Aivojen toiminta oppimisen

Transkriptio

1 Aivojen toiminta oppimisen näkökulmasta Lääkärikouluttajien kesäkoulu tutkimusprofessori Kiti Müller Aivot ja työ tutkimuskeskus

2 Aivot ja työ tutkimuskeskus n. 30 lääkäriä, psykologia, fyysikkoa ja insinööriä Missio Ihmisaivojen hyvinvoinnin ja ihmisen mittaisen työn edistäminen, yhteiskunnallisen keskustelun "herättely" Soveltava aivotutkimus neuroergonomia aivojen fysiologisen tilan mittaaminen tietotyön kognitiivisten vaatimusten simulointi inhimillinen ja tekoäly kohtaavat Tiedon jalkautus käytäntöön ihmisen "mittainen" työ

3 Aivot ja työ tutkimuskeskus Tiedon jalkautus käytäntöön "uusi sormi tekee tuloaan"

4 Miksi kysymys on tärkeä? Kaikessa työssä tarvitaan ajattelua Maailma ja työ muuttuu Työpaikat ovat oppimisympäristöjä Tärkein pääoma on päänupissa

5 24/7 reaaliajassa siirtyvän infon pyörteissä Pysyvätkö ihmisaivot ja mieli mukana vauhdissa?

6 Päätöksenteko päänupin varassa tiedon visualisointi näyttöteknologiat luonnolliset käyttöliittymät ele- ja tuntopohjainen interaktio avusteinen todellisuus älykkäät ympäristöt keinotekoinen älykkyys kontekstitietoisuus tiedon louhinta agenttipohjaiset järjestelmät alkup. kuvat:

7 Inhimillinen äly "informaatiojatkumossa" (Cleveland 1982, Ackoff 1989, Zeleny 1980) kone ihminen data informaatio tieto ymmärtäminen viisaus Ihmisaivojen tiedonkäsittelyn varassa on paljon faktaa, fiktiota? mihin informaatiota käytetään ja mitä siitä syntyy?

8 Modernin aivotutkimuksen aikakausi alkaa..

9 Modernin histopatologian ja aivotutkimuksen juuret Santiago Ramón y Cajal

10 Hermoverkot löydettiin

11 Santiago Ramón y Cajal ( ) SCIFI kirjailija: "ikkunani tulevaisuuteen" Lääketieteen Nobel 1906 Nature Reviews Neuroscience 4, (January 2003)

12 Matematiikkaa ei olisi, jos olisimme tienneet, että luonnossa ei ole täydellistä suoraa viivaa, ympyrää tai määrän suuretta... Friedrich Nietzsche, Human All too Human

13 Modernin aivokuvauksen juuret Fysiikan Nobel 1952 FELIX BLOCH, Stanford EDWARD MILLS PURCELL Harvard

14 Moderni aivokuvantaminen fmri/tkk, Aivokuvantamisen keskus

15 KOGNITIIVINEN NEUROTIEDE, poikkitieteellinen kurkistus aivoihin Neurologia Aivojen kuvantaminen Psykofysiologia Aistinfysiologia Psykoakustikologia Neuropsykologia Havaintopsykologia Kielitiede Fysiikka Filosofia Psykiatria Tekoälytutkimus.

16 AIVOTUTKIMUS aivobiologiaa ja bioinformatiikkaa

17 ISOAIVOJEN TYÖNJAKO järjen ja tunteen liitto VASEN kieli logiikka järki AIVO KURKIAINEN OIKEA näkeminen tila silmä-käsi tunnetieto Advanced Magnetic Imaging Centre, Helsinki University of Technology

18 Aivojen tiedonkäsittely ja siihen vaikuttavat tekijät AISTI MUISTI aistiärsykkeet TARKKAAVUUS JA HAVAITSEMINEN jakaminen kohdentaminen siirtäminen ylläpito SÄILÖMUISTI opitut tiedot, taidot, kokemus TYÖMUISTI reaaliaikainen, operatiivinen tiedonkäsittely UNIHÄIRIÖT STRESSI ei-tietoinen taso autonomisen ja keskushermoston fysiologinen tila images.encarta.msn.com

