Introduzione
I ricercatori hanno studiato come i processi cerebrali si collegano a molteplici funzioni cognitive differenti. Tuttavia, i ricercatori si sono anche interessati ai processi cerebrali coinvolti in funzioni non cognitive, come la motivazione e le emozioni. Queste funzioni vengono discusse a loro volta.
Motivazione
La motivazione è definita come il processo attraverso il quale le attività orientate agli obiettivi vengono avviate e sostenute. Le azioni motivate includono la scelta dei compiti, lo sforzo (fisico e mentale), la persistenza e il successo. Il Capitolo 8 discute anche i vari processi che sono stati ipotizzati per influenzare la motivazione, come obiettivi, autoefficacia, bisogni, valori e percezioni di controllo.
Le teorie contemporanee descrivono la motivazione in gran parte in termini cognitivi. La maggior parte dei processi motivazionali hanno componenti cognitive. L'autoefficacia, per esempio, si riferisce alle capacità percepite di apprendere o eseguire comportamenti a livelli designati. L'autoefficacia è una credenza cognitiva. In quanto tale, è probabile che abbia una rappresentazione neurale del tipo discusso in questo capitolo. Sebbene la ricerca sia carente in questo settore, potremmo aspettarci che le credenze di autoefficacia siano rappresentate nel cervello come una rete neurale che collega il dominio in esame (ad esempio, frazioni, lettura di romanzi) con l'input sensoriale corrente. Altri processi motivazionali possono anche essere rappresentati in reti sinaptiche, così come i processi coinvolti nell'autoregolamentazione, come la metacognizione e gli obiettivi. Ulteriori ricerche neurofisiologiche sulla motivazione e sulle variabili di autoregolamentazione aiuterebbero a colmare il divario tra istruzione e neuroscienze (Byrnes & Fox, 1998).
Da una prospettiva di neuroscienze cognitive, ci sono almeno due tipi di controparti neurali della motivazione. Questi coinvolgono ricompense e stati motivazionali.
Ricompense
Le ricompense hanno una lunga storia nella ricerca sulla motivazione. Sono componenti chiave delle teorie del condizionamento, che sostengono che i comportamenti che vengono rinforzati (premiati) tendono a ripetersi in futuro. La motivazione rappresenta un aumento del tasso, dell'intensità o della durata del comportamento.
Le teorie cognitive e costruttiviste della motivazione postulano che sia l'aspettativa della ricompensa, piuttosto che la ricompensa stessa, a motivare il comportamento. Le ricompense possono sostenere la motivazione quando vengono fornite in modo contingente alla prestazione competente o al progresso nell'apprendimento. La motivazione può diminuire nel tempo quando le persone considerano le ricompense come un controllo del loro comportamento (cioè, stanno eseguendo un compito in modo da poter guadagnare una ricompensa).
Il cervello sembra avere un sistema per elaborare le ricompense (Jensen, 2005), ma, come altre funzioni cerebrali, anche questo è complesso. Molte strutture cerebrali sono coinvolte, tra cui l'ipotalamo, la corteccia prefrontale e l'amigdala. Il cervello produce le proprie ricompense sotto forma di oppiacei che si traducono in uno sballo naturale. Questo effetto suggerisce che il cervello può essere predisposto a sperimentare e sostenere risultati piacevoli. L'aspettativa di poter ricevere una ricompensa per una prestazione competente o migliorata può attivare questa rete del piacere, che produce il neurotrasmettitore dopamina. Può darsi che il cervello memorizzi, come parte di una rete neurale, l'aspettativa di una ricompensa per aver compiuto l'azione. Infatti, la dopamina può essere prodotta dall'aspettativa di piacere (anticipazione della ricompensa), così come dal piacere stesso. La dopamina aumenta quando c'è una discrepanza tra le ricompense attese e quelle realizzate (ad esempio, le persone si aspettano una grande ricompensa ma ne ricevono una piccola). Il sistema della dopamina può aiutare le persone a regolare le proprie aspettative, che è un tipo di apprendimento (Varma et al., 2008).
Ma il cervello può anche diventare sazio di ricompense, in modo che l'aspettativa di una ricompensa o la ricezione di una ricompensa non produca tanto piacere quanto in precedenza. È possibile che sia necessaria l'aspettativa di una ricompensa più grande per produrre dopamina, e se ciò non avviene, allora l'effetto può estinguersi. Questo punto può aiutare a spiegare perché certe ricompense perdono il loro potere di motivare nel tempo.
