Come le Onde cerebrali influenzano l'Apprendimento

grautivity
21 lug
Tempo di lettura: 5 min

Immagina di essere su una spiaggia. La sabbia calda sotto i piedi, le onde che vanno e vengono, e le tue mani immerse nell’acqua. Le muovi dolcemente a destra e a sinistra, e quelle onde si propagano. Un piccolo gesto, e la natura risponde con vibrazioni che si moltiplicano. Ora immagina che quelle mani siano miliardi. E che l’acqua sia il tuo cervello.

Prima di scrivere questo articolo avevo un pensiero fisso. Ricordavo che il cervello umano — quell’organo tanto misterioso quanto potente — produce delle onde. Onde cerebrali. Proprio come fa l’oceano. E da lì è nata la domanda che mi ha guidato: cosa accade al nostro cervello, durante una lezione scolastica?

Non mi riferisco solo all’attenzione, alla memoria, all’impegno. Mi riferisco a qualcosa di più sottile: le interazioni invisibili tra cervelli, tra studenti, tra docenti. Ecco perché le onde, con la loro capacità di propagarsi, mi sembrano la metafora perfetta.

Dalla spiaggia al cervello

Sei in riva al mare. Ti pieghi, immergi le mani e muovi l’acqua. Le increspature si diffondono in cerchi concentrici. Ti perdi a guardarle, ipnotizzato dalla loro eleganza. Trasportiamo questa immagine nel cervello umano. Quelle mani diventano neuroni, circa 86 miliardi, connessi tra loro da filamenti chiamati assoni. Attraverso di essi viaggiano impulsi elettrici a 120 metri al secondo. Ogni impulso crea una vibrazione. E queste vibrazioni si chiamano onde cerebrali.

Una scoperta lunga 150 anni

Nel 1875, lo scienziato Richard Caton, usando un galvanometro, rilevò per la prima volta attività elettrica nel cervello dei topi. Ma sarà Hans Berger, nel 1929, a registrare per primo le onde cerebrali nel cervello umano, grazie al nuovo elettroencefalogramma (EEG).

Da allora, la scienza ha identificato cinque principali onde cerebrali:

Delta: lente, profonde, collegate al sonno e all’inconscio.
Theta: legate alla creatività e alla riflessione interiore.
Alpha: presenti durante l’attenzione rilassata.
Beta: coinvolte nei processi logici e di problem-solving
Gamma: associate a meta-cognizione, pensiero complesso e coscienza.

Quando le onde si sincronizzano

Un team di neuroscienziati, in una ricerca pubblicata su Current Biology, ha monitorato per 11 giorni le onde cerebrali di 12 studenti delle superiori, durante una lezione di biologia.

Il risultato?

Più le onde cerebrali degli studenti erano sincronizzate, più dichiaravano di sentirsi coinvolti e motivati.

Con sincronizzazione cerebrale si intende l'attivazione simultanea delle medesime aree del cervello fra due o più persone, oppure di aree distinte nella singola persona. La sincronia cerebrale avveniva soprattutto nelle onde alpha, legate all’attenzione. Ma c’è di più: la sincronizzazione era più intensa tra studenti amici, soprattutto se avevano interagito prima della lezione.

Significa che le relazioni sociali influenzano il modo in cui il nostro cervello si allinea a quello degli altri. Modulano il modo in cui il nostro cervello si allinea con quello degli altri durante l’apprendimento. Infatti, secondo ulteriori ricerche, il cervello si sintonizza con quello altrui durante attività svolte in sintonia, come per esempio suonare uno strumento, sia interpretando un brano che improvvisando.

"Catch the wave": cogliere l'onda per appendere con efficacia

Come ben sappiamo, tutti apprendiamo con ritmi diversi.

Letteralmente, le onde emanate da uno studente differiscono dalle onde prodotte dai compagni di classe. Un team di neuroscienziati ha utilizzato l’elettroencefalografia con sensori applicati sulla testa per misurare l’attività elettrica cerebrale di 80 partecipanti durante uno studio, e campionare i ritmi delle onde cerebrali. Le onde protagoniste del monitoraggio erano le onde Alpha, che come detto sopra, riguardano gli stati di vigilanza, ricezione agli stimoli e l'attenzione.

Gli scienziati hanno usato queste rilevazioni per creare un “impulso” ottico: un quadrato bianco che lampeggiava su uno sfondo scuro allo stesso ritmo dell’onda Alpha individuale di ciascun partecipante. I partecipanti hanno ricevuto una dose di 1,5 secondi di impulso personalizzato per sintonizzare il cervello sul proprio ritmo naturale – una tecnica chiamata “entrainment” (sincronizzazione).

