Sissejuhatus
Käesolevas peatükis ajutegevuse käsitlemisel õppimise ajal kasutatakse võrdlusraamina peatükis 5 käsitletud infoprotsessi mudelit (vt joonis 5.1). Ajutegevus õppimise ajal on keeruline ning järgnevalt käsitletakse ainult peamisi elemente. Lugejad, kes soovivad üksikasjalikku teavet õppimise ja mälu kohta neurofüsioloogilisest vaatenurgast, peaksid tutvuma muude allikatega (Byrnes, 2001; Jensen, 2005; Rose, 1998; Wolfe, 2001).
Informatsioonitöötlussüsteem
Informatsioonitöötlussüsteem hõlmab sensoorseid registreid, lühiajalist (STM) või töömälu (WM) ja pikaajalist mälu (LTM). Sensoorsed registrid võtavad vastu sisendi ja hoiavad seda murdosa sekundist, pärast mida sisend kas hüljatakse või suunatakse töömällu. Enamik sensoorset sisendit hüljatakse, kuna meid pommitatakse pidevalt mitmete sensoorsete sisenditega.
Varem selles peatükis nägime, et kogu sensoorne sisend (välja arvatud lõhnad) läheb otse talamusse, kust vähemalt osa sellest saadetakse seejärel vastavasse ajukoore ossa töötlemiseks (nt ajuosad, mis töötlevad vastavat sensoorset informatsiooni). Kuid sisendit ei saadeta samas vormis, milles see vastu võeti; pigem saadetakse see kui selle sisendi neuraalne “tajumine”. Näiteks muudetakse talamuse poolt vastu võetud auditoorne stiimul selle stiimuli tajumise neuraalseks ekvivalendiks. See tajumine vastutab ka informatsiooni sobitamise eest sellega, mis on juba mällu salvestatud, protsess, mida tuntakse mustrituvastusena. Seega, kui visuaalne stiimul on klassiõpetaja, siis ajukoorde saadetud tajumine vastab õpetaja salvestatud kujutisele ja stiimul tuvastatakse.
Tajumise tähendusrikkaks muutmise üks osa on see, et aju retikulaarne aktiveerimissüsteem filtreerib informatsiooni, et välistada triviaalse informatsiooni ja keskenduda olulisele materjalile (Wolfe, 2001). See protsess on adaptiivne, sest kui me püüaksime tähele panna iga sisendit, ei suudaks me kunagi millelegi keskenduda. On mitmeid tegureid, mis mõjutavad seda filtreerimist. Tajutud olulisus, näiteks õpetajad teatavad, et materjal on oluline (nt seda testitakse), tõmbab tõenäoliselt õpilaste tähelepanu. Uudsus tõmbab tähelepanu; aju kipub keskenduma sisenditele, mis on uued või erinevad sellest, mida võiks oodata. Teine tegur on intensiivsus; stiimulid, mis on valjemad, eredamad või väljendunumad, saavad rohkem tähelepanu. Ka liikumine aitab tähelepanu koondada. Kuigi need tähelepanusüsteemid toimivad suuresti alateadlikult, on võimalik neid ideid kasutada, et aidata õpilaste tähelepanu klassiruumis koondada, näiteks kasutades eredaid ja uudseid visuaalseid kuvasid.
Õpilaste tähelepanu äratamine ja säilitamine
Kognitiivse neuroteaduse uuringud näitavad, et erinevad keskkonnategurid võivad äratada ja säilitada inimeste tähelepanu. Need tegurid hõlmavad olulisust, uudsust, intensiivsust ja liikumist. Õpetajad saavad õppetöö planeerimisel määrata viise, kuidas neid tegureid oma tundidesse ja õpilaste tegevustesse sisse ehitada.
