Όλα όσα είμαστε, νιώθουμε, σκεφτόμαστε, κάνουμε, αποτελούν κατά βάση έκφραση της λειτουργίας του εγκεφάλου σε έναν διαρκή διάλογο με τα υπόλοιπα όργανα του σώματος και, μέσω αυτού, με όλο τον περίγυρό μας. Ο εγκέφαλος λειτουργεί με κώδικες κληρονομημένους, δηλαδή κώδικες που έχουν αποκρυσταλλωθεί κατά την εξελικτική διαδικασία. Αλλά είναι επίσης ένα εύπλαστο όργανο που αλλάζει διαρκώς σε όλη την πορεία της ζωής του ανθρώπου (περισσότερο αμέσως μετά τη γέννηση, λιγότερο κατά τα γηρατειά).
Η πλαστικότητα είναι μια γενετικά προγραμματισμένη εγκεφαλική διαδικασία ή ιδιότητα που προσαρμόζεται στις ζωτικές εμπειρίες του κάθε ανθρώπινου όντος και εκφράζεται μέσω των αλλαγών οι οποίες επέρχονται ως αποτέλεσμα κυρίως όλων όσα μαθαίνουμε και απομνημονεύουμε, της εκπαίδευσης που λαμβάνουμε και της κουλτούρας στην οποία ζούμε. Πρόκειται για φυσικές αλλαγές στον εγκέφαλο, διαφορετικές σε κάθε άνθρωπο· δεν συντελούνται μόνο στο μυαλό ενός υγιούς ανθρώπου, αλλά μπορεί επίσης να οφείλονται σε βλάβες ή τραυματισμούς εξαιτίας γενετικών διαταραχών, ατυχημάτων ή εγκεφαλικών βλαβών κατά τη διάρκεια του τοκετού, ή ως συνέπεια μιας κακής εκπαίδευσης ή έλλειψης εκπαίδευσης, κυρίως κατά τα πρώτα χρόνια.
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι ένα πολύ ιδιαίτερο όργανο. Όχι μόνο λόγω όσων συνεπάγεται η λειτουργία του, αφού είναι επιφορτισμένος με το να εκφράζει τη συμπεριφορά, τον λόγο, τη σκέψη και τις συγκινήσεις, αλλά ως καθαυτό όργανο εντός του βιολογικού του περιβάλλοντος.
Η διαδικασία της βιολογικής εξέλιξης έχει σμιλέψει έναν εγκέφαλο πολύ διαφορετικό από εκείνον όλων των άλλων έμβιων όντων, συμπεριλαμβανομένων των πιο κοντινών μας εν ζωή προγόνων, των χιμπατζήδων· όχι μόνο σε ό,τι αφορά το μέγεθος και το βάρος του (σχεδόν ενάμισι κιλό έναντι μισού κιλού του χιμπατζή), αλλά και λόγω της λεπτής δομής και της οργάνωσής του. Είναι γεγονός ότι πολλά μέρη του ανθρώπινου εγκεφάλου και του εγκεφάλου του χιμπατζή, αν και διαφορετικού μεγέθους, έχουν παρόμοιο σχεδιασμό, άλλα μέρη όμως παρουσιάζουν εντελώς διαφορετική δομή· ιδιαιτέρως ο προμετωπιαίος φλοιός, όπου η οργάνωση των νευρώνων και οι συνάψεις μεταβίβασης πληροφοριών σε άλλες περιοχές του φλοιού είναι θεμελιώδεις για την επεξεργασία των νοητικών διεργασιών, κυρίως σε ό,τι αφορά τη λογική και συμβολική σκέψη, τη λήψη αποφάσεων, τις αξίες, τους κανόνες και την ηθική.