19 Aivojen otsalohkot: tiedonkäsittelyn kapellimestari Dynaaminen neurokognitio (aisti) havaintojen ohjaus tarkkaavuuden resurssien jakaminen työmuisti abstrakti ajattelu toiminnan ohjaus ja päätöksenteko luova ongelmanratkaisu älyllinen joustavuus Tilanne/todellisuuden taju Sosiaalinen vuorovaikutus fmri traktografia Jaana Hiltunen, TKK:n Kylmälaboratorion aivoryhmä ja AMI-keskus sekä Aivotyölaboratorio, TTL

20 Aivojen otsalohkot: hitaasti kypsyvät, häiriöherkät Toimintaan vaikuttavat tunnetilat, univaje, vireys fyysinen ja psyykkinen kuormitus hormonaaliset, metaboliset tekijät lääkkeet, päihteet Ikä kypsyminen jatkuu ad 25-30v älyllinen kyvykkyys ja itsetuntemus eivät kehity tasatahtia "raja" kypsymisestä kohti ikääntymistä on liukuva Pitkittyvä ylikuormitus sairastuttaa mielenterveyden häiriöt, psykoosit merkitys aivorappeumasairauksissa? fmri traktografia Jaana Hiltunen, TKK:n Kylmälaboratorion aivoryhmä ja AMI-keskus sekä Aivotyölaboratorio, TTL

21 Tunteet, muisti, oppiminen hippokampuksesta (säilömuisti) amygdalasta (tunnemuisti) runsaasti hermoratayhteyksiä otsalohkoalueille Ihmisen tunnetila vaikuttaa oppimiseen, viestien tulkintaan, motivaatioon, luovuuteen...

22 Luovat tuntevat aivomme Oppivat kokemuksesta Muistavat

23 Aivot ja elämänikäinen oppiminen Mikä onkaan tärkeintä?

24 Univaje ja suoriutuminen kognitivisessa monitehtävässä (Sallinen et al 2007, Haavisto et al 2008) Kognitiivisen suorituskyvyn lasku akuutissa/kasautuvassa univajeessa vastaa 0,5-1 promillen humalatilaa akuutti univaje: edellisenä yönä nukuttu 2 tuntia kasautuva univaje: työviikon aikana nukuttu keskim. 4 tuntia/yö Iän myötä palautuminen univajeesta ja pitkien työpäivien rasituksista vaikeampaa

25 NUKU RIITTÄVÄSTI! Unen aikana tapahtuu paljon aivojen energiavarastot täydentyvät uudet asiat liittyvät osaksi muistirakenteita tapahtumat, kokemukset, tieto, tunteet oppiminen asioiden "muhituttaminen" ongelmanratkaisu tehostuu (runsaasti tutkimusnäyttöä) psykologian tohtori nukkuu Aivotyölaboratorion unikammarissa

26 Hyvä ja huono stressi akuutti stressi voi lamaannuttaa: "aivot eivät toimi" sopiva jännitys -positiivinen stressi - parantaa oppimista liittyy motivoivaan oppimiseen krooninen, pitkittyvä stressi voi aiheuttaa masennusta ja ahdistusta, unettomuutta stressikokemukset ovat yksilöllisiä stressaava tilanne voi toiselle olla miellyttävä haaste aikapaine koetaan eri tavoin iän myötä stressinsietokyky heikkenee aikaa palautumiselle tarvitaan Kiti Müller, Työterveyslaitos

