NEUROSCIENZE COGNITIVE PER L`APPRENDIMENTO

Report
Aree specifiche: lettura, scrittura,
calcolo
Processi cognitivi alla base delle abilità di lettura
e scrittura
la dislessia, la disgrafia, la disortografia:
caratteristiche cliniche, prerequisiti e indicatori
di rischio
Sonia Arina PhD
29/02/2012
Sonia Arina
programma formativo
• modelli neuropsicologici dei DSA
• Processi cognitivi alla base delle abilità di
lettura e scrittura: caratteristiche cliniche,
prerequisiti e indicatori di rischio
• Prerequisiti linguistici dell'apprendimento
della letto-scrittura
• Metafonologia analitica
29/02/2012
Sonia Arina
modelli neuropsicologici dei DSA
29/02/2012
Sonia Arina
•modelli neuropsicologici dei DSA
1
Chi apprende
2
Perché apprende
3
Come apprende
29/02/2012
Sonia Arina
•modelli neuropsicologici dei DSA
Chi apprende
Bambini e bambine con Disturbo
Specifico di Apprendimento
inseriti in una classe di 20/25
bambini e bambine con altre
caratteristiche
• Il progetto di insegnamento deve considerare tutte le
variabili componenti il gruppo classe.
• E deve garantire il raggiungimento delle competenze
adeguate in relazione alle diverse caratteristiche dei
20/25 bambini e bambine.
29/02/2012
Sonia Arina
•modelli neuropsicologici dei DSA
Perché il sistema apprende
• L'apprendimento è la modificazione del comportamento
che si basa sull'esperienza e che dura nel tempo.
• L'apprendimento è un processo "esperienza-dipendente“
• Dal punto di vista psicologico, l'apprendimento è una
funzione dell'adattamento nel comportamento di un
soggetto, risultato da una esperienza.
• Le esperienze influenzano significativamente le connessioni
neuronali e le strutture cerebrali.
• L'apprendimento è un processo attivo di acquisizione di
comportamenti stabili in funzione dell'adattamento delle
connessione neuronali, dovuto a stimoli esterni o interni.
29/02/2012
Sonia Arina
•modelli neuropsicologici dei DSA
Perché il sistema apprende
• L’apprendimento implica
cambiamenti funzionali e/o
strutturali nel SN e può aver
luogo a qualunque età.
L’apprendimento produce l’ampliamento delle
aree di corticali riguardanti elettivamente
strutture coinvolte nell’apprendimento di un
determinato compito.
29/02/2012
Sonia Arina
•modelli neuropsicologici dei DSA
Perché il sistema apprende
L’apprendimento di compiti
specifici provoca mutamenti
dinamici delle
rappresentazioni cerebrali
legate all’apprendimento di
compiti specifici nell’uomo.
• L’allenamento e la corretta esecuzione di un
determinato compito modificano il SN al fine di
ottimizzarlo, ma un esercizio strenuo ed improprio
induce cambiamenti neurali in senso disorganizzativo
e, quindi, dannoso.
29/02/2012
Sonia Arina
•modelli neuropsicologici dei DSA
Perché il sistema apprende
Neuroscienze e Educazione
I neuroni parlano fra loro
con un piccolo segnale
elettrico che si chiama
potenziale d’azione.
Ogni neurone è elemento di elaborazione e
ciascun neurone invia un segnale in base a quelli
ricevuti da tutti i neuroni a cui è connesso e alla
propria soglia di attivazione.
29/02/2012
Sonia Arina
•modelli neuropsicologici dei DSA
Perché il sistema apprende
Neuroscienze e Educazione
Il cervello crea in continuazione
nuove connessioni sinaptiche e
rinforza le sinapsi pre-esistenti in
risposta alle stimolazioni che
riceve dall’ambiente interno e
dall’ambiente esterno.
Il rimodellamento delle connessioni tra neuroni
("sinapsi") lungo le vie nervose cerebrali costituisce la
base per l’apprendimento e per la memoria.
29/02/2012
Sonia Arina
•modelli neuropsicologici dei DSA
Perché il sistema apprende
Apprendimento e
plasticità sinaptica:
stimolazioni ad alta
frequenza di un
circuito di neuroni
rafforzano le sinapsi
tra i neuroni. L’effetto
è che la ripetizione
dello stimolo
determina potenziali
post-sinaptici
eccitatori più ampi
che nella prima
stimolazione, il
fenomeno è
chiamato
potenziamento a
lungo termine
29/02/2012
Sonia Arina
Fig. 12.4 di Carlson, Psicologia fisiologica, Piccin, 2003
Perché il sistema apprende
la plasticità cerebrale
• La plasticità è una proprietà intrinseca del cervello
umano e rappresenta un’invenzione dell’evoluzione”
per consentire al sistema nervoso di superare le
restrizioni imposte dal proprio genoma e quindi di
adattarsi alle pressioni ambientali, ai cambiamenti
fisiologici, e all’esperienza
• La plasticità è il meccanismo per lo sviluppo e
l’apprendimento delle abilità cognitive, ma anche
causa di patologia
29/02/2012
Sonia Arina
Perché il sistema apprende
La plasticità cerebrale
•È la capacità dei circuiti nervosi di poter variare struttura e
funzione in risposta agli stimoli sia durante lo sviluppo che nel
corso della vita adulta
•Durante il primo periodo di sviluppo del cervello, la plasticità è
molto alta: si verifica una selezione di alcuni circuiti neuronali
con l’eliminazione di altri
•Nel corso della vita adulta molti circuiti rimangono
sostanzialmente stabili, ma le popolazioni di neuroni continuano
a mantenere una loro dinamicità, riorganizzandosi sotto
l’influenza del mondo esterno per rispondere a particolari
esigenze motorie, sensoriali, cognitive o affettive
29/02/2012
Sonia Arina
Perché il sistema apprende
Goswami (2004)
la ricerca sullo sviluppo e sulle funzioni del
cervello è giunta a un punto tale da consentire
di esplorare anche l’apprendimento
• l’apprendimento implica cambiamenti
nelle connessioni che si stabiliscono tra
neuroni, che possono potenziare le sinapsi
(che connettono un neurone a un altro),
oppure ridurre le connessioni
29/02/2012
Sonia Arina
l’insegnamento efficace
influisce direttamente sul
funzionamento del
cervello, cambiandone la
connettività
Perché il sistema apprende
Una strada a due corsie
l’attività cognitiva è un
prodotto del cervello
apprendimento
=
plasticità cerebrale
l’apprendimento – quindi l’istruzione - organizza e riorganizza il
cervello [Bransford, Brown e Cocking, 1999]
29/02/2012
Sonia Arina
Perché apprende
L’attività didattica o rieducativa
consiste nell’uso sistematico di
istruzioni ed esperienze
strutturate per manipolare il
funzionamento del sistema
cognitivo al fine di
migliorare la qualità o la quantità del processamento
cognitivo in un dominio particolare e aggiungere nuovi
apprendimenti.
29/02/2012
Sonia Arina
Perché apprende
La plasticità cerebrale: apprendimento
•“...cambiamenti permanenti nel comportamento
prodotti dall’esperienza”
•L’apprendimento coinvolge dei cambiamenti nel
sistema nervoso prodotti dall’esperienza
•I cambiamenti nel sistema nervoso sono fisici
•L’apprendimento ci permette di adattarci all’ambiente
•L’apprendimento richiede interazioni tra il sistema
sensoriale, motorio e mnesico
29/02/2012
Sonia Arina
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
• Il cervello è una struttura plastica, che si
rimodella continuamente. Ogni giorno circa il
70 percento dei collegamenti tra i neuroni
cambia a causa delle nostre esperienze.
Attività diverse vengono impresse in forma
fisica nella struttura e nel funzionamento del
cervello e formano circuiti specifici di cellule
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
• È quindi importante comprendere i meccanismi
cognitivi che sottendono all’apprendimento e
all’insegnamento
• La conoscenza dei processi che si attivano con
l’insegnamento e che portano all’apprendimento
può garantire progetti educativi ottimali per il
raggiungimento degli obiettivi educativi per
alunni di ogni età e per ogni caratteristica
• Sembra molto importante ancorare il processo
educativo alle evidenze derivanti dalle
neuroscienze
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Funzioni
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Funzioni verticali e funzioni trasversali
Le funzioni che determinano l’attività cognitiva si possono dividere in :
- funzioni verticali
- funzioni trasversali o orizzontali
29/02/2012
Sonia Arina
FUNZIONI VERTICALI
FUNZIONI TRASVERSALI
• funzioni specializzate
• si esplicano in domini ben delimitati
• sono molto sensibili
all’apprendimento e cambiano anche
molto vistosamente nel corso dello
sviluppo
• sono visibili in quanto vengono
identificate con la prestazione
• funzioni non specializzate
• non sono dominio-specifiche
• si modificano lentamente
• non sono visibili, in quanto il loro
ruolo non può essere analizzato
separatamente rispetto alla
prestazione
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Funzioni verticali
Vengono anche chiamate “abilità”.
Possono essere identificate con ambiti ben definiti quali
la motricità,
il linguaggio,
le capacità grafico-espressive,
la lettura
 la scrittura
il calcolo, ecc.
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Funzioni trasversali
Sono solo in parte isolabili e identificabili come funzioni singole, come per esempio la
memoria a breve termine e l’attenzione focale. La maggior parte delle attività svolte dalle
funzioni trasversali comprende veri e propri “operatori invisibili” (Pascual Leone), ma
indispensabili all’attività cognitiva. Comprendono:
riconoscimento
categorizzazione
selezione pianificazione
decisione
indirizzamento delle risorse
rappresentazione e ridescrizione rappresentazionale
controllo.
Queste attività sono “invisibili”, in quanto indissolubilmente legate al compito.
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Esempio di funzioni trasversali: processi implicati nella scrittura di una parola
Cane: adulto esperto non riesce ad esaminare tutti i passaggi perché sono automatizzati e
quindi sottratto al controllo volontario ed esplicito di ogni fase.
Bambino di prima elementare: scandisce prima di tutto separatamente i singoli suoni e
per ciascuno cercherà le lettere corrispondenti. Se questa operazione richiede tempo il
bambino dimentica dove era arrivato e quindi dovrà controllare cosa ha scritto; questi
processi, analisi fonologica, attenzione, memoria di lavoro, controllo sequenziale,
richiedono un impegno diverso fino a quando non diventano automatici e incorporati in
un’attività percepita come unica e non più frazionabili.
Se non sa fare le cose che deve fare lo fa l’adulto per lui.
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Funzioni verticali e funzioni trasversali
Fortemente interconnesse le une alle altre, ma c’è anche una certa indipendenza delle
funzioni verticali, che possono instaurarsi, svilupparsi e consolidarsi in maniera parzialmente
autonoma dalle funzioni trasversali. Questa parziale autonomia funzionale è possibile anche
per la semplicità della abilità da acquisire e anche perché ripetendo una sequenza di atti in
modo stabile, l’abilità può essere progressivamente automatizzata e quindi sottratta al
controllo volontario di un sistema supervisore (controllo posturale, schemi di prensione,
deambulazione, ecc)
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Processi automatici e processi volontari
Descrittori che definiscono le caratteristiche dei due tipi di processi
Automatici
Inconsci
Preattentivi
Guidati dallo stimolo
Agiscono dal basso verso l’alto
A capacità limitata
Agiscono in parallelo
Predisposti per attività durature
Appresi o innati tipo stimolo-risposta
Avviati con meccanismo on-off
Rigidi, adatti per le routines
Richiedono un allerta generico
29/02/2012
Controllati
Consci
Attentivi
Guidati dal concetto
Dall’alto verso il basso
A capacità limitata
Seriali
Disponibili per tempi limitati
Impiegati nelle attività riflessive
Flessibili, adatti per compiti creativi
Richiedono allerta focale
Sonia Arina
Come apprende
Progressivamente
con la ripetizione dell’atto
e con la maturazione delle componenti neurobiologiche
le procedure vengono automatizzate
e le risorse cognitive implicate vengono liberate dal compito.
Lo sviluppo
può quindi essere caratterizzato
dalla modularizzazione delle funzioni verticali
cioè da un progressivo aumento di specializzazione
e di efficienza delle abilità
con cambiamento di ruolo delle funzioni trasversali.
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Durante le prime fasi di sviluppo
le funzioni trasversali svolgono una funzione costitutiva
per acquisire in maniera efficiente l’abilità.
Nel corso delle fasi successive
il loro ruolo si sposta sempre di più
verso la gestione dei processi integrativi.
Quando è stato conseguito un sufficiente grado
di padronanza comportamentale
i processi trasversali
agiscono solo da innesco del programma scelto
e da supervisore dei risultati.
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Il rapporto tra funzioni verticali e funzioni trasversali
nel corso dello sviluppo
può essere visto come un intreccio
nel quale i ruoli cambiano sostanzialmente.
All’inizio i processi trasversali sono al servizio
della singola abilità da apprendere,
successivamente le funzioni verticali sono al servizio
degli scopi del sistema
e vengono scelte
e utilizzate
dai processi trasversali.
29/02/2012
Sonia Arina
APPRENDIMENTO
ESPLICITO
(o Dichiarativo)
IMPLICITO
(o Procedurale)
ad esempio
apprendimenti
scolastici
ad esempio
Locomozione e
linguaggio
29/02/2012
Sonia Arina
APPRENDIMENTO
L’Apprendimento può essere caratterizzato
come un continuum di processi, ai cui poli
Stanno quello Implicito e quello Esplicito.
Implicito
Esplicito
Processi di Apprendimento
29/02/2012
Sonia Arina
APPRENDIMENTO
Gli apprendimenti IMPLICITI (o Procedurali) sono
essenzialmente apprendimenti di “schemi senso-motori”
che si realizzano attraverso l’associazione ripetuta di
unità sensoriali e risposte motorie.
Essi non richiedono una esplicita consapevolezza per
essere acquisiti, e possono essere eseguiti in modo più
o meno automatico (forza delle associazioni).
Alla base di questi apprendimenti vi è comunque il
campionamento degli stimoli pertinenti e la estrazione
di regolarità dalla loro ripetuta presentazione.
Essi corrispondono al 1° livello della teoria R-R (K-S)
29/02/2012
Sonia Arina
L’APPRENDIMENTO
Gli apprendimenti ESPLICITI (o Dichiarativi) sono quelli
che si realizzano attraverso una mediazione del Linguaggio e
una consapevolezza più o meno esplicita Delle relazioni
S-R, o anche delle associazioni S-S.
In questo caso le regole non devono essere “inferite” dal
campionamento ripetuto degli stimoli, ma sono direttamente
rese esplicite e trasmesse attraverso il Linguaggio.
(livelli successivi della teoria R-R di Karmiloff-Smith, 1992).
Alcuni apprendimenti di basso livello (ad esempio, le abilità
motorie, ma anche le abilità verbali) difficilmente possono
realizzarsi attraverso forme di apprendimento esplicito, ma
solo attraverso l’acquisizione implicita e inconsapevole degli
automatismi necessari a realizzarli.
29/02/2012
Sonia Arina
L’apprendimento
• Migliora la prestazione
• Riduce lo sforzo
• Consente di inserire l’atto in un contesto più
complesso
29/02/2012
Sonia Arina
AUTOMATIZZAZIONE
Stabilizzazione di un processo automatico
caratterizzato da un alto grado di velocità
e di accuratezza.
È realizzato inconsciamente, richiede
minimo impegno attentivo ed è difficile
da sopprimere, da ignorare e da
influenzare
29/02/2012
Sonia Arina
LO SPORTIVO ESPERTO
AUTOMATIZZA GLI SCHEMI
COMPORTAMENTALI CHE GLI
CONSENTONO DI
UTILIZZARE LE STRATEGIE
DI GIOCO PER VINCERE
29/02/2012
Sonia Arina
ABILITÀ
CAPACITÀ DI METTERE IN ATTO UNA SERIE DI AZIONI,
SPESSO IN SEQUENZA TRA LORO,
IN MODO RAPIDO ED EFFICIENTE,
IN MANIERA DA RAGGIUNGERE UNO SCOPO
PER RAGGIUNGERE UN’ABILITÀ:
•Predisposizione innata
•Un’esposizione ripetuta agli stimoli
(frequenza = ALLENAMENTO)
•Semplicità e stabilità della sequenza degli atti da
•apprendere (stimoli adeguati facilitano l’acquisizione)
29/02/2012
Sonia Arina
AUTOMATIZZAZIONE
• Stabilizzazione di un processo automatico
caratterizzato da un alto grado di velocità e di
accuratezza.
• È realizzato inconsciamente, richiede minimo
impegno attentivo ed è difficile da
sopprimere, da ignorare e da influenzare
ASINO CHI LEGGE
29/02/2012
Sonia Arina
DISABILITÀ
INCAPACITÀ DI
COSTRUIRE UNA ROUTINE DI AZIONI,
CHE RENDE FACILE RAGGIUNGERE UN
DETERMINATO SCOPO
LA MANCATA
PREDISPOSIZIONE
RENDE INEFFICACE
L’ALLENAMENTO
29/02/2012
Sonia Arina
Disabilità
=
riduzione o perdita di capacità
funzionali conseguenti ad
una menomazione (OMS)
nel caso della persona con
DSA
nessuna menomazione è presente
29/02/2012
Sonia Arina
In realtà nel caso dei D.S.A. …
Non ci si trova in presenza di
una disabilità
ma di
una mancata acquisizione
di una abilità
29/02/2012
Sonia Arina
L’apprendimento
• Incremento dell’efficienza di un atto in seguito
all’esperienza.
• La modificazione (incremento) si realizza per il
semplice fatto che il soggetto opera, non è il risultato
di un processo consapevole e volontario, è un
fenomeno accessorio all’azione, ineluttabile.
• L’incremento di efficienza è proporzionale al numero
delle esperienze e alla loro vicinanza.
• Il successo spontaneo tende a produrre disponibilità
a ripetere e in generale, disponibilità verso l’azione.
29/02/2012
Sonia Arina
Requisiti per l’apprendimento
• Efficienza del sistema che realizza la funzione
• Adeguatezza degli stimoli
– Non basta essere in grado di realizzare l’atto per
saperlo insegnare
– È necessario avere un buon modello di sviluppo
della funzione a cui riferirsi
• Frequenza dell’attività (allenamento)
29/02/2012
Sonia Arina
Condizioni necessarie
all’APPRENDIMENTO
INPUT
Strutture
di Elaborazione
dall’ambiente
idonee
Un sufficiente
29/02/2012
Sonia Arina
Problemi di apprendimento
Fattori Esogeni
29/02/2012
Fattori Endogeni
Sonia Arina
Fattori Esogeni
Difficoltà
economiche
Degrado
sociale
Arretratezza
culturale
Difficoltà di Apprendimento
29/02/2012
Sonia Arina
Fattori Endogeni
MODULI
SPECIALIZZATI
SISTEMA COGNITIVO
CENTRALE
Disturbo Specifico
di Apprendimento
29/02/2012
Disturbo Generalizzato
di Apprendimento
Sonia Arina
Cos’è il disturbo specifico di
Apprendimento
L'apprendimento umano
nella teorie cognitiviste
( Chomsky, 1959)
• È necessario uno stimolo (input) ambientale
adeguato
• È necessaria la presenza di uno speciale
dispositivo di elaborazione (innato), specifico
per l'input ( linguistico)
29/02/2012
Sonia Arina
Cos’è il disturbo specifico di
Apprendimento
Principi generali per l'apprendimento
• Presenza di sistemi specializzati, geneticamente
prespecificati, capaci di campionare lo specifico input
ambientale per cui sono destinati ed estrarre da esso
regolarità
• Presenza di una quantità e una qualità sufficiente di
input ambientali sui cui possa essere effettuato il
campionamento e cogliere le regolarità
• Presenza di un sistema cognitivo capace di organizzare
in strutture di conoscenza i dati che i moduli hanno
ricavato
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Sistema cognitivo centrale
moduli
trasduttori
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Organizzazione del Sistema Cognitivo
Trasduttori
Componenti periferiche del sistema, specializzate nella
trasformazione dei segnali fisici, in codici elettrochimici, utilizzabili dal sistema nervoso centrale
Moduli
Strutture di specializzate nell’elaborazione dei vari tipi di
INPUT sensoriale che arrivano dall’ambiente
Sistema Cognitivo Centrale
Sistema centrale di elaborazione di tutte le informazioni
provenienti dai MODULI
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Sistema cognitivo centrale
moduli
trasduttori
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Sistema cognitivo centrale
moduli
trasduttori
29/02/2012
Sonia Arina
Come apprende
Sistema cognitivo centrale
moduli
trasduttori
29/02/2012
Sonia Arina
Architettura funzionale del Sistema Cognitivo:
punto di partenza, o punto di arrivo?
Sistema Cognitivo Centrale
MODULI
Trasduttori
29/02/2012
Sonia Arina
Architettura funzionale del Sistema Cognitivo:
punto di partenza, o punto di arrivo?
Sistema Cognitivo Centrale
MODULI
Trasduttori
29/02/2012
Sonia Arina
Sviluppo inteso come
modularizzazione (Karmiloff-Smith)
• Modularizzazione è un punto di arrivo.
Quando avviene?
• Apprendimento come motore della
modularizzazione
• Apprendimento come cambiamento:
– di stato della rete neurale
– di formato rappresentazionale,
– di grado di attivazione di un’area corticale, etc.
29/02/2012
Sonia Arina
Neuropsicologia dello sviluppo
• È necessario conoscere il processo di
apprendimento e i tempi di sviluppo
• Il momento in cui la devianza non può più
essere considerata ritardo
• Capire che il disturbo si trasforma, cambia
espressività.
29/02/2012
Sonia Arina

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