Olulisus:
Kathy Stone õpetab lastele lõikudest peamiste ideede leidmist. Ta soovib, et lapsed keskenduksid peamistele ideedele ja ei laseks end huvitavatel detailidel häirida. Lapsed küsivad küsimuse: “millest see lugu peamiselt räägib?” Loevad lugu ja küsivad küsimuse uuesti. Seejärel valivad nad välja lause, mis kõige paremini küsimusele vastab. Kathy vaatab üle teised laused, et näidata, kuidas nad arutlevad detailide üle, mis võivad peamist ideed toetada, kuid ei väljenda seda.
Keskkooliõpetaja käsitleb osariigi ajaloo teemat. Tekstis on palju detaile ja õpetaja soovib, et õpilased keskenduksid peamistele sündmustele ja isikutele, kes aitasid ajalugu luua. Enne iga osa käsitlemist annab õpetaja õpilastele peamiste terminite loendi, mis hõlmab sündmusi ja isikuid. Õpilased peavad iga termini kohta kirjutama lühikese selgitava lause.
Uudsus:
Viienda klassi õpetaja võttis ühendust kohaliku ülikooli entomoloogia professoriga, kes on prussakate ekspert. Õpetaja viis oma klassi tema laborisse. Seal nägid õpilased kõiki prussakate liike. Professoril oli mitmesuguseid seadmeid, mis võimaldasid õpilastel prussakate tegevust vahetult näha, näiteks kui kiiresti nad saavad joosta ja milliseid asju nad söövad.
Kõrgkooli tennise treener hankis pallimasina, mis saadab tennisepalle välja erinevatel kiirustel ja kaarega, mida mängijad seejärel püüavad tagasi lüüa. Selle asemel, et mängijad harjutaksid korduvalt pallide tagasi löömist, seab treener iga sessiooni üles mänguna (mängija vs masin) ilma servideta. Kui mängija suudab edukalt tagasi lüüa pallimasina saadetud palli, saab mängija punkti; kui ei, siis saab masin punkti. Punktiarvestus järgib standardset vormingut (love-15-30-40-mäng).
Intensiivsus:
Paljudel algklasside lastel on raskusi lahutamisel ümbergrupeerimisega ja nad lahutavad igas veerus valesti väiksema suuremast arvust. Selle vea parandamiseks paneb õpetaja õpilasi enne lahutamist igas veerus joonistama noole ülemiselt arvult alumisele arvule. Kui ülemine arv on väiksem, joonistavad õpilased kõigepealt noole külgneva veeru ülemiselt arvult lahutatava veeru ülemisele arvule ja seejärel teevad vastava ümbergrupeerimise. Noolte kasutamine muudab tegevuste järjekorra selgemaks.
Jim Marshall soovib, et tema õpilased õpiksid peast Gettysbrugi kõne ja suudaksid seda rõhutatult olulistes kohtades ette kanda. Jim demonstreerib lugemist, samal ajal kui teda saadab väga madalal helitugevusel instrumentaalne versioon laulust “The Battle Hymn of the Republic.” Kui ta jõuab olulise kohani (nt “inimeste poolt, inimeste kaudu, inimeste jaoks”), kasutab ta keha- ja käeviibet ning tõstab oma intonatsiooni, et rõhutada teatud sõnu.
Liikumine:
Lindude ja loomade uurimine raamatutest võib olla igav ja ei kajasta nende tüüpilist tegevust. Algklassi õpetaja kasutab Interneti-allikaid ja interaktiivseid videoid, et näidata linde ja loomi nende looduslikes elupaikades. Õpilased saavad näha, millised on nende tüüpilised tegevused, kui nad jahtivad toitu ja saaki, hoolitsevad oma järglaste eest ja liiguvad kohast kohta.
Gina Brown töötab oma praktikantidega nende liikumise kallal, kui nad õpetavad ja lastega töötavad. Gina paneb iga oma õpilase harjutama teiste õpilastega tundi. Õpetades peavad nad ringi liikuma ja mitte lihtsalt klassi ees ühes kohas seisma või istuma. Kui nad kasutavad projitseeritud pilte, peavad nad ekraanist eemale liikuma. Seejärel õpetab ta õpilastele istetöö jälgimist ehk kuidas ruumis tõhusalt ringi liikuda ja kontrollida õpilaste edusamme, kui nad tegelevad ülesannetega individuaalselt või väikestes rühmades.