27 Tiedätkö Mitä osaat Mitä voisit osata kykysi ulottuvuudet

28 Kognitio ja kyvykkyyden osa-alueet (H. Gardner, 2006) musikaalisuus liikunnallisuus loogisanalyyttinen - matemaattinen kielellinen spatiaalinen, tilan taju interpersoonallinen intrapersoonallinen naturalistinen, elinympäristön ymmärtäminen uusia kandidaatteja: kyky ymmärtää elämän suuria kysymyksiä Advanced Magnetic Imaging Centre, Helsinki University of Technology

29 Tietojen, taitojen, kykyjen kehittyminen Läpi elämän täydentyvä muistivaranto? PSYYKKISET VOIMAVARAT Erityiskyvyt, taidot, osaaminen kehittyvätkö? tunnistetaanko? kasvutilaa, esille kutittelua monikohuippuinen kykypyramidi? SOSIAALISET TAIDOT TAITOJEN KÄYTTÖ OMAN TOIMINNAN OHJAUS KOGNITIIVISET JA MOTORISET TAIDOT GENEETTINEN, LAJISPESIFINEN MUISTI

30 Ikä, asiantuntemus, oppiminen, 1 Iän myötä oppiminen muuttuu "taitekohta" n v työmuistin toimintavarmuus laskee asiakokonaisuuksien hallinta paranee oleellisen tiedon valikointi helpottuu Kaikkien työmuistin häiriöherkkyys lisääntyy iän myötä: koetut oppimis- ja keskittymisvaikeudet Ihmisen kehittymistä oppijana tulee tukea itsetuntemus, miten minä opin kyky hankkia tietoa, arvioida sen merkitystä ja lisätä tietämystä tiedon kautta oleellista "nippelitiedon pänttääjä" kuormittaa väärällä tavalla työmuistiaan "muistihirmut": kehittäneet muistisääntöjä, luokittelevat sujuvasti tietoa

31 Ikä, asiantuntemus, oppiminen, 2 Kaikenikäiset oppivat kokemuksen hyödyntäminen oppimistilanne, vireys, sopiva kuormitus "altistus" oppimistilanteille, kiinteä osa käytännön työtä aikaa "oppia pois" vanhasta toimintamallista Kaiken ikäiset asiantuntijat suoriutuvat aloittelijoita paremmin oman alansa kognitiivisissa tehtävissä Kyvykkäälläkin henkilöllä voi olla tietyssä tehtävässä oppimisvaikeuksia

32 TAUOTA, MITOITA Oppiminen tehokkaampaa jaksotettuna pitemmälle ajanjaksolle yhteensä 10 tuntia kahden viikon aikana tuottaa paremman tuloksen kuin kaksi perättäistä päivää teho-opiskelua Aivotyö vaatii taukoja 2-4 tunnin välein kognitiivisesti vaativa työ kuluttaa energiaa aivot käyttävät "aivotyön aikana" n. 30 % elimistön glukoosista mm. ja unen aikana 80 % unen aikana aivot kuluttavat n. 80 % eli Ylipitkät työpäivät laskevat kognitiivista suoritusta

33 Tilaa oppimiselle Oppiminen on kiinteä osa nykypäivän työtä Erilaiset oppijat Mikä on hyvä oppimisympäristö? ihmiset, yksin, kaksin, ryhmässä ilmapiiri välineet, työjärjestelyt tila Tärkein väline oppimisessa on päänuppi mieli, järki, tunteet, "ganzheit" mielentila, tunne, fysiologinen vire löytyykö oikea tieto, osaaminen neuroergonomia tiedon jakaminen, yhdessä ääneen ajattelu uteliaisuus, uskallus, motivaatio Aivojen ja mielen hyvinvointi luo perustan

34 Luovan lekottelun ja hallitun aivomyrskyn tasapaino AIVOT JUMISSA AIVOT TARVITSEVAT KUTITUSTA EI KUTISTUSTA LUOVAA LEKOTTELUA

35 Kuva Michael Müller, 1998 What we see is in our mind s eye "sieluni silmillä" KIITOS!