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος αρχίζει να δομείται λίγες ημέρες, 16 για την ακρίβεια, μετά τη γονιμοποίηση. Στην πορεία της ενδομήτριας ανάπτυξής του, κατά την πρώιμη και όψιμη εμβρυϊκή περίοδο, και ιδιαιτέρως κατά τη δεύτερη, συντελείται μια ιδιαίτερα δυναμική διαδικασία αναδιοργάνωσης των νευρώνων του εγκεφαλικού φλοιού. Αυτή η ανάπτυξη συνεχίζεται κατά το πρώιμο μεταγεννητικό στάδιο και την παιδική ηλικία με υπερπαραγωγή νευρωνικών κυκλωμάτων στην εν λόγω περιοχή του εγκεφάλου. Μετά τη γέννηση και μέχρι την ηλικία των δύο ετών συντελείται ένας κλιμακούμενος εμπλουτισμός των δενδριτών, και ο αριθμός των συνάψεων διαρκώς αυξάνεται.
Κατά την εν λόγω περίοδο η είσοδος αισθητηριακών πληροφοριών είναι πολύ σημαντική για τη μεταγεννητική ανάπτυξη της οργάνωσης των εγκεφαλικών συνάψεων. Αυτό έχει μελετηθεί ιδιαιτέρως στον οπτικό φλοιό. Ο ρόλος των αισθητηριακών πληροφοριών στην ανάπτυξη και ωρίμανση των συνάψεων είναι ουσιώδης προκειμένου να κατανοήσουμε τη γενικότερη επίδραση ενός πλήθους περιβαλλοντικών παραγόντων στη μεταγεννητική ανάπτυξη της οργάνωσης του εγκεφαλικού φλοιού. Ο σχηματισμός συνάψεων στη διάρκεια της ανάπτυξης διαφέρει αισθητά από περιοχή σε περιοχή του ανθρώπινου εγκεφάλου. Γνωρίζουμε ότι ο αριθμός δενδριτικών ακάνθων αυξάνεται και φτάνει τη μεγαλύτερη τιμή του μεταξύ 34ης και 36ης εβδομάδας της κύησης, για να πέσει κατακόρυφα μετά τη γέννηση, οπότε, από την ηλικία των δύο με τεσσάρων μηνών και έπειτα, κατά τρόπο γενικό στον εγκεφαλικό φλοιό, λαμβάνει χώρα μια σταδιακή και γρήγορη συναπτογένεση.
Αυτή η συναπτογένεση διαφέρει ανάλογα με την περιοχή του εγκεφαλικού φλοιού. Για παράδειγμα, στον οπτικό φλοιό η μεγαλύτερη τιμή επιτυγχάνεται στους οκτώ μήνες, έπειτα το σύστημα αναδιαμορφώνεται με σταδιακή απώλεια συνάψεων και στην ηλικία των 11 ετών απομένει μόνο το 60% απ’ αυτές. Στην περίπτωση του προμετωπιαίου φλοιού αυτό το σχήμα είναι διαφορετικό. Το απόγειο της συναπτογένεσης επιτυγχάνεται στην ηλικία των δύο ετών και παραμένει σε υψηλό επίπεδο μέχρι εκείνη των επτά ετών. Από αυτή την ηλικία και έπειτα η διεργασία της συναπτογένεσης αναδιαμορφώνεται με απώλειες που αγγίζουν το 40%, αλλά σε μεγαλύτερο βάθος χρόνου και κατά τρόπο βαθμιαίο.
Από την πλευρά του, το μεταιχμιακό σύστημα (το σύστημα των συναισθημάτων) ολοκληρώνει την ωρίμανσή του ως προς τις συνάψεις ανάμεσα στην ηλικία των τεσσάρων και των επτά ετών, αναλόγως σε ποια δομή αναφερόμαστε. Ο ιππόκαμπος, για παράδειγμα, που είναι μια δομή θεμελιώδης όσον αφορά τη μνήμη, αποκτά στην ηλικία των τεσσάρων ετών μια νευρωνική αρχιτεκτονική που προσομοιάζει με εκείνη του ενήλικα. Σε γενικές γραμμές, το σχήμα της ανάπτυξης και της απώλειας των συνάψεων στις αισθητηριακές περιοχές, το μεταιχμιακό σύστημα, εξελίσσεται πολύ νωρίτερα από τις συνειρμικές περιοχές του φλοιού και, φυσικά, πολύ νωρίτερα απ᾽ όσο στον προμετωπιαίο φλοιό.