Kokkuvõtteks, sensoorsed sisendid töödeldakse aju sensoorsetes mäludes ja need, mida piisavalt kaua säilitatakse, kantakse üle töömällu. Tundub, et töömälu asub mitmes ajuosas, kuid peamiselt eesmises sagaras prefrontaalses ajukoores (Wolfe, 2001). Nagu näeme 5. peatükis, kaob informatsioon töömälust mõne sekundiga, kui seda ei korrata või pikaajalisse mällu ei kanta. Informatsiooni säilitamiseks peab olema neuraalne signaal; see tähendab, et informatsiooni peetakse oluliseks ja seda on vaja kasutada.
Peamiselt mäluga ja informatsioonitöötlusega seotud ajuosad on ajukoor ja mediaalne temporaalsagar (Wolfe, 2001). Tundub, et aju töötleb ja salvestab mälestusi samades struktuurides, mis algselt tajuvad ja töötlevad informatsiooni. Samal ajal varieeruvad pikaajalise mäluga seotud ajuosad sõltuvalt informatsiooni tüübist. Erinevus tehakse deklaratiivse mälu (faktid, definitsioonid, sündmused) ja protseduurilise mälu (protseduurid, strateegiad) vahel. Deklaratiivse ja protseduurilise informatsiooni kasutamisel on seotud erinevad ajuosad.
Deklaratiivse informatsiooni puhul võtavad ajukoore sensoorsed registrid (nt visuaalne, auditoorne) vastu sisendi ja kannavad selle üle hipokampusesse ja lähedalasuvasse mediaalsesse temporaalsagarasse. Sisendid registreeritakse suures osas samas vormingus, nagu need ilmuvad (nt visuaalse või auditoorse stiimulina). Hipokampus ei ole lõplik salvestuskoht; see toimib sisendite töötleja ja konveierina. Nagu näeme järgmises osas, tekitavad sagedamini esinevad sisendid tugevamaid neuraalseid ühendusi. Mitmekordsete aktiveerimiste korral moodustavad mälestused neuraalseid võrgustikke, mis kinnistuvad tugevalt frontaalsesse ja temporaalsesse ajukoorde. Seetõttu näib deklaratiivse informatsiooni pikaajaline mälu asuvat frontaalses ja temporaalses ajukoores.
Paljud protseduurilised informatsioonid muutuvad automatiseerituks, nii et protseduure saab teostada vähese või üldse mitte teadliku teadlikkusega (nt kirjutamine, jalgrattaga sõitmine). Protseduurilise õppimise alguses on seotud prefrontaalne ajukoor, parietaalsagar ja väikeaju, mis tagavad, et me teadlikult jälgime liigutusi või samme ja et need liigutused või sammud on õigesti kokku pandud. Harjutamise korral näitavad need piirkonnad vähem aktiivsust ja teised ajukonstruktsioonid, nagu näiteks motoorne ajukoor, on rohkem seotud (Wolfe, 2001).
Kognitiivne neuroteadus toetab ideed, et palju saab õppida vaatluse kaudu (Bandura, 1986). Uuringud näitavad, et kortikaalsed vooluringid, mis on seotud tegevuse sooritamisega, reageerivad ka siis, kui me jälgime, kuidas keegi teine seda tegevust sooritab (van Gog, Paas, Marcus, Ayres ja Sweller, 2009).
