwab
- auditivieve info, taalbegrip, geheugen
4. Frontaal / voorhoofdskwab
- executieve functies, beslissen, redeneren, persoonlijkheid, ophalen van herinneringen
3
,Het limbisch systeem
als dit systeem niet goed werkt, kans op autisme, angsstoornissen, epilepsie
5 onderdelen:
1. Amygdala
- affectieve kleuring
- emotioneel leren
- angst
- snelle reacties (heel basaal)
2. Hippocampus
- lange termijn geheugen
- verwerken van ruimtelijke informatie
3. Basal ganglia
- reguleren van bewegingen
- vormen van gewoonten, verslavingen (beloningsgebied)
- cognitief/emotioneel gedrag
4. Cingulate gyrus
- beloning/straf prikkels
- foutendetectie
- reguleren van emotie
5.1. hypothalamus
- homeostase
- hormonen
- kerngedragingen (bloeddruk, hartslag, honger enz.)
5.2 thalamus
- verbindingsstation
- sturing van beweging en emoties
4
,bloed en elektriciteit in brein
bloed: indirecte, langzame maat van neurale activiteit (meer vraag naar glucose en zuurstof = meer
vraag naar bloed)
elektriciteit: directe maat van neurale activiteit
- neuronen communiceren met elkaar door elektrische signalen
neuron ontvangt met dendriet, en stuurt met axon (hiertussen zit myeline)
singel-cell recordings
meet direct actiepotentiaal van een neuron
(invasief)
spiegelneuronen met aap/dier onderzoek
MRI basics
mri meet water / waterstofatomen, met een magneet bewegen deze protonen van ze van recht naar
schuin, deze beweging wordt gemeten omdat het een signaal vrijmaakt/stuurt.
- dus meet signaal van waterstof atomen dmv magnetisch veld met radiopulsen
MRI: structureel
fMRI: functioneel
BOLD-respons
blood oxygenation level dependant signal
hersenactiviteit vraagt om zuurstof, dus meer bloedtoevoer = meer zuurstof = meer signaal. Kan je
zien waar meer zuurstof wordt vereist omdat het het nodig heeft/wordt gebruikt.
5
,EEG/ ERP
kan meten op miliseconde niveau
- wanneer groepen neuronen synschroon vuren, kan elektrische activiteit gemeten worden van buiten
de schedel
ERP = event related potential
Ontwikkeling hersenen
brein blijft plastisch hele leven, meet ontwikkeling van gebieden loopt niet in een gelijke tempo
progressive events: toename witte stof
regressive eventes: afname grijze stof
- voor de geboorte
meeste neuronen zijn al ontwikkeld en migreren naar juiste plek
- na geboorte
reorganisatie synapsen
- dendritic arborisation (Boomstructuur van dendrieten)
- toename diameter axonen
- toename myeline
6
,synaptogenese en pruning
synaptogenese: toename verbindingen
pruning: afname verbindingen
belangrijke versterken en minder belangrijke snoeien
PFC piekt als laatst
Onderzoek ontwikkeling cortex (gogtay, N. et al, 2004)
methode: kinderen tussen 4-21 jaar oud elke 2 jaar gescand met MRI
- ontwikkeling cortex verloopt niet linear
Visual word form area (VWFA)
gespecialiseerd in herkennen letters en woorden
komt niet door evolutie
repetition priming: lagere activiteit als het zelfde plaatje wordt aangeboden (invariantie). Ook als
plaatje gespiegeld is. geen repetition priming bij woorden die gespiegeld zijn.
dus representatie van objecten is onafhankelijk van oriëntatie, maar representatie van woorden is
afhankelijk van oriëntatie.
motorisch vs sensorisch
deze systemen zijn hierarchisch georganiseerd
hersenen werken graag op automatische piloot. Kunnen goed patronen herkennen. Minder goed in
abstract denken en redeneren.
