• Αναζήτηση
  • Οι σύγχρονες τεχνικές νευροαπεικόνισης και η αποκάλυψη του καθοριστικού ρόλου του DNA έριξαν νέο επιστημονικό φως στη διεργασία της μάθησης

    ΓΟΝΙΔΙΑ και μάθηση

    ΓΟΝΙΔΙΑ και μάθηση Οι σύγχρονες τεχνικές νευροαπεικόνισης και η αποκάλυψη του καθοριστικού ρόλου του DNA έριξαν νέο επιστημονικό φως στη διεργασία της μάθησης Σ. Ν. ΑΛΑΧΙΩΤΗΣ Ο άνθρωπος από τη φύση του αρέσκεται να μαθαίνει· και με αυτό το μοναδικό για το είδος μας χαρακτηριστικό πορεύθηκε ο homo sapiens κοντά 200.000 χρόνια ξεκινώντας από πρωτόγονες εργαλειακές γνώσεις για να φθάσει σήμερα


    Ο άνθρωπος από τη φύση του αρέσκεται να μαθαίνει· και με αυτό το μοναδικό για το είδος μας χαρακτηριστικό πορεύθηκε ο homo sapiens κοντά 200.000 χρόνια ξεκινώντας από πρωτόγονες εργαλειακές γνώσεις για να φθάσει σήμερα στα άδυτα του μικρόκοσμου και του μακρόκοσμου. Αυτό το τόσο σημαντικό χαρακτηριστικό που ορίζει και κατευθύνει τη ζωή του, η ικανότητα μιας ανώτερης μάθησης δηλαδή, αυτή η καταλυτική για την προσωπικότητά του και τον πολιτισμό του συμπεριφορά, δεν μπορεί παρά να είναι από τα πιο βασικά θέματα που τον απασχολούν διαχρονικά.


    Κυριάρχησε όμως για πολύ και κυριαρχεί ακόμη εν πολλοίς ο λεγόμενος παιδαγωγικός εμπειρισμός· με πάμπολλες ερευνητικές μελέτες να προσεγγίζουν «εξωτερικά» τη διεργασία μάθησης και μόλις τις τελευταίες λίγες δεκαετίες να αναζητείται η διαλεύκανση του πυρήνα της μάθησης, ο οποίος βρίσκεται στη φύση του εγκεφάλου μας. Μια τέτοια προσέγγιση που γιγαντώνεται στις μέρες μας ίσως είναι ικανή να μεταποιήσει τον παιδαγωγικό εμπειρισμό σε παιδαγωγικό επιστημονισμό και να αποκρυπτογραφήσει τα μονοπάτια που οδηγούν στη βαθύτερη και αποτελεσματικότερη μάθηση, στο σχολείο πρωτίστως αλλά και διά βίου.


    Νευροαπεικόνιση και DNA


    Στο επιστημονικό οδοιπορικό της παιδαγωγικής έχουν παίξει ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο δύο επιτεύγματα δραματικής επιστημονικής απήχησης: η νευροαπεικόνιση, που επιτρέπει στους επιστήμονες να παρατηρούν τον εγκέφαλο σε λειτουργία, και η επική ανακάλυψη του ρόλου του DNA· και οι δύο αυτές γνωστικές περιοχές, δηλαδή το νευρικό σύστημα και η κληρονομικότητα, αποτελούν δύο πυλώνες της βιολογικής επανάστασης που συμπληρώνεται από έναν τρίτο, την αναπαραγωγή. Μια συναρπαστική λοιπόν σχετική παρατήρηση αφορά το γεγονός ότι μέσα σε λίγα λεπτά μαθησιακής εξάσκησης συμβαίνουν σημαντικές αλλαγές στα νευρωνικά δίκτυα του εγκεφάλου, κατάσταση που μπορεί να οδηγήσει στην αποκάλυψη του πώς τα δίκτυα αυτά προσαρμόζονται στη μάθηση. Υπό το πρίσμα της νευροαπεικόνισης βρέθηκε, λ.χ., ότι ορισμένες εγκεφαλικές περιοχές μπορούν να δραστηριοποιηθούν από την ανάγνωση ή την προσοχή ή την αντίληψη. Τέτοιες μελέτες παρέχουν ενδείξεις ότι οι διάφορες νοητικές λειτουργίες φαίνεται να εξειδικεύονται σε συγκεκριμένες εγκεφαλικές περιοχές· όμως επειδή ακόμη και απλές διεργασίες εκτυλίσσονται από νευρωνικά δίκτυα τα οποία συνήθως καλύπτουν το μεγαλύτερο μέρος του εγκεφάλου, είναι περισσότερο αποδεκτή η μαζική – ολιστική λειτουργία του εγκεφάλου.