Mitte-motoorsete protseduuride korral (nt sõnade dešifreerimine, lihtne liitmine) on visuaalne ajukoor tugevalt seotud. Kordamine võib tegelikult muuta visuaalse ajukoore neuraalset struktuuri. Need muutused võimaldavad meil visuaalseid stiimuleid (nt sõnu, numbreid) kiiresti ära tunda, ilma et me peaksime teadlikult nende tähendusi töötlema. Selle tulemusena muutuvad paljud neist kognitiivsetest ülesannetest rutiinseks. Informatsiooni teadlik töötlemine (nt peatumine, et mõelda, mida lugemispassaaž tähendab) nõuab pikemat aktiivsust teistes ajuosades.
Aga mis siis, kui sisendile ei saa tähendust omistada? Mis siis, kui sissetulevat informatsiooni, kuigi seda peetakse oluliseks (näiteks kui õpetaja ütleb: “Pöörake tähelepanu”), ei saa seostada millegagi mälus? See olukord nõuab uue mälestusvõrgustiku loomist, nagu arutatakse järgmisena.
Mälestusvõrgustikud
Stimulite või teabe korduva esitamise korral võivad närvivõrgustikud tugevneda, nii et närvireaktsioonid toimuvad kiiresti. Kognitiivse neuroteaduse seisukohast hõlmab õppimine närviühenduste ja -võrgustike (sünaptiliste ühenduste) moodustamist ja tugevdamist. See määratlus on üsna sarnane õppimise määratlusega praegustes infoprotsessimise teooriates (nt ACT-R).
Hebbi teooria
Protsess, mille kaudu need sünaptilised ühendused ja võrgustikud moodustuvad, on olnud teaduslike uurimuste objektiks juba aastaid. Hebb (1949) sõnastas neurofüsioloogilise õppimise teooria, mis rõhutab kahe kortikaalse struktuuri rolli: rakuansamblid ja faasijärjestused. Rakuansambel on struktuur, mis hõlmab rakke ajukoores ja subkortikaalsetes keskustes (Hilgard, 1956). Põhimõtteliselt on rakuansambel lihtsa assotsiatsiooni neuroloogiline vaste ja see moodustub sagedaste korduvate stimulatsioonide kaudu. Kui konkreetne stimulatsioon uuesti esineb, erutatakse rakuansambel. Hebb uskus, et kui rakuansambel on erutatud, hõlbustab see närvireaktsioone teistes süsteemides, samuti motoorseid reaktsioone.
Kuidas rakuansamblid moodustuvad? Hebb sai selle kohta ainult spekuleerida, sest tema ajal oli ajutegevuse uurimise tehnoloogia piiratud. Hebb arvas, et korduvad stimulatsioonid viivad sünaptiliste nuppude kasvuni, mis suurendavad kontakti aksonite ja dendriitide vahel (Hilgard, 1956). Korduvate stimulatsioonide korral aktiveeritakse rakuansambel automaatselt, mis hõlbustab närvitöötlust.
Faasijärjestus on rakuansamblite seeria. Korduvalt stimuleeritud rakuansamblid moodustavad mustri või järjestuse, mis loob protsessile mingi organisatsiooni. Näiteks puutume kokku mitme visuaalse stiimuliga, kui vaatame sõbra nägu. Võib ette kujutada mitmeid rakuansambleid, millest igaüks katab näo konkreetset aspekti (nt vasaku silma vasak nurk, parema kõrva põhi). Korduvalt sõbra näo vaatamise kaudu aktiveeritakse need mitmed rakuansamblid samaaegselt ja need ühendatakse, moodustades koordineeritud faasijärjestuse, mis järjestab osad (nt nii et me ei paiguta parema kõrva põhja vasaku silma vasakusse nurka). Faasijärjestus võimaldab koordineeritud tervikut tähenduslikult ja teadlikult tajuda.
Närviühendused
Vaatamata Hebbi ideede üle 60 aasta vanusele, on need märkimisväärselt kooskõlas kaasaegsete seisukohtadega õppimise ja mälestuste moodustumise kohta. Nagu me näeme järgmises arengut käsitlevas osas, sünnime me suure hulga närvi- (sünaptiliste) ühendustega. Meie kogemused seejärel töötavad selle süsteemiga. Ühendused valitakse või ignoreeritakse, tugevdatakse või kaotatakse. Lisaks saab uute kogemuste kaudu ühendusi lisada ja arendada (National Research Council, 2000).