Μετά τη γέννηση ο εγκέφαλος είναι ένα συνεχές από δραστηριότητες που, ακόμα και υπό την καθοδήγηση ενός πανίσχυρου γενετικού προγράμματος, εξαρτώνται απόλυτα από τον αισθητηριακό και συναισθηματικό περίγυρό του. Είναι ένα παιχνίδι, αυτή τη φορά πιο ειδικό, που παίζεται ανάμεσα στα γονίδια που φέρει το κάθε άτομο και στο περιβάλλον στο οποίο ζει, και το οποίο σε μεγάλο βαθμό διαμορφώνει τον καθένα από εμάς, κάνοντάς μας διαφορετικούς από οποιοδήποτε άλλο ανθρώπινο ον στον κόσμο.
Ο εγκέφαλος, όμως, στην πορεία της κατασκευής του, δεν είναι προϊόν μιας συνεχούς διεργασίας, ομοιογενούς και συγχρονικής (όσον αφορά όλα τα μέρη του και τον χρόνο), όπως μόλις είδαμε μιλώντας για τις συνάψεις. Η ανάπτυξη του εγκεφάλου διενεργείται με τρόπο ασύγχρονο, σε χρόνους διαφορετικούς. Τα προγράμματα του γονιδιώματος που κατευθύνουν αυτή τη συγκεκριμένη ανάπτυξη έχουν κάτι το οποίο θα μπορούσαμε να το αποκαλέσουμε «παράθυρα» τα οποία ανοίγουν κάποια δεδομένη στιγμή, και είναι ακριβώς την εν λόγω στιγμή που μπορεί να εισέλθει από εκεί μια οποιαδήποτε πληροφορία (αισθητηριακή, κινητική, οικογενειακή, κοινωνική, συναισθηματική ή εκλογικευτική) προερχόμενη από το περιβάλλον. Και δεν υπάρχει καταλληλότερη συγκυρία από αυτή, αφού τα ανοιχτά παράθυρα κλείνουν συν τω χρόνω, για να επιτρέψουν το άνοιγμα άλλων.
Σήμερα αρχίζουμε να γνωρίζουμε ότι αυτές οι ελαστικές (κρίσιμες) περίοδοι, κατά τις οποίες το περιβάλλον στο οποίο ζει το άτομο πρέπει να είναι κατ’ ανάγκη παρόν, είναι θεμελιώδεις για την ανάπτυξη πολλών λειτουργιών του εγκεφάλου, όπως η ομιλία, η όραση, το συναίσθημα, οι ικανότητες για τη μουσική ή τα μαθηματικά, η εκμάθηση μιας δεύτερης γλώσσας ή, γενικά, οι γνωσιακές λειτουργίες (γνώση και τεκμηρίωση απόψεων). Μάλιστα, αρχίζουμε να μαθαίνουμε ότι υπάρχουν διαφορετικές κρίσιμες περίοδοι για τη διαμόρφωση των υποσυστημάτων ή των διαφόρων συστατικών στοιχείων των εν λόγω εύπλαστων λειτουργιών που έχουμε προαναφέρει.