7
, Hc2: Emoties bij leren
wat is de relatie tussen emoties en schoolprestaties?
prestatie-emoties = emoties die gerelateerd zijn aan (school)
prestaties en de uitkomsten van succes en falen
Affect:
- valentie: positief of negatief (unpleasant of pleasant)
- arousal: activeren en deactiveren (opwinding vs rust)
Control value theory
positieve en negatieve emoties komen tot stand door
- competentie en controle die wordt ervaren
- waarde die wordt toegekend aan de activiteit
belangrijke rol voor overtuigingen van eerdere ervaringen
onderzoek wedekerige relatie emoties en prestaties
longitudinale studie naar relatie emoties en prestaties in wiskunde
- 1e tot 5e klas middelbare school duitsland
- gecontroleerd voor eerdere emotie & prestatie, geslacht, intelligentie, ses
rekenprestaties vooruit bij:
- positieve emoties (plezier en trots)
rekenprestaties achteruit bij:
- negatieve emoties ( boos, angst, schaamte, verveling, hopeloosheid)
daarnaast effecten van gender en IQ op emoties
- meisjes minder blij, meer angstig en verveeld
- intelligentere kinderen minder negatieve emoties, ook wanneer er gecontroleerd werd voor
prestaties
8
2024-2025
Inhoudsopgave
HC1: Educational Neuroscience & Hoe werkt het brein ................................................ 2
HC2: Emoties bij leren .................................................................................................... 8
HC3: Sociale Processen ................................................................................................ 12
HC4: Denken is moeilijk ............................................................................................... 14
HC5: Leren is nog moeilijker........................................................................................ 20
HC6: Leren in schoolvakken......................................................................................... 25
HC7: Een systeem benadering ...................................................................................... 32
1
,HC1: Educaitonal neuroscience & Hoe werkt het brein
waarom hebben we educational neuroscience nodig?
- begrip van mechanisme maakt optimaal onderwijs mogelijk
het doel is evidence based onderwijs – onderwijs dat aansluit bij de manier waarop het brein
informatie verwerkt
1. Neurowetenschappelijke bevindingen kunnen een context bieden voor het begrijpen van gedrag
2. Helpt bij theorievorming over leren en vormgeving van het onderwijs
3. Nieuwe hypotheses over waar interventies zich op zouden moeten richten
educational neuroscience:
- psychologie: study of mechanisms that are responsible voor gedrag en cognitie
- pedagogiek: study of the art of teaching
- neuroscience: study of the brains structure, function and development
inzicht in mechanisme leren:
case study ‘stop and think’
verkeerde informatie wordt niet vervangen, om nieuwe informatie als juist te zien, moet oude
informatie worden onderdrukt, hiervoor is inhibitie controle nodig.
letters leren:
‘learning by doing’onderzoek (james et al 2010)
2 groepen waarbij een groep visueel en andere visuo motor, dus ook letters
schrijven/uitlijnen’/tracen. Activatie in visuele systeem veel groter wanneer letters werden ‘gedaan’
ipv alleen bekeken
translationeel onderzoek:
neurowetenschappen: fundamenteel onderzoek
onderwijs: toegepast onderzoek
educational neuroscience (evidence based onderwijs) vraag translationeel onderzoek
- fundamenteel onderzoek, vertaald naar praktijk
multidisciplinair onderzoek dat als doel heeft onderwijs verbeteren
- experiment in lab
- neuro onderzoek
- onderzoek in school
= multi-level interpretatie
Factoren die educational neuroscience onderzoek belemmeren
- oversimplificatie en misinterpretatie
- neuromythen
- verschillende analyseniveau’s
prevalentie neuromythes:
ongeveer 50% leerkrachten in basis en voortgezet onderwijs gelooft
- leerkrachten met interesse zijn extra gevoelig voor neuromythes
2
,hersen gebieden
cortex (hersenschors) bestaan uit 2 helfden (hemisperen), verbonden door corpus callosum:
grijze stof: cellichamen en dendrieten van neuronen
witte stof: verbindingen (myeline om axonen)
gyri (windingen) en sulci (groeven)
4 kwabben:
1. pariëtaal kwab / wandbeenkwab
- somatosensorische info, integreren, ruimte bewustzijn, hoeveelheden
2. Occipitaal / achterhoofds kwab
- visuele info
3. Temporaal / slaapkwab
- auditivieve info, taalbegrip, geheugen
4. Frontaal / voorhoofdskwab
- executieve functies, beslissen, redeneren, persoonlijkheid, ophalen van herinneringen
3
,Het limbisch systeem
als dit systeem niet goed werkt, kans op autisme, angsstoornissen, epilepsie
5 onderdelen:
1. Amygdala
- affectieve kleuring
- emotioneel leren
- angst
- snelle reacties (heel basaal)
2. Hippocampus
- lange termijn geheugen
- verwerken van ruimtelijke informatie
3. Basal ganglia
- reguleren van bewegingen
- vormen van gewoonten, verslavingen (beloningsgebied)
- cognitief/emotioneel gedrag
4. Cingulate gyrus
- beloning/straf prikkels
- foutendetectie
- reguleren van emotie
5.1. hypothalamus
- homeostase
- hormonen
- kerngedragingen (bloeddruk, hartslag, honger enz.)