In pratica, l’impulso ottico funge da “metronomo” esterno: il cervello, per via della sua plasticità e della naturale predisposizione a seguire stimoli rithmici, modula la propria attività elettrica adattandola alla frequenza dello stimolo luminoso personalizzato

Un ciclo di onda cerebrale è composto da un picco e un avvallamento. Alcuni partecipanti hanno ricevuto impulsi in corrispondenza del picco, altri dell’avvallamento, altri ancora hanno ricevuto ritmi casuali o a una frequenza sbagliata (leggermente più veloce o più lenta). Ogni partecipante ha ripetuto oltre 800 variazioni del compito cognitivo, e i neuroscienziati hanno misurato la rapidità con cui miglioravano.

Il tasso di apprendimento di coloro che erano sintonizzati sul ritmo giusto è stato almeno tre volte superiore rispetto a tutti gli altri gruppi.

Quando i partecipanti sono tornati il giorno successivo per completare un’altra serie di compiti, quelli che avevano imparato molto più velocemente grazie alla sincronizzazione hanno mantenuto il livello di prestazione elevato.

Apprendimento esplicito e implicito

Earl K. Miller, Professore di Neuroscienze al Picower Institute for Learning and Memory e del Department of Brain and Cognitive Sciences, ha redatto un articolo che mette in luce le onde cerebrali coinvolte nelle due modalità di apprendimento: esplicito e implicito.

Durante l’apprendimento esplicito, accade un aumento di onde alpha-2 - sottocategoria delle onde alpha - e beta, mentre quando il task è stato appreso (feedback positivo) l’intensità aumenta. Diminuisce invece in presenza di risposte sbagliate, quando aumentano le onde delta-theta. Man mano che l’apprendimento prosegue, diminuisce l’attività di onde alpha-2 e beta.

Infatti apprendere informazioni in maniera esplicita, prevede di saperle esporre, collegare logicamente, smistare il contenuto

Con l’apprendimento implicito, al contrario, è stato registrata maggiore intensità nelle onde delta-beta, che tendeva a svanire quando i task venivano metabolizzati. I network neurali coinvolti erano l’ippocampo e i gangli basali, i quali servono a metabolizzare gesti pratici. Tuttavia, c’erano degli overlap che rendono difficile stabilire le reti neurali attivate nei due casi.

Qualora si dovessero incontrare casi in cui lo studente apprendere in un modo o nell'altro, sapere quali tipologie di onde vengono prodotte, in eventuali sperimentazioni in classe o semplicemente essendone coscienti, potrebbe rivelarsi utile a rinforzare skill più carenti.

Ad esempio, coloro che eccellono nell'apprendimento esplicito, dedicandosi a attività manuali, rinforzerebbero la motricità, il contatto diretto con oggetti e il movimento corporeo (in laboratori di danza, teatro, arte, giardinaggio, eccetera).

Viceversa, gli studenti più performanti nella manualità potrebbero acquisire maggiore lucidità sul processo, sul perché agiscono con una determinata sequenza, tramite le onde Alpha, relative alla meta-cognizione. In aggiunta, aiuterebbero i compagni con apprendimento esplicito a capire meglio che processo assecondare.

Il ruolo dell’insegnante (e della madre)

Queste non sono le uniche evidenze. Anche tra madre e figlio, durante un gioco, si è osservata una sincronia delle onde cerebrali, soprattutto quando la madre utilizzava parole coinvolgenti.

L’insegnante, come la madre, può generare connessione. Con il tono giusto. Con le parole giuste. Con uno sguardo.

L’educazione, così, non è più solo un trasferimento di contenuti. Diventa una danza invisibile tra cervelli che si risuonano. Alcuni fenomeni non sono evidenti all'occhio umano, ciò però non esclude che incidano sulla performance e sul benessere di ciascuno.

Studiare le onde cerebrali degli studenti - e dei gruppi in generale in contesti svariati - potrebbe fornire dati indicativi sul grado di accoglienza della classe, sull'impiego di metodologie alternative che prevedano interazioni collettive e adottare uno stile comunicativo che si sintonizzi con i discenti.

Il suggerimento finale è testare progetti di gruppo, momenti di discussione dove i partecipanti esprimano le loro idee. La sintonia emerge quando ci si accorge di avere somiglianze (o differenze) con l'altro, che attivano le aree cerebrali deputate all'attenzione, all'empatia.

Del resto,