Er werd lang gedacht dat de breinontwikkeling van kinderen rond de tienerjaren stopte. Pas uit de onderzoeken van Huttenlocher in de jaren zeventig kwam naar voren dat het brein nog in de late tienerjaren ontwikkelt en meer recente onderzoeken door middel van (f)MRI’s laten zelfs zien dat breinontwikkeling doorgaat tot rond het veertigste levensjaar. Het veranderende brein heeft directe gevolgen op onder andere de leerprestaties van een leerling. In dit artikel zullen we kort ingaan op de breinontwikkeling tijdens de kind- en tienerjaren en enkele implicaties daarvan voor hun educatieve prestaties.Van peuter tot puber: de breinontwikkeling in het kort
Tijdens de kindertijd vindt er ontzettend veel breinontwikkeling plaats. Belangrijke connecties worden gevormd en vrijwel elke leerervaring leidt tot een nieuwe verbinding in het brein. Dit ontstaan van nieuwe verbindingen in het brein en zenuwstelsel, wordt synaptogenese genoemd. Omdat er veel verschillende verbindingen worden gemaakt, die niet allemaal even efficiënt of nuttig zijn, vindt er daaropvolgend een ander proces plaats, synaptische pruning. Hierbij worden de verbindingen die niet of weinig gebruikt worden, weggehaald, zodat de verbindingen die vaker worden gebruikt, sterker kunnen worden.
Het woord ‘pruning’ komt uit de tuinbouw: het weghalen van de kleinere vruchten, zodat de plant meer ruimte en energie heeft voor de grotere vruchten. Dit proces zorgt ervoor dat het brein sneller en efficiënter kan gaan werken. De uitdrukking die hierbij wordt gebruikt is ‘if you don’t use it, you lose it’. Een duidelijk voorbeeld van het effect van synaptische pruning is een kind dat op jonge leeftijd een tweede taal leert, maar door deze niet meer te gebruiken de kennis ook weer volledig kan verliezen.
Een groot deel van de synaptische pruning vindt al plaats voor de puberteit, maar in enkele breingebieden gaat dit nog door tot de late adolescentie en vroege volwassenheid. Een ander belangrijk proces wat vroeg start en nog doorgaat in de adolescentie is de ‘myelinisatie’ van de zenuwen. Myeline is een soort isolatiemateriaal van de zenuw: hierdoor kan de informatie sneller en efficiënter worden doorgegeven. Dit proces begint met de zenuwen achterin het brein en werkt langzaam naar voren. Zowel de synaptische pruning als myelinisatie vindt in de adolescentie en vroege volwassenheid nog plaats in onder andere de prefrontale cortex.
“De prefrontale cortex is het deel van het brein dat in verband gebracht wordt met verscheidene cognitieve functies en executieve functies, zoals het nemen van beslissingen, plannen, zelfcontrole, impulsbeheersing, emotieregulatie, sociale interactie, zelfbewustzijn, problemen oplossen, multitasken, selectieve aandacht en het werkgeheugen. Deze cognitieve processen ondergaan tijdens de adolescentie nog grote ontwikkelingen. Er zijn bijvoorbeeld veel studies gedaan die laten zien dat de vaardigheid om automatische reacties te onderdrukken tijdens de adolescentie nog sterk ontwikkelt.
De doorlopende ontwikkeling van dit hersengebied tijdens de adolescentie toont aan dat belangrijke vaardigheden die nodig zijn voor goede academische prestaties tijdens de puberteit nog onder constructie zijn. Leerlingen hebben tijdens deze periode dus ondersteuning nodig met onder andere plannen, overzicht houden, het nemen van de juiste beslissingen en het weerstaan van afleidingen.”
Ontwikkeling is non-lineair
Omdat (brein)ontwikkeling en groei vaak op groepsniveau wordt weergegeven, lijkt dit een lineair proces te zijn en wordt er vaak gesproken over de verschillende fasen in de ontwikkeling. Echter, als je op individueel niveau kijkt, zie je dat dit niet het geval is. Het brein en andere systemen in het lichaam groeien door middel van groeispurten. De groeispurten in het brein hangen sterk samen met de veranderingen die zichtbaar zijn in de cognitie. Kinderen, adolescenten en jongvolwassenen ontwikkelen hun kennis en vaardigheden dus niet lineair, maar in sprongen: een grote sprong voorwaarts, daarna een kleine terugval, waarna er weer een sprong vooruit wordt gedaan.
Hierdoor zie je soms patronen die je niet verwacht: een taak die een tiener vorige week beheerste, lukt nu misschien niet meer en over een maand kan de vaardigheid weer terugkomen. Dit zie je ook goed terug in figuur 1.
Het aanleren van algemene kennis verloopt op een gelijksoortige manier. Veel onderzoek laat ook zien dat de kennis die wordt aangeleerd op de middelbare school, zoals als de oorzaken van de Tweede Wereldoorlog, het onderdeel energie bij natuurkunde of het schrijven van een goed betoog, langer dan een jaar duren om te beheersen.
Een leerling start met een laag niveau van vaardigheid van een taak of begrip en bouwt langzaam de vaardigheid op in een bepaalde situatie. Er is eerst begrip op het niveau van ‘doen’, daarna wordt dit gerepresenteerd in het brein en uiteindelijk op een abstract niveau begrepen. Dat begrip stort in (bijvoorbeeld door een verandering in de situatie of een differentiatie van de taak) en opnieuw wordt het begrip opgebouwd tot het weer instort.
Dit proces herhaalt zich en is een normaal patroon van het leren van een nieuwe vaardigheid of begrip. Het is zelfs een essentieel onderdeel, omdat dit het begrip of de vaardigheid op verschillende manieren opbouwt en het op gegeven moment op abstract niveau wordt begrepen, zelfs bij een veranderende context.
Om dit toch wat technische stukje te verduidelijken, nog een voorbeeld uit de praktijk: een leerling heeft bij Spaans de vervoegingen in de tegenwoordige tijd van het werkwoord ‘tener’ geleerd. Bij een opdracht moet ze dit toepassen in zinnen. Deze zinnen bevatten woorden uit de eerdere woordenlijsten, die ze ook goed beheerst. Echter, nu de woorden in zinnen staan en ze de werkwoordvervoegingen als rijtje heeft geleerd, lukt het haar niet om die vaardigheden te koppelen.
Met hulp en het in stapjes samen vertalen van de zinnen, bedenken welke vervoeging van hebben hierin zou moeten en deze te vertalen naar het Spaans, lukt het haar wel. Zo kan het ook gebeuren dat het niet meer lukt om via een woordjesleerprogramma geleerde woordjes tijdens een toets te schrijven. Het op verschillende manieren aanleren en testen van leerstof is dus cruciaal voor de beheersing van de stof.
Kortom, een tiener heeft door het nog veranderende brein behoefte aan structuur en extra hulp voor de nog ontwikkelende executieve functies om de leerprestaties te verbeteren. Helpen kan door het samen plannen van huiswerk of toetsen, het weghalen van afleidingen en het bieden van structuur in het huis- en leerwerk. Daarnaast kan er worden geholpen door de leerstof op verschillende manieren aan te bieden en niet te schrikken als de kennis of vaardigheid ineens ‘weg’ lijkt te zijn.
Referenties
Blakemore, S. J. (2010). The developing social brain: implications for education. Neuron, 65(6), 744-747.
Blakemore, S. J. (2018). Inventing ourselves: The secret life of the teenage brain. PublicAffairs.
Fischer, K. W. (2008). Dynamic cycles of cognitive and brain development: Measuring growth in mind,
brain, and education. The educated brain, 127-150.
Smith, P. K., & Hart, C. H. (Eds.). (2022). The Wiley-Blackwell handbook of childhood social development. John Wiley & Sons
Yan, Z., & Fischer, K. (2002). Always Under Construction. Human Development, 45(3), 141–160.