Μια παρομοίωση θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε τι ακριβώς θέλω να πω. Ας σκεφτούμε ότι η ανάπτυξη του εγκεφάλου του παιδιού, ήδη από τη στιγμή της σύλληψης, είναι όπως η κατασκευή ενός αυτοκινήτου σε μια αλυσίδα παραγωγής. Το αυτοκίνητο, όταν ακόμα έχει απλώς τα βασικά εξαρτήματα (γονίδια), μεταφέρεται μέσω μιας κυλιόμενης ταινίας που κινείται με συγκεκριμένη ταχύτητα (χρόνος), και στη διάρκεια της διαδρομής προστίθενται και άλλα εξαρτήματα (περιβάλλον). Ο χρόνος αυτής της διαδρομής διαφέρει ανάλογα με κάποιες συγκεκριμένες συνθήκες, όπως είναι, για παράδειγμα, ο αριθμός των ανταλλακτικών που πρέπει να τοποθετηθούν σε κάθε χρονική στιγμή της διαδρομής ή η δυσκολία τοποθέτησής τους (προγεννητική περίοδος, περιγεννητική περίοδος, πρώιμη παιδική ηλικία, μέση παιδική ηλικία, ύστερη παιδική ηλικία, προεφηβεία, εφηβεία, πρώιμη ενήλικη ζωή, ενήλικη ζωή και γηρατειά). Η βασική δομή του αυτοκινήτου ενδέχεται να έχει ήδη ελαττώματα που αργότερα θα επηρεάσουν τη λειτουργία του (γενετικές μεταλλάξεις που προδιαθέτουν για κάποιες παθήσεις) ή μπορεί, παρότι στην αρχή δεν υφίσταται καμιά γενετική ανωμαλία, να εμφανιστεί κάποιο ελάττωμα επειδή δεν μπήκαν τα κατάλληλα ανταλλακτικά τη στιγμή που το αυτοκίνητο περνούσε μπροστά από τον μονταδόρο (περιβάλλον).
Η ιδέα του εύπλαστου παραθύρου αναφέρεται, συνεχίζοντας με την ίδια παρομοίωση, στο ότι, ενόσω το αυτοκίνητο μετακινείται μέσα σε αυτή την αλυσίδα παραγωγής, και ενώ έχει ήδη γενετικά προγραμματισμένες τις δικές του ενδογενείς αλλαγές, απαιτούνται περίοδοι κατά τις οποίες πρέπει να μονταριστούν τα ανταλλακτικά που έρχονται από το περιβάλλον· δηλαδή, περίοδοι που ανοίγουν για το μοντάρισμα της πληροφορίας (ανταλλακτικό) που προέρχεται από το περιβάλλον και οι οποίες κλείνουν οριστικά μόλις περάσει αυτός ο εύπλαστος χρόνος. Η πιο ξεκάθαρη περίπτωση εύπλαστου και καθοριστικού παραθύρου στο βιολογικό σύμπαν είναι αυτό που έχει περιγραφεί από τον Konrad Lorenz στα πουλιά και είναι γνωστή ως αποτύπωμα (imprinting).
Τα πουλιά, με το που βγαίνουν από το αβγό, ακολουθούν το πρώτο αντικείμενο που κινείται μπροστά τους και το οποίο συνήθως είναι η μητέρα τους. Αυτό μπορεί να κρατήσει μόνο μερικές ώρες. Με το που περνάει αυτό το χρονικό διάστημα, χάνεται και η εν λόγω τάση. Στα νεογέννητα παιδιά συμβαίνει κάτι παρόμοιο με πολλές άλλες λειτουργίες. Για παράδειγμα, για την όραση η περίοδος των πρώτων μηνών μετά τη γέννηση είναι τόσο κρίσιμη ώστε η στέρηση της όρασης σε ένα παιδί έστω και μόνο για μία εβδομάδα μπορεί να έχει ολέθριες συνέπειες για τη μελλοντική του όραση. Σήμερα γνωρίζουμε ότι στην όραση, η ανάπτυξη των διαφόρων κυκλωμάτων του αμφιβληστροειδούς χιτώνα, του θαλάμου καθώς και των πολυάριθμων περιοχών του οπτικού φλοιού που κωδικοποιούν διάφορες όψεις του οπτικού κόσμου, όπως είναι τα σχήματα, τα χρώματα, οι κινήσεις κ.λπ., λαμβάνει χώρα σε εύπλαστα παράθυρα που ανοίγουν σε διαφορετικές χρονικές περιόδους και παραμένουν ανοιχτά επί μερικούς μήνες.