On märkimisväärne, et sünaptiliste ühenduste moodustamise ja tugevdamise protsess (õppimine) muudab aju füüsilist struktuuri ja muudab selle funktsionaalset korraldust (National Research Council, 2000). Spetsiifiliste ülesannete õppimine põhjustab lokaliseeritud muutusi ajupiirkondades, mis on ülesande jaoks sobivad, ja need muutused kehtestavad ajule uue organisatsiooni. Me kipume arvama, et aju määrab õppimise, kuid tegelikult on olemas vastastikune suhe aju „neuroplastilisuse“ tõttu, mis on selle võime muuta oma struktuuri ja funktsiooni kogemuste tulemusena (Begley, 2007).
Kuigi aju-uuringud selles olulises teemas jätkuvad, näitab olemasolev teave, et mälu ei moodustu täielikult esialgse õppimise ajal. Pigem on mälu moodustamine pidev protsess, mille käigus närviühendused stabiliseeruvad aja jooksul (Wolfe, 2001). Närvi- (sünaptiliste) ühenduste stabiliseerimise ja tugevdamise protsess on tuntud kui konsolideerumine. Hippokampus näib mängivat konsolideerumisel võtmerolli, hoolimata asjaolust, et hippokampus ei ole koht, kus mälestusi säilitatakse.
Millised tegurid parandavad konsolideerumist? Nagu peatükis 5 põhjalikult arutatud, on organisatsioon, kordamine ja täpsustamine olulised, sest need aitavad luua struktuuri. Uuringud näitavad, et aju, olles kaugel passiivsest teabe vastuvõtjast ja salvestajast, mängib aktiivset rolli teabe salvestamisel ja taastamisel (National Research Council, 2000).
Kokkuvõttes näib, et stiimulid või sisenev teave aktiveerivad sobiva ajuosa ja kodeeritakse sünaptiliste ühendustena. Kordamisel suureneb nende ühenduste arv ja need tugevnevad, mis tähendab, et need toimuvad automaatselt ja suhtlevad omavahel paremini. Õppimine muudab ülesannetega seotud aju spetsiifilisi piirkondi (National Research Council, 2000). Kogemused on õppimiseks kriitilise tähtsusega, nii keskkonnast saadud kogemused (nt visuaalsed ja auditoorsed stiimulid) kui ka inimese enda vaimne tegevus (nt mõtted).
Arvestades, et aju kehtestab sissetulevale teabele mingi struktuuri, on oluline, et see struktuur aitaks mälu hõlbustada. Me võime siis öelda, et lihtne konsolideerumine ja mälu ei ole piisavad pikaajalise õppimise tagamiseks. Pigem peaks õpetamine mängima võtmerolli, aidates luua õppimisele soovitava struktuuri, millele juhtisid tähelepanu Emma ja Claudia avastsenaariumis.
Õpetamine konsolideerimiseks
Sellised tegurid nagu organisatsioon, kordamine ja täpsustamine aitavad ajul õppimisele struktuuri kehtestada ja aitavad kaasa närviühenduste konsolideerumisele mälus. Õpetajad saavad neid ideid erinevatel viisidel rakendada.
Organisatsioon:
Proua Standari õpilased õpivad Ameerika revolutsiooni. Selle asemel, et paluda neil õppida palju kuupäevi, loob ta peamiste sündmuste ajaskaala ja selgitab, kuidas iga sündmus viis järgnevate sündmusteni. Seega aitab ta õpilastel kronoloogiliselt organiseerida peamisi sündmusi, seostades neid sündmustega, mida nad aitasid põhjustada.