    Η γενετική επανάσταση, από την άλλη μεριά, με τα τεκταινόμενα και στον χώρο της γενετικής της συμπεριφοράς του ανθρώπου, συμβάλλει στην κατανόηση του ρόλου της ποικιλότητας που παρατηρείται ως προς την αποτελεσματικότητα των νευρωνικών δικτύων και αποδίδεται εν μέρει σε ορισμένες γονιδιακές παραλλαγές τις οποίες κληρονομούν τα παιδιά. Τα γονίδια ελέγχουν τη βασική οργάνωση του εγκεφάλου, όπως και τη χρονική πορεία της δημιουργίας και του θανάτου των νευρώνων, επηρεάζοντας τις ιδιοσυγκρασιακές διαφορές μεταξύ των ανθρώπων· διαφορές οι οποίες εξαρτώνται και από τον σημαντικό ρόλο της εμπειρίας στη διαμόρφωση των νευρωνικών δικτύων που ελέγχουν νοητικές ικανότητες, όπως λ.χ. την προσοχή και τη μνήμη. Οι διαφορές αυτές θα μπορούσαν να συσχετιστούν και με το πώς διαφορετικά παιδιά θα αντιδράσουν σε δεδομένο μαθησιακό περιβάλλον· και σε ακόμη πιο βασικό επίπεδο, στο πώς εκπαιδεύεται ο εγκέφαλος. Υπό το πρίσμα αυτό η αλληλεπίδραση φύσης και ανατροφής ανάγεται στο μοριακό επίπεδο.


    Γνωστική γενετική


    Η διαμόρφωση της βασικής δομής των νευρωνικών δικτύων ελέγχεται από την εξειδικευμένη γονιδιακή δράση και τα πρωτεϊνικά προϊόντα της από τα οποία συγκροτούνται τα διάφορα μέρη του νευρικού συστήματος· στο πλαίσιο αυτό ειδικά περιβαλλοντικά ερεθίσματα μπορεί να έχουν επίπτωση και στη γονιδιακή έκφραση μέσα σε ειδικά νευρωνικά δίκτυα, όπως λ.χ. κάνουν οι νευροδιαβιβαστές νορεπινεφρίνη και ντοπαμίνη που επηρεάζουν συνακόλουθα τα χαρακτηριστικά της συμπεριφοράς ενός ατόμου. Το γονίδιο DRD4 λ.χ. του υποδοχέα της ντοπαμίνης έχει συσχετιστεί με την ικανοποίηση της προσοχής και της αντίληψης. Τέτοιες προσεγγίσεις αφορούν το πεδίο της γνωστικής γενετικής, ενός κλάδου που βρίσκεται στα πρώτα του βήματα προς την πορεία κατανόησης των διαφορών στη νοημοσύνη ή στην ιδιοσυγκρασία των ατόμων.


    Πρόσφατες σχετικά μοριακές μεθοδολογίες έχουν ήδη οδηγήσει σε σημαντικά συμπεράσματα ως προς την εμπλοκή απλών γονιδίων σε σύνθετες συμπεριφορές. Οπως αναφέρουν π.χ. οι Posner και Rothbart, ερευνητές δημιούργησαν με γενετικό μετασχηματισμό διαγονιδιακά ποντίκια με αυξημένο αριθμό υποδοχέων βαζοπρεσίνης στον εγκέφαλό τους, με αποτέλεσμα τα ποντίκια αυτά να μετατραπούν από αντικοινωνικά σε αγελαία – κοινωνικά. Σε άλλα σχετικά πειράματα η απαλοιφή του ογκογονιδίου fosB σε θηλυκά ποντίκια, όταν αυτά γίνονταν μητέρες, παρουσίαζε δραματική μείωση στις τάσεις ανατροφής των νεογέννητων.