È necessaria una ricerca sul fatto che altri motivatori cognitivi, come gli obiettivi e la percezione del progresso nell'apprendimento, inneschino anche risposte della dopamina e abbiano quindi referenti neurofisiologici. Il punto da notare, tuttavia, è che la produzione di dopamina è idiosincratica. Lo stesso livello di ricompensa o aspettativa di ricompensa non motiverà tutti gli studenti in modo uniforme, il che suggerisce che ulteriori processi cerebrali sono coinvolti nella motivazione. Questo punto ha implicazioni pratiche per l'insegnamento, perché suggerisce che gli insegnanti che intendono utilizzare le ricompense devono imparare cosa motiva ogni studente e stabilire un sistema di ricompense che possa accogliere i cambiamenti nelle preferenze degli studenti.
Stati motivazionali
Da una prospettiva di neuroscienze cognitive, gli stati motivazionali sono complesse connessioni neurali che includono emozioni, cognizioni e comportamenti (Jensen, 2005). Gli stati cambiano con le condizioni. Se sono passate diverse ore da quando abbiamo mangiato, allora è probabile che siamo in uno stato di fame. Potremmo essere in uno stato di preoccupazione se i problemi ci stanno pressando. Se le cose vanno bene, potremmo essere in uno stato di felicità. Allo stesso modo, uno stato motivazionale può includere emozioni, cognizioni e comportamenti orientati all'apprendimento. Come altri stati, uno stato motivazionale è una combinazione integrata di mente, corpo e comportamento che alla fine si collega a una rete simile a una ragnatela di connessioni sinaptiche.
Gli stati sono fluidi; cambiano continuamente in base a eventi interni (ad esempio, pensieri) ed esterni (ad esempio, ambientali). Un dato stato motivazionale può rafforzarsi, indebolirsi o cambiare in un altro tipo di stato. Questa natura mutevole delle connessioni sinaptiche corrisponde alla natura della motivazione (discussa nel Capitolo 8), che la motivazione è un processo piuttosto che una cosa. Come processo, in genere non è stabile ma piuttosto cresce e diminuisce. La chiave per l'istruzione e l'apprendimento è mantenere la motivazione entro un intervallo ottimale.
Gli insegnanti comprendono intuitivamente l'idea degli stati motivazionali. Il loro obiettivo è avere gli studenti in uno stato motivazionale per l'apprendimento. In un dato momento, alcuni studenti saranno in quello stato, ma altri sperimenteranno stati diversi, tra cui apatia, tristezza, iperattività e distrazione. Per cambiare questi stati, gli insegnanti potrebbero dover prima affrontare gli stati presenti (ad esempio, prestare attenzione al motivo per cui Kira è triste) e quindi tentare di concentrare l'attenzione degli studenti sul compito da svolgere.
L'integrazione di cognizione, emozione e comportamento postulato dalle neuroscienze è importante. I singoli componenti non porteranno a un apprendimento desiderabile. Ad esempio, gli studenti che credono di voler imparare e sono emotivamente pronti a farlo, impareranno comunque poco se non si impegnano in alcun comportamento. Allo stesso modo, un comportamento motivato senza una chiara attenzione cognitiva all'apprendimento sarà attività sprecata. Gli studenti che stanno vivendo stress emotivo ma vogliono imparare e intraprendere azioni di apprendimento sono inclini a trovare il loro apprendimento meno che massimo perché le emozioni stanno ostacolando la formazione e il consolidamento delle connessioni sinaptiche.
Emotions
Similmente alle evidenze neurofisiologiche per la motivazione, il funzionamento delle emozioni nel SNC non è pienamente compreso. Esistono varie teorie per spiegare le emozioni umane (Byrnes, 2001).
Una teoria coerente con la precedente visione della motivazione è una teoria di rete (Halgren & Marinkovic, 1995). Secondo questa prospettiva, le reazioni emotive consistono in quattro fasi sovrapposte: complesso di orientamento, integrazione dell'evento emotivo, selezione della risposta e contesto emotivo sostenuto. Il complesso di orientamento è una risposta automatica in cui gli individui dirigono la loro attenzione verso uno stimolo o un evento e mobilitano le risorse per affrontarlo. Il complesso di orientamento produce una risposta neurale che viene inviata ad altre fasi. Nella fase di integrazione dell'evento emotivo, questo stimolo o evento viene integrato con le informazioni nella WM e nella LTM, come le informazioni sulla definizione o sul significato dello stimolo o dell'evento e il contesto.
Nella terza fase (selezione della risposta), l'individuo attribuisce un significato cognitivo allo stimolo o all'evento, integra questo significato con una componente affettiva, identifica possibili azioni e ne seleziona una. Infine, durante la fase del contesto emotivo sostenuto, l'umore dell'individuo è collegato agli output delle fasi precedenti. Ogni fase è collegata a specifiche aree neurali. Ad esempio, il contesto emotivo sostenuto sembra essere associato ad attivazioni neurali in aree del lobo frontale (Halgren & Marinkovic, 1995).
Ma le emozioni sembrano essere più complesse di questa analisi, perché lo stesso evento ha il potenziale per suscitare emozioni diverse. La lingua inglese riflette questo potenziale di attivazione multipla, come quando si dice dopo aver sentito una notizia: "Non sapevo se ridere o piangere". È anche possibile che l'attività emotiva nel cervello sia diversa per le emozioni primarie e quelle basate sulla cultura (Byrnes, 2001). Le emozioni primarie (ad es., paura, rabbia, sorpresa) possono avere una base neurale innata centrata nell'emisfero destro (che regola gran parte del funzionamento del SNA), mentre le emozioni che coinvolgono significati culturali (ad es., affermazioni fatte da persone che possono essere interpretate in modi diversi) possono essere governate maggiormente dall'emisfero sinistro con le sue funzioni linguistiche.
Le emozioni possono aiutare a dirigere l'attenzione, che è necessaria per l'apprendimento (Phelps, 2006). Le informazioni dall'ambiente vanno al talamo, dove vengono trasmesse all'amigdala e alla corteccia frontale. L'amigdala determina il significato emotivo dello stimolo (Wolfe, 2001). Questa determinazione è facilitativa, perché ci dice se correre, cercare riparo, attaccare o rimanere neutrali. La corteccia frontale fornisce l'interpretazione cognitiva dello stimolo, ma questo richiede tempo aggiuntivo. Parte di ciò che si intende per "controllo emotivo" non è semplicemente reagire al significato emotivo (anche se quando la sicurezza è un problema, ciò è auspicabile), ma piuttosto ritardare l'azione fino a quando non può essere fatta l'appropriata interpretazione cognitiva.
Oltre al loro ruolo nell'attenzione, le emozioni influenzano anche l'apprendimento e la memoria (Phelps, 2006). Sembra che gli ormoni epinefrina e norepinefrina, che vengono secreti dalla corteccia surrenale per produrre le risposte autonomiche coinvolte nelle emozioni, migliorino anche la memoria per lo stimolo o l'evento scatenante nel lobo temporale del cervello (Wolfe, 2001). La memoria cosciente delle situazioni emotive è consolidata meglio a causa delle azioni di questi ormoni.
Il punto che le emozioni possono migliorare l'apprendimento non deve essere interpretato come una raccomandazione che gli educatori debbano rendere l'apprendimento il più stressante possibile. Come abbiamo visto in precedenza, troppo stress interferisce con la formazione e il consolidamento delle reti neurali. Piuttosto, questo punto suggerisce che la motivazione e le emozioni possono essere utilizzate in modo costruttivo per produrre un apprendimento migliore. Gli insegnanti che tengono molte lezioni suscitano scarso coinvolgimento emotivo da parte degli studenti. Ma l'interesse emotivo dovrebbe aumentare quando gli insegnanti coinvolgono gli studenti nell'apprendimento. Attività come il role-playing, le discussioni e le dimostrazioni hanno maggiori probabilità di suscitare maggiore motivazione ed emozioni e portare a un apprendimento migliore rispetto alle lezioni dell'insegnante.
Coinvolgere le emozioni nell'apprendimento
Kathy Stone vuole che i suoi studenti si divertano a scuola e sa quanto sia importante suscitare le emozioni dei bambini per l'apprendimento. Cerca sempre di collegare il contenuto accademico alle esperienze degli studenti in modo che le loro emozioni positive associate a queste esperienze diventino associate all'apprendimento. Quando i suoi bambini leggono una storia su un bambino che ha fatto un viaggio, chiede loro di raccontare di quando hanno fatto un viaggio per visitare un parente, andare in vacanza o così via. Quando lavora sulla divisione matematica, chiede ai bambini di pensare a qualcosa che è stato diviso in parti (ad es., torta, dolce) in modo che diverse persone possano goderne.
Jim Marshall vuole che i suoi studenti non solo imparino la storia degli Stati Uniti, ma anche che sperimentino le emozioni coinvolte negli eventi chiave. Leggere di eventi come la Guerra Civile e la Grande Depressione può privarli delle emozioni, eppure questi e altri eventi hanno suscitato forti emozioni tra coloro che vivevano allora. Jim fa un ampio uso di film che raffigurano eventi e role-playing con i suoi studenti. Lavora con gli studenti per assicurarsi che esprimano le emozioni che probabilmente avrebbero provato. Per un role-playing sulla Grande Depressione, uno studente era una persona in cerca di lavoro e altri interpretavano i ruoli di datori di lavoro che visitava chiedendo lavoro. Mentre ogni datore di lavoro lo rifiutava, il cercatore di lavoro diventava sempre più frustrato e alla fine iniziava a singhiozzare e dire: "Tutto quello che voglio è un lavoro per poter provvedere alla mia famiglia. Spero che i miei figli non lo vedano mai più nella loro vita!".
Gina Brown capisce come alcuni studenti possano considerare il contenuto di psicologia dell'educazione come arido e noioso. Per invocare le emozioni dei suoi studenti, ogni settimana chiede ai suoi studenti di concentrarsi su uno o due concetti da affrontare nei loro tirocini scolastici (vedi Applicazione 2.1). Ad esempio, leggere sull'apprendimento può essere noioso, ma vedere un bambino imparare è emozionante. Pertanto, mentre gli studenti lavorano con gli scolari, tengono un registro dei comportamenti e delle reazioni dei bambini durante una lezione mentre stanno imparando. Gli studenti di Gina riferiscono quanto si emozionano quando fanno da tutor ai bambini e i bambini iniziano a mostrare che stanno imparando. Come ha riferito uno degli studenti di Gina, "Mi sono emozionato così tanto mentre lavoravo con Keenan quando ha detto: 'Oh, ho capito', e in effetti è stato così!"
Aumentare l'emozione durante l'apprendimento è efficace solo fino a un certo punto. Troppa emozione (ad es., stress elevato) per lunghi periodi non è auspicabile a causa di tutti gli effetti collaterali negativi (ad es., aumento della pressione sanguigna, sistema immunitario compromesso). Gli studenti in situazioni stressanti prolungate si preoccupano anche eccessivamente e i pensieri associati alla preoccupazione ostacolano l'apprendimento.
Questi effetti negativi causati dallo stress o dalle minacce derivano in parte dall'ormone cortisolo, che come l'epinefrina e la norepinefrina viene secreto dalle ghiandole surrenali (Lemonick, 2007). L'epinefrina e la norepinefrina agiscono rapidamente e il cortisolo è un tipo di backup a lunga durata. Elevate quantità di cortisolo nel corpo per lunghi periodi di tempo possono portare al deterioramento dell'ippocampo e a un declino delle funzioni cognitive (Wolfe, 2001).
Il cortisolo è anche fondamentale durante lo sviluppo del cervello. I neonati si legano emotivamente ai genitori o ai caregivers. Quando i bambini sperimentano stress, i loro livelli di cortisolo si elevano nei loro corpi. Il cortisolo ritarda lo sviluppo del cervello perché riduce il numero di sinapsi e lascia i neuroni vulnerabili ai danni (Trawick-Smith, 2003). Al contrario, quando i bambini formano attaccamenti e li mantengono nel tempo, i livelli di cortisolo non si elevano (Gunnar, 1996). Quando gli attaccamenti sono sicuri, i livelli di cortisolo non salgono a livelli pericolosi anche in condizioni stressanti. Pertanto, è fondamentale che i bambini piccoli credano che i loro genitori o caregivers li amino e siano caregivers affidabili.
In sintesi, possiamo vedere che la motivazione e le emozioni sono integralmente collegate all'elaborazione cognitiva e alle attività neurali. Inoltre, le evidenze riassunte in questa sezione chiariscono che quando la motivazione e le emozioni sono adeguatamente regolate, possono influenzare positivamente l'attenzione, l'apprendimento e la memoria. Ora passiamo alle applicazioni didattiche delle neuroscienze per l'insegnamento e l'apprendimento.