Oma keskkooli statistikakursusel organiseerib proua Conwell teavet normaalselt jaotatud andmete kohta, kasutades normaaljaotuskõverat. Kõverale märgib ta keskmise ja standardhälbed üle ja alla keskmise. Ta märgib ka protsendid kõvera aluse osade pindalast, et õpilased saaksid seostada keskmise ja standardhälbed jaotuse protsentidega. Selle visuaalse organiseerija kasutamine on õpilastele tähendusrikkam kui kirjalik teave, mis neid punkte selgitab.
Kordamine
Härra Luongo algkooliõpilased esitavad vanematele tänupühade etenduse. Õpilased peavad õppima oma read ja ka oma liigutused. Ta jagab etenduse alaosadeks ja töötab iga päev ühe osaga, seejärel ühendab osad järk-järgult pikemaks järjestuseks. Seega saavad õpilased palju harjutada, sealhulgas mitu kogu etenduse proovi.
Härra Gomez laseb oma üheksanda klassi inglise keele õpilastel oma sõnavaraga harjutada. Iga sõnaloendi jaoks kirjutavad õpilased sõna ja määratluse ning seejärel kirjutavad lause, kasutades seda sõna. Õpilased kirjutavad igal nädalal ka lühiesseesid, milles nad proovivad kasutada vähemalt viis sõnavarasõna, mida nad sel aastal õppinud on. See kordamine aitab luua mälestusvõrgustikke sõnade õigekirja, tähenduse ja kasutusega.
Täpsustamine
Täpsustamine on teabe laiendamise protsess, et muuta see tähendusrikkaks. Täpsustamine võib aidata luua mälestusvõrgustikke ja linkida neid teiste asjakohastega.
Härra Jackson teab, et õpilastel on eelarvutust raske muu teadmisega siduda. Härra Jackson küsitleb oma õpilasi, et teha kindlaks nende huvid ja milliseid muid kursusi nad võtavad. Seejärel seostab ta eelarvutuse mõisted nende huvide ja kursustega. Näiteks seostab ta füüsikat võtvate õpilaste jaoks liikumise ja gravitatsiooni põhimõtted koonuslõigetega (nt paraboolid) ja ruutvõrranditega.
Proua Kay keskkooliõpilased tegelevad perioodiliselt üksusega, mis hõlmab kriitilist mõtlemist isikliku vastutuse küsimustes. Õpilased loevad vinjette ja arutavad neid seejärel. Selle asemel, et lasta neil lihtsalt nõustuda või mitte nõustuda loo tegelase valikutega, sunnib ta neid täpsustama, vastates sellistele küsimustele nagu: Kuidas see valik mõjutas teisi inimesi? Millised oleksid olnud tagajärjed, kui tegelane oleks teinud teistsuguse valiku? Mida sina oleksid teinud ja miks?
Keeleõpe
Mitmete ajustruktuuride ja sünaptiliste ühenduste vastastikune mõju on selgelt nähtav keeleõppes ja eriti lugemises. Kuigi kaasaegsed tehnoloogiad võimaldavad teadlastel uurida reaalajas aju funktsioneerimist, kui indiviidid omandavad ja kasutavad keeleoskusi, on suur osa aju-uuringutest keele omandamise ja kasutamise kohta läbi viidud inimestel, kes on kannatanud ajukahjustuse all ja kogenud mingil määral keele kaotust. Sellised uuringud annavad teavet selle kohta, milliseid funktsioone mõjutab kahjustus konkreetsetes aju piirkondades, kuid need uuringud ei käsitle keele omandamist ja kasutamist laste arenevas ajus.
Aju trauma uuringud on näidanud, et aju ajukoore vasak pool on lugemise jaoks keskne ja et vasaku poolkera tagumised (tagumised) kortikaalsed assotsiatsioonipiirkonnad on kriitilised keele mõistmiseks ja kasutamiseks ning normaalseks lugemiseks (Vellutino & Denckla, 1996). Lugemishäired on sageli vasaku tagumise kortikaalse kahjustuse sümptomid. Teismeliste ja noorte täiskasvanute ajude lahkamised, kellel on olnud lugemisraskusi, on näidanud struktuurseid kõrvalekaldeid vasakus poolkeras. Lugemishäired on mõnikord seotud ka ajukahjustustega eesmistes (eesmistes) sagarates – piirkonnas, mis kontrollib kõnet –, kuigi tõendid seostavad seda palju tugevamalt tagumiste sagarate kõrvalekalletega. Kuna need tulemused pärinevad uuringutest inimestega, kes oskasid lugeda (erineval määral) ja kaotasid seejärel osa või kogu võime, võime järeldada, et peamiselt vasakpoolsed aju piirkonnad, mis on seotud keele ja kõnega, on lugemise säilitamiseks kriitilised.
Oluline on siiski meeles pidada, et lugemisega ei ole seotud ühtegi keskset aju piirkonda. Pigem hõlmavad lugemise erinevad aspektid (nt tähtede ja sõnade tuvastamine, süntaks, semantika) paljusid lokaliseeritud ja spetsialiseeritud ajustruktuure ja sünaptilisi ühendusi, mis tuleb koordineerida, et edukalt lugeda (Vellutino & Denckla, 1996). Järgmine osa uurib, kuidas need seosed näivad arenevat normaalsetel lugejatel ja neil, kellel on lugemisprobleeme. Idee on selles, et koordineeritud lugemine nõuab närvikogumite moodustamist või närvirühmade kogumeid, mis on moodustanud üksteisega sünaptilisi ühendusi (Byrnes, 2001). Närvikogumid näivad kontseptuaalselt sarnased Hebb'i raku kogumite ja faasijärjestustega.
Neuroteaduse uuringute tulemused näitavad, et spetsiifilised aju piirkonnad on seotud ortograafilise, fonoloogilise, semantilise ja süntaktilise töötlemisega, mis on vajalikud lugemiseks (Byrnes, 2001). Ortograafiline (nt tähed, tähemärgid) töötlemine sõltub suuresti peamisest visuaalsest piirkonnast. Fonoloogiline töötlemine (nt foneemid, silbid) on seotud ülemiste (ülemiste) oimusagaratega. Semantiline töötlemine (nt tähendused) on seotud Broca piirkonnaga otsmikusagaras ja piirkondadega mediaalses (keskmises) oimusagaras vasakus poolkeras. Süntaktiline töötlemine (nt lause struktuur) näib samuti toimuvat Broca piirkonnas.
Nagu me varem märkisime, on kaks peamist piirkonda ajus, mis on seotud keelega. Broca piirkonnal on suur roll grammatiliselt korrektse kõne tootmisel. Wernicke piirkond (mis asub vasakus oimusagaras lateraalse lõhe all) on kriitiline õige sõnavaliku ja kõneosavuse jaoks. Inimesed, kellel on puudusi Wernicke piirkonnas, võivad kasutada vale sõna, kuid see on tähenduselt lähedane (nt öelda „nuga”, kui oli mõeldud „kahvel”).
Keel ja lugemine nõuavad erinevate aju piirkondade koordineerimist. Selline koordineerimine toimub närvikiudude kaudu, mis ühendavad keele piirkonnad üksteisega ja aju ajukoore teiste osadega mõlemal pool ajus (Geschwind, 1998). Corpus callosum on suurim selliste kiudude kogum, kuid on ka teisi. Nende kiudude kahjustus või hävimine takistab ajus suhtlemist, mis on vajalik õigeks keele toimimiseks, mis võib põhjustada keelehäireid. Aju uurijad uurivad, kuidas düsfunktsioonid toimivad ja millised aju funktsioonid jätkuvad kahjustuse korral.
Seda teemat käsitletakse lähemalt järgmises osas, sest see on tihedalt seotud aju arenguga. Haridustöötajate jaoks on oluline teada, kuidas aju areneb, sest arengulisi muutusi tuleb õpetamise planeerimisel arvesse võtta, et tagada õpilaste õppimine.