    Η προσέγγιση της γενετικής της συμπεριφοράς του ανθρώπου ξεκίνησε με οικογενειακές μελέτες ή μελέτες διδύμων και αρχικά βασίστηκε κυρίως στη διερεύνηση σχετικών παθήσεων, όπως η αναπτυξιακή δυσλεξία, η σχιζοφρένεια, η υπερκινητικότητα λόγω έλλειψης προσοχής (ADHD) κ.ά., όλες με ευρύ φάσμα συμπεριφορών. Στις μέρες μας η μεθοδολογία έχει προχωρήσει και έχει εμπλέξει συγκεκριμένα γονίδια. Π.χ. μία από τις παραλλαγές του DRD4 γονιδίου το οποίο εμπεριέχει 7 επαναλήψεις 48 βάσεων, ενώ άλλες παραλλαγές έχουν 2 ή 4 επαναλήψεις, σχετίζεται με τη φυσιολογική ιδιοσυγκρασία και δεν προκαλεί δυσκολίες στις εκτελεστικές αντιδράσεις· αντίθετα η παραλλαγή των 4 επαναλήψεων φαίνεται να σχετίζεται με περισσότερες δυσκολίες επίλυσης διαφορών, κατάσταση που υπαγορεύει την τάση συσχέτισης του DRD4 γονιδίου με ανωμαλίες όπως η ADHD. Η γονιδιακή παραλλαγή των 7 επαναλήψεων φαίνεται από σχετικές εξελικτικές μελέτες ότι επιλέγεται θετικά.


    Ολιστική προσέγγιση


    Η μελέτη της δράσης τέτοιων γονιδίων, σε συνδυασμό με τις νευροαπεικονιστικές τεχνικές και την επίδραση της εμπειρίας, δίνει μια άποψη για τη διαμόρφωση των νευρωνικών δικτύων, τη λειτουργία τους και τη συσχέτισή τους με τη μάθηση. Αναφερθήκαμε ήδη στην ολιστική λειτουργία του εγκεφάλου· σημαντικό στη διαπραγμάτευσή μας είναι και το εύρημα ότι ζώα που μεγαλώνουν σε εμπλουτισμένο περιβάλλον έχουν την τάση επέκτασης του εγκεφαλικού φλοιού· μακρόχρονη επίσης εξάσκηση καλλιτεχνών στο βιολί, λ.χ., μπορεί να οδηγήσει στην επέκταση εγκεφαλικού ιστού σχετιζόμενου με τη λειτουργία αυτή. Συζητείται όμως σοβαρά ότι οι διασυνδέσεις μεταξύ των εγκεφαλικών περιοχών και οι κυτταρικές δομές μέσα σε κάθε περιοχή είναι ίσως πιο σημαντικά στοιχεία από το μέγεθος.


    Η γνώση αυτή αρχίζει να μορφοποιεί καλύτερα τον παιδαγωγικό επιστημονισμό και είναι αναμφίβολα χρήσιμη για το πώς μπορεί να αξιοποιηθεί καλύτερα το σχολείο. Σε αυτό το πλαίσιο θεώρησης είναι σαφές ότι δεν έχει θέση ο χυδαίος γενετικός ντετερμινισμός ούτε ο χυδαίος περιβαλλοντικός αιτιοκρατισμός· είναι η χρυσή τομή ανάμεσά τους, το μέτρο.


    Υπό το πρίσμα της προαναφερθείσας ολιστικής λειτουργίας του εγκεφάλου, η διαθεματικότητα ως παιδαγωγικοεπιστημονική προσέγγιση αναμφίβολα ισχυροποιείται. Αλλωστε υπό άλλο πρίσμα ο Thornidike φωτίζει τη συσχέτιση των ιδεών υποστηρίζοντας ότι οποιαδήποτε μεταφορά από το ένα πεδίο μελέτης στο άλλο πρέπει να βασίζεται σε κοινά στοιχεία μεταξύ των υπό μάθηση πραγμάτων· κατάσταση που αντανακλάται στις διαθεματικές προεκτάσεις με την αξιοποίηση κοινών και θεμελιωδών (δι)επιστημονικών – διαθεματικών εννοιών.


    Ο Σ. Ν. Αλαχιώτης είναι καθηγητής Γενετικής.

    Science