Η εν λόγω πλαστικότητα χαρακτηρίζει όλα τα υπόλοιπα αισθητηριακά συστήματα. Επηρεάζει, όμως, και άλλες λειτουργίες του συναισθηματικού συστήματος, όπως εκείνες που εμπλέκονται στους μηχανισμούς της περιέργειας, των συναισθημάτων, της προσοχής, της ενσυναίσθησης, οι οποίες δεν ωριμάζουν πλήρως πριν από την ηλικία των τεσσάρων ετών, γεγονός το οποίο έχει ιδιαιτέρως σημαντικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη δεξιοτήτων που σχετίζονται ξεκάθαρα με τη μάθηση και την απομνημόνευση. Υπάρχουν και άλλα πολλά εύπλαστα παράθυρα, ανάμεσα στα οποία ξεχωρίζει ιδιαίτερα εκείνο της γλώσσας.
Απ᾽ ό,τι φαίνεται, η ομιλία δεν είναι ένα χαρακτηριστικό με το οποίο γεννιόμαστε. Γεννιόμαστε με τη δυνατότητα κάποια στιγμή να μιλήσουμε, αλλά μόνο μέσω της διαδικασίας της μάθησης σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο πραγματώνεται ό,τι στην αρχή είναι απλώς μια δυνατότητα. Ένα παιδί που δεν έχει ακούσει ποτέ κάποιον άλλο άνθρωπο να μιλάει προτού κλείσει τα επτά ή τα οκτώ χρόνια του δεν θα μπορέσει να μιλήσει ποτέ ή, στην καλύτερη περίπτωση, θα το κάνει με τεράστιες δυσκολίες και περιορισμούς. Το εύπλαστο παράθυρο της γλώσσας κλείνει περίπου σ’ αυτή την ηλικία. Τα εύπλαστα παράθυρα της γλώσσας και της όρασης είναι περίπλοκα και χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη «υποπαραθύρων».
Για παράδειγμα, η διαδικασία κατάκτησης της σημασιολογίας (της σημασίας των λέξεων) δεν επιτελείται ταυτόχρονα με την κατάκτηση της σύνταξης (της δομής της γλώσσας) ή, στην περίπτωση της όρασης, η απόκτηση των διαφόρων συστατικών στοιχείων του αντικειμένου που βλέπουμε, όπως το χρώμα, το σχήμα ή η κίνηση, συντελείται σε διαφορετικές χρονικές φάσεις. Θα λέγαμε μάλιστα ότι δεν υπάρχουν μόνο παράθυρα για τα μεγάλα συστήματα και τα υποσυστήματα, αλλά και μικρο-παράθυρα, που διαρκούν κάποιες ώρες ή μέρες, τα οποία συντελούν στη μοριακή διαμόρφωση πολλών μικροκυκλωμάτων του εγκεφάλου.
Μπορούν άραγε αυτές οι γνώσεις να μας βοηθήσουν να ορίσουμε καλύτερα τους χρόνους στη διδασκαλία, για παράδειγμα, της γραμματικής ή των αγγλικών ή κάποιας τρίτης ξένης γλώσσας, ή, επίσης, τη διδασκαλία των μαθηματικών; Υπάρχουν, όμως, και άλλα πολλά εύπλαστα παράθυρα, όπως εκείνα που ανοίγουν στην περίοδο της προεφηβείας και τα οποία έχουν τεράστια σημασία, όσο κι αν οι γνώσεις μας γι’ αυτά σε νευρολογικό επίπεδο είναι περιορισμένες. Το να μάθουμε ποιοι είναι οι μηχανισμοί με βάση τους οποίους λειτουργεί ο συναισθηματικός εγκέφαλος στις πρώιμες ηλικίες και πώς επεξεργάζεται και κωδικοποιεί αυτό το πολύπλοκο σύμπλεγμα από γενετικές πληροφορίες —πληροφορίες από το βιολογικό περιβάλλον, από τη μόρφωση και το πολιτιστικό περιβάλλον μέσα σε ένα πλαίσιο κρίσιμης εισβολής ορμονών που «ανοίγει» τον εγκέφαλο και διαμορφώνει νέα πρότυπα «ατομικής» συμπεριφοράς— είναι απαραίτητο προκειμένου να γνωρίσουμε τις βιολογικές ρίζες αυτής της διαφορετικής ταραγμένης περιόδου που ακολουθεί, της εφηβείας.