5.2 thalamus
- verbindingsstation
- sturing van beweging en emoties
4
,bloed en elektriciteit in brein
bloed: indirecte, langzame maat van neurale activiteit (meer vraag naar glucose en zuurstof = meer
vraag naar bloed)
elektriciteit: directe maat van neurale activiteit
- neuronen communiceren met elkaar door elektrische signalen
neuron ontvangt met dendriet, en stuurt met axon (hiertussen zit myeline)
singel-cell recordings
meet direct actiepotentiaal van een neuron
(invasief)
spiegelneuronen met aap/dier onderzoek
MRI basics
mri meet water / waterstofatomen, met een magneet bewegen deze protonen van ze van recht naar
schuin, deze beweging wordt gemeten omdat het een signaal vrijmaakt/stuurt.
- dus meet signaal van waterstof atomen dmv magnetisch veld met radiopulsen
MRI: structureel
fMRI: functioneel
BOLD-respons
blood oxygenation level dependant signal
hersenactiviteit vraagt om zuurstof, dus meer bloedtoevoer = meer zuurstof = meer signaal. Kan je
zien waar meer zuurstof wordt vereist omdat het het nodig heeft/wordt gebruikt.
5
,EEG/ ERP
kan meten op miliseconde niveau
- wanneer groepen neuronen synschroon vuren, kan elektrische activiteit gemeten worden van buiten
de schedel
ERP = event related potential
Ontwikkeling hersenen
brein blijft plastisch hele leven, meet ontwikkeling van gebieden loopt niet in een gelijke tempo
progressive events: toename witte stof
regressive eventes: afname grijze stof
- voor de geboorte
meeste neuronen zijn al ontwikkeld en migreren naar juiste plek
- na geboorte
reorganisatie synapsen
- dendritic arborisation (Boomstructuur van dendrieten)
- toename diameter axonen
- toename myeline
6
,synaptogenese en pruning
synaptogenese: toename verbindingen
pruning: afname verbindingen
belangrijke versterken en minder belangrijke snoeien
PFC piekt als laatst
Onderzoek ontwikkeling cortex (gogtay, N. et al, 2004)
methode: kinderen tussen 4-21 jaar oud elke 2 jaar gescand met MRI
- ontwikkeling cortex verloopt niet linear
Visual word form area (VWFA)
gespecialiseerd in herkennen letters en woorden
komt niet door evolutie
repetition priming: lagere activiteit als het zelfde plaatje wordt aangeboden (invariantie). Ook als
plaatje gespiegeld is. geen repetition priming bij woorden die gespiegeld zijn.
dus representatie van objecten is onafhankelijk van oriëntatie, maar representatie van woorden is
afhankelijk van oriëntatie.
motorisch vs sensorisch
deze systemen zijn hierarchisch georganiseerd
hersenen werken graag op automatische piloot. Kunnen goed patronen herkennen. Minder goed in
abstract denken en redeneren.
7
, Hc2: Emoties bij leren
wat is de relatie tussen emoties en schoolprestaties?
prestatie-emoties = emoties die gerelateerd zijn aan (school)
prestaties en de uitkomsten van succes en falen
Affect:
- valentie: positief of negatief (unpleasant of pleasant)
- arousal: activeren en deactiveren (opwinding vs rust)
Control value theory
positieve en negatieve emoties komen tot stand door
- competentie en controle die wordt ervaren
- waarde die wordt toegekend aan de activiteit
belangrijke rol voor overtuigingen van eerdere ervaringen
onderzoek wedekerige relatie emoties en prestaties
longitudinale studie naar relatie emoties en prestaties in wiskunde
- 1e tot 5e klas middelbare school duitsland
- gecontroleerd voor eerdere emotie & prestatie, geslacht, intelligentie, ses
rekenprestaties vooruit bij:
- positieve emoties (plezier en trots)
rekenprestaties achteruit bij:
- negatieve emoties ( boos, angst, schaamte, verveling, hopeloosheid)
daarnaast effecten van gender en IQ op emoties
- meisjes minder blij, meer angstig en verveeld
- intelligentere kinderen minder negatieve emoties, ook wanneer er gecontroleerd werd voor
prestaties
8