Ακριβώς στη διάρκεια αυτών των σχετικά μεγάλων χρονικών περιόδων, της προεφηβείας και της εφηβείας, στον εγκέφαλο συντελούνται βαθιές αλλαγές στην εξελικτική του πορεία προς τον ενήλικο εγκέφαλο· αλλαγές που δεν αφορούν απλώς αποχρώσεις ενός ήδη οριστικά διαμορφωμένου εγκεφάλου αλλά την πραγματική «κατασκευή» του ενήλικα εγκεφάλου, με τον θάνατο νευρώνων και την αύξηση ή τη μείωση του πάχους και των δενδριτικών ακάνθων σε εκείνους που παραμένουν ζωντανοί. Όσον αφορά τα παράθυρα στα οποία αναφερθήκαμε, υπάρχει μια περιοχή του εγκεφάλου, ο προμετωπιαίος φλοιός, που καθυστερεί να ωριμάσει επαρκώς.
Αυτή η περιοχή του εγκεφάλου εμπλέκεται, ούτε λίγο ούτε πολύ, σε όλα εκείνα τα χαρακτηριστικά που θεωρούμε καθαρά ανθρώπινα, από την αρετή, τις ηθικές αξίες, τη λογική ή την ίδια την κοινωνική ευθύνη, τον έλεγχο των συναισθημάτων και την παρορμητικότητα, μέχρι τη λήψη αποφάσεων και τον υπεύθυνο σχεδιασμό του μέλλοντος της ίδιας της ζωής ενός ατόμου. Αυτό το μέρος του εγκεφάλου στο οποίο αναφερόμαστε ωριμάζει οριστικά στην ηλικία των 25 με 27 ετών, ηλικία κατά την οποία εμφανίζονται ορισμένοι νευροδιαβιβαστές και ολοκληρώνεται η μόνωση με μυελίνη των αξόνων των νευρώνων.
Ποια παράθυρα ανοίγουν και ποια κλείνουν σε αυτή την κρίσιμη για το χτίσιμο του ανθρωπίνου όντος μακρά περίοδο; Ποια παράθυρα ανοίγουν και πότε κλείνουν στη διάρκεια της προεφηβείας, στη διάρκεια αυτού του χείμαρρου ορμονών που εισβάλλει και μεταμορφώνει τον εγκέφαλο των νέων; Πότε, κατά τη μακρά περίοδο της εφηβείας, στη διάρκεια της οποίας, όπως μόλις προείπα, πεθαίνουν τόσοι νευρώνες, λαμβάνει χώρα μια νέα οργάνωση ορισμένων περιοχών του εγκεφαλικού φλοιού; Και, μιλώντας για όλα αυτά, ποια είναι τα στοιχεία και τα ερεθίσματα του περιβάλλοντος που έχουν καθοριστική σημασία για την καλύτερη μέθοδο διδασκαλίας και τη μόρφωση των εφήβων;
***
Francisco Mora- Νευροεκπαίδευση
– Μαθαίνουμε μόνο ό,τι αγαπάμε.
Μετάφραση: Κωνσταντίνος Παλαιολόγος.
Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης
