Brain hemispheres and education: Left, right, and wrong

samenvatting

• Studies met split-brain patiënten toonden aan dat de twee hemisferen van de hersenen procesinformatie verschillend
• Dit basis neurowetenschappelijk onderzoek is verkeerd vertaald naar onderwijs
• ondanks de algemene overtuiging, zijn er geen “left-brain” of “right-brain” leerlingen
• verwacht dat studenten “left-brain” of “right-brain” leerlingen hebben potentieel gevaarlijke gevolgen
• verwachtingen van leraren beïnvloeden resultaten van leerlingen

het bewijs uit de neurowetenschappen: linker-en rechterhersenhelft

het menselijk brein bestaat uit twee afzonderlijke hemisferen: de linker-en de rechterhersenhelft. Ze zijn verbonden door een enorme bundel van ongeveer 200 miljoen zenuwvezels genaamd het corpus callosum 1. Figuur 1 toont het corpus callosum (rood gekleurd). Vanaf de voorkant (figuur 1B) zie je de scheiding van de hemisferen en hoe het corpus callosum ze in het midden verbindt. Het corpus callosum draagt zeer snel informatie heen en weer tussen de twee hemisferen 1,2. Hierdoor is het onder normale omstandigheden bijna onmogelijk voor de ene hemisfeer, maar niet voor de andere om dezelfde informatie te verwerken. Maar uit slimme experimenten met een speciale groep deelnemers weten we dat de twee hemisferen dezelfde informatie op verschillende manieren verwerken.

figuur 1. Het corpus callosum (rood gearceerd) gezien (a) van de zijkant en (B) van de voorkant. Life Science Databases(lsdb) / Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.1 JP

de speciale groep van onderzoeksdeelnemers die voor het eerst de werking van de twee hemisferen aan het licht brachten, was split-brain patiënten. Split-brain patiënten hebben een grote neurochirurgie ondergaan om het corpus callosum te verbreken. Dit wordt gedaan om medische redenen, om de verspreiding van ernstige aanvallen te stoppen. Het slimme onderzoeksontwerp hing af van de contralaterale organisatie van het menselijk brein. Contralaterale organisatie betekent gewoon een crossover patroon. Bijvoorbeeld, de rechterhersenhelft controleert de beweging aan de linkerkant van het lichaam, en de linkerhersenhelft controleert de beweging aan de rechterkant van het lichaam. Op dezelfde manier wordt informatie uit het linker gezichtsveld (wat je aan je linkerzijde kunt zien als je rechtstreeks naar de ruimte kijkt) verwerkt door de rechterhersenhelft, en informatie uit het rechter gezichtsveld wordt verwerkt door de linkerhersenhelft. Figuur 2 illustreert dit crossover patroon 3.

Figuur 2. Het crossover patroon zodanig dat informatie van het linker gezichtsveld wordt verwerkt door de rechter hemisfeer (rode route) en informatie van het rechter gezichtsveld wordt verwerkt door de linker hemisfeer (blauwe route). De groene X herinnert ons eraan dat het corpus callosum wordt doorgesneden bij split-brain patiënten, zodat de hemisferen geen informatie kunnen delen. Herdrukt met toestemming van RightsLink: Springer Nature vanaf ref 3.

in klassieke experimenten 4-6, zaten split-hersen patiënten voor een scherm. Ze werden gevraagd om hun ogen op een zwarte stip in het midden van het scherm te houden. De stip markeerde de scheiding van het linker gezichtsveld (aan de linkerkant van het scherm) van het rechter gezichtsveld (aan de rechterkant). Vervolgens verscheen een woord heel kort aan één kant van het scherm. Patiënten moesten zeggen wat ze zagen. De opzet is geïllustreerd in Figuur 3. Toen het woord aan de rechterkant van het scherm verscheen, werd de informatie naar de linkerhersenhelft gestuurd en konden de patiënten het woord zeggen wanneer hen werd gevraagd wat ze hadden gezien. Maar toen het woord aan de linkerkant van het scherm verscheen, werd de informatie naar de rechterhersenhelft gestuurd en konden de patiënten niet mondeling rapporteren wat ze hadden gezien. Echter, als ze een pen kregen en vroegen om te tekenen wat ze met hun linkerhand hadden gezien (gecontroleerd door de rechterhersenhelft, die het Woord informatie op het scherm had ontvangen), waren ze in staat om de Betekenis van het woord te tekenen. De onderzoekers hadden ontdekt dat de linkerhersenhelft bij volwassenen gespecialiseerd was voor spraak en de rechterhersenhelft woorden kon herkennen, maar ze niet kon verwoorden. Je kunt hier een video zien van dit experiment met een gespleten hersenpatiënt. Roger Sperry ontving in 1981 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde voor dit fascinerende onderzoek naar hemisferische specialisatie en hoe het menselijk brein functioneert.

Figuur 3. De experimentele opzet van de studies met split-brain patiënten illustreren dat de linkerhersenhelft is gespecialiseerd in spraakarticulatie. Herdrukt met toestemming van RightsLink: Springer Nature vanaf ref 3.

de verkeerde vertaling naar het onderwijs: er zijn geen “left-brain” of “right-brain” lerenden

opvoeders zijn vaak enthousiast over het gebruik van bevindingen uit de neurowetenschappen in het onderwijs 7. Maar de vertaling van hersenonderzoek naar onderwijspraktijk moet accuraat en principieel zijn 8,9. Helaas is de vertaling van het split-brain onderzoek naar het onderwijs geen van beide geweest. In plaats daarvan is er sprake geweest van een onwettige vertaling 10. Dit prijswinnende onderzoek, samen met daaropvolgend gerelateerd onderzoek bijv., 11, is vervormd tot de verkeerde overtuiging dat we “rechter-hersenen” en “linker-hersenen” leerlingen in onze klaslokalen die anders moeten worden onderwezen. Meer dan 70% van de ondervraagde leraren in het Verenigd Koninkrijk, Nederland, Turkije, Griekenland en China geloofde in de mythe van rechts – en links-hersenen lerenden 12.

Hoe is dit gebeurd? Het vermogen van de linkerhersenhelft om het woord te spreken breidde zich uit tot analytisch en logisch denken 13,14. De juiste hemisfeer vermogen om het woord te tekenen uitgebreid tot creatieve en emotionele verwerking 13,14. En elk kind had vermoedelijk een ‘dominant’ halfrond dat hun manier van denken 13,14 bepaald. Maar alleen omdat onderzoek aantoont dat de hemisferen zijn gespecialiseerd 4,6,15 betekent niet dat elk wordt geassocieerd met een aparte denkstijl, of dat een dominant 13,16. De ideeën van hemisferische denkstijlen en dominantie zijn niet gebaseerd op wetenschap 16-18. Toch stopte dit niet de proliferatie van onderwijstechnieken en educatieve programma ‘ s ontworpen om “toegang” tot de linker of rechter hemisferen van onze studenten 14,19-25.

er is geen neurowetenschappelijk onderzoek dat erop wijst dat we de hemisferen anders moeten (of zelfs kunnen) onderwijzen 26. Er is geen wetenschappelijke reden om kostbare, beperkte onderwijsmiddelen uit te geven aan programma ‘ s die claims maken over het trainen van de ene of de andere kant van de hersenen. Inzichten in de “gespleten hersenen” kwam van een handvol volwassen patiënten die ernstige aanvallen hadden geleden en een grote neurochirurgie 4-6. We weten dat het intacte corpus callosum In typisch ontwikkelende hersenen de twee hemisferen verbindt zodat ze informatie parallel verwerken, op hun eigen manier, op hetzelfde moment 1,2,11. In een typisch klaslokaal met een typische student, is het onmogelijk om het ene halfrond te betrekken en niet het andere. Bij alle activiteiten in onze klaslokalen werken beide hemisferen samen, zonder dat we iets speciaals hoeven te doen.

gevaarlijke gevolgen voor het onderwijs: de kracht van verwachtingen

in het geval van de linker-en rechterhersenhelft heeft het onderwijs de neurowetenschappen verkeerd. Maar er staat hier meer op het spel dan wetenschappelijke fouten, verspilling van schoolgeld aan programma ‘ s zonder wetenschappelijke waarde, en verspilling van tijd die besteed zou kunnen worden aan benaderingen die effectief zijn 27. Als je bekend bent met de Griekse mythe van Galatea of de musical My Fair Lady, ben je bekend met het Pygmalion effect. In de context van het onderwijs, werd het Pygmalion effect voor het eerst gemeld in een controversiële 28,29 studie. In deze studie, onderzoekers vertelden leraren in een basisschool dat ze een test die zou voorspellen welke studenten onverwachte cognitieve groei zou tonen gedurende het schooljaar ontwikkelen (dit was een leugen) 30-32. De studenten deden de test aan het begin van het jaar. De onderzoekers, zonder naar de resultaten te kijken, kozen willekeurig ongeveer 20% om “bloeiers” te zijn: ze vertelden de leraren dat scores op hun test hadden voorspeld dat deze kinderen dat jaar intellectuele winsten zouden laten zien. Aan het einde van het schooljaar deden alle kinderen de test opnieuw. De test was eigenlijk gewoon een eenvoudige IQ-test. Wat de onderzoekers vonden was verbluffend: de kinderen van wie de leraren verwacht om winst te maken eigenlijk maakte grotere winsten in IQ over het jaar 30-32. De kinderen die willekeurig werden gekozen om bloeiers te zijn, bloeiden, omdat de onderzoekers de leraren hadden verteld dat ze dat zouden doen en daarom verwachtten de leraren dat ze dat zouden doen.

wat we van onze studenten verwachten is belangrijk; de manieren waarop we met studenten omgaan kunnen die verwachtingen waarmaken 33-37. Zo hebben leraren de neiging hun verwachtingen kenbaar te maken door zich anders te gedragen ten opzichte van leerlingen die zij min of meer capabel achten (zie Tabel 1) 38,39. In wezen hebben we de neiging om studenten van wie we verwachten dat ze meer capabel zijn, meer mogelijkheden te bieden voor diep en doelgericht leren. Tegelijkertijd hebben we de neiging om de leermogelijkheden van studenten die we denken minder capabel te zijn, te verkorten. We kunnen ook onbewuste signalen over onze verwachtingen sturen naar onze studenten, bijvoorbeeld door middel van gezichtsuitdrukkingen en vocale toon 36,40. Het creëren van een ondersteunend klaslokaal klimaat, met inbegrip van kwaliteit leraar-student interacties en veeleisende leraar verwachtingen, en het bieden van boeiende mogelijkheden om te leren zijn kenmerken van succesvol onderwijs 41,42.

Tabel 1. Leraren communiceren verwachtingen door zich anders te gedragen ten opzichte van leerlingen van wie ze denken dat ze min of meer capabel zijn. Herdrukt met toestemming van de Vereniging voor Toezicht en curriculumontwikkeling, tabel 6.1, p. 72, in ref 39.

we hebben elke dag wisselende, vaak onbewuste, verwachtingen voor de leerlingen in onze klaslokalen. Sommige daarvan houden verband met het eigen vermogen. Bijvoorbeeld, een studie in de Verenigde Staten bleek dat niet-Zwarte openbare middelbare school leraren hadden lagere academische verwachtingen voor hun 10e-grade zwarte studenten dan zwarte leraren deden, het rangschikken van dezelfde studenten 12 procentpunten minder kans om het universitair onderwijs te voltooien 43. Een andere studie in Nieuw-Zeeland bleek dat de basisschool leraren hadden lagere verwachtingen voor Maori studenten, in vergelijking met studenten van andere etniciteiten 44. Wat studenten worden is deels afhankelijk van wat leraren van hen verwachten-vanwege de leermogelijkheden en de omgeving die we bieden op basis van onze verwachtingen 38. Een andere naam voor het Pygmalion effect is self-fulfilling prophecy.

door te verwachten dat sommige studenten “left-brain learners” zijn en meestal logisch denken en anderen “right-brain learners” en meestal creatief denken, beperken we de mogelijkheden van alle studenten om te leren en te groeien. Door ten onrechte te geloven dat er left-brain of right-brain lerders zijn, plaatsen we studenten in dozen die hun interesses kunstmatig kunnen beperken of ze kunnen stoppen om nieuwe dingen uit te proberen 45. Dit kan de loopbaantrajecten en levenskeuzes van kinderen vanaf jonge leeftijd 46 vormgeven en beperken. Gelukkig kunnen interventies die leraren bewust maken van de effecten van verwachtingen en de overtuigingen en gedragingen die eraan ten grondslag liggen, zowel de verwachtingen van de leraar als de prestaties van de student verhogen 36,47,48. Als opvoeders moeten zowel onze overtuigingen als onze verwachtingen worden afgestemd op het feit dat al onze studenten al hun hersenen gebruiken in onze klaslokalen.

1. Baynes, K. Corpus callosum. In Encyclopedia of the human brain Vol. 2 (ed V. S. Ramachandran) 51-64 (Elsevier Science, 2002).
2. Doron, K. W., Bassett, D. S. & Gazzaniga, M. S. Dynamic network structure of interhemisferic coordination. Proceedings of the National Academy of Sciences 109, 18661-18668, doi: 10.1073 / pnas.1216402109 (2012).
3. Wolman, D. A tale of two helves. Natuur 483, 260-263, doi: 10.1038 / 483260a (2012).
4. Gazzaniga, M. S. the split brain in man. Sci. Is. 217, 24-29, doi: 10.1038 / scientificamerican0867-24 (1967).Sperry, R. W. The great cerebral commissure. Sci. Is. 210, 42-53, doi: 10.1038 / scientificamerican0164-42 (1964).Sperry, R. W. Hemisphere deconnection and unity in conscious awareness. Is. Psychol. 23, 723-733, doi: 10.1037 / h0026839 (1968).
5. Pickering, S. J. & Howard-Jones, P. Educators ‘ views on the role of neuroscience in education: findings from a study of UK and international perspectives. Mind, Brain, and Education 1, 109-113, doi: 10.1111 / j. 1751-228X. 2007. 00011.x (2007).
6. Ansari, D. & Coch, D. Bridges over troubled waters: education and cognitive neuroscience. Trends in Cognitive Sciences 10, 146-151, doi:10.1016/j.tics.2006.02.007 (2006).Donoghue, G. M. &Horvarth, J. C. Translating neuroscience, psychology and education: an abstracted conceptual framework for the learning sciences. Cogent Onderwijs 3, 1267422, doi: 10.1080 / 2331186X. 2016. 1267422 (2016).
7. Lindell, A. K. & Kidd, E.: een kritiek op de verkeerde toepassing van neurowetenschappen op onderwijs. Mind, Brain, and Education 5, 121-127, doi: 10.1111 / j. 1751-228X. 2011. 01120.x (2011).
8. Tzourio-Mazoyer, N. & Seghier, M. L. the neural bases of Hemisferic specialization. Neuropsychologia 93, 319-324, doi:10.1016/j.neuropsychologia.2016.10.010 (2016).Howard-Jones, P. A. Neuroscience and education: myths and messages. Nature Reviews Neuroscience 15, 817-824, doi: 10.1038/nrn3817 (2014).
9. OESO. Inzicht in de hersenen: de geboorte van een lerende wetenschap. (Organisatie voor Economische Samenwerking en ontwikkeling, 2007).
10. Sousa, D. A. How the brain learns. 3rd edn, (Corwin Press, 2006).
11. Cai, Q., Van der Haegen, L. & Brysbaert, M. Complementary Hemisferic specialization for language production and visuospatial attention. Procedure van de Nationale Academie van Wetenschappen 110, E322-E330, doi: 10.1073 / pnas.1212956110 (2013).Beaumont, J. G., Young, A. W. & McManus, I. C. Hemisfericity: a critical review. Cognitive Neuropsychology 1, 191-212, doi: 10.1080 / 02643298408252022 (1984).
12. Corballis, M. C. Lateraliteit en mythe. Is. Psychol. 35, 284-295, doi: 10.1037 / 0003-066X.35.3.284 (1980).Nielsen, J. A., Zielinski, B. A., Ferguson, M. A., Lainhart, J. E. & Anderson, J. S. An evaluation of the left-brain vs. right-brain hypothesis with resting state functional connectivity magnetic resonance imaging. PLoS ONE 8, e71275, doi: 10.1371 / journal.pone.0071275 (2013).
13. Allen, K.-A. & van der Zwan, R. The myth of left-vs right-brain learning. International Journal of Innovation, Creativity and Change 5, 189-200 (2019).
14. Farmer, L. S. J. Linkerhersenhelft, rechterhersenhelft, hele hersenen. Schoolbibliotheek Media-Activiteiten Maandelijks 21, 27-28, 37 (2004).Gallagher, S. H. Left-brained versus right-brained: Wat is het beste om te leren? The National Teaching & Learning Forum 14, doi:10.1002/ntlf.10080 (2005).
15. keukens, A. N., Barber ,W. D. & Barber, D. B. Left brain/right brain theory: implications for developmental math instruction. Overzicht van onderzoek in ontwikkelingseducatie 8 (1991).
16. Lord, T. R. A plea for right brain usage. Journal of College Science Teaching 14, 100-102 (1984).
17. Sonnier, I. & Kemp, J. B. Teach the left brain and only the left brain learns-teach the right brain and both brains learn. Southern Journal of Educational Research 14, 63- (1980).
18. Steinley, G. Left brain / right brain: more of the same? Taalkunsten 60, 459-462 (1983).
19. Alferink, L. A. & Farmer-Dougan, V. Brain – (not) based education: dangers of misunbegrip and misapplication of neuroscience research. Exceptionality 18, 42-52, doi: 10.1080 / 09362830903462573 (2010).
20. Riener, C. & Willingham, D. The myth of learning styles. Wijziging 42, 32-35, doi: 10.1080 / 00091383.2010.503139 (2010).
21. Thorndike, R. L. Reviewed work (s): Pygmalion in the classroom by Robert Rosenthal and Lenore Jacobsen. American Educational Research Journal 5, 708-711, doi: 10.2307 / 1162010 (1968).
22. Raudenbush, S. W. Magnitude of teacher expectance effects on pupil IQ as a function of the credibility of expectance induction: a synthesis of findings from 18 experiments. J. Educ. Psychol. 76, 85-97, doi:10.1037/0022-0663.76.1.85 (1984).
23. Rosenthal, R. & Jacobson, L. Pygmalion in the classroom. (Crown House Publishing Limited, 1992).
24. Rosenthal, R. & Jacobsen, L. F. Leerkrachtverwachtingen voor kansarmen. Sci. Is. 218, 19-23, doi: 10.1038 / scientificamerican0468-19 (1968).
25. Rosenthal, R. & Jacobsen, L. Pygmalion in the classroom. Urban Review 3, 16-20, doi: 10.1007 / BF02322211 (1968).
26. Good, T. L. Teacher expectations and student perceptions: A decade of research. Onderwijsleiderschap28, 415-422 (1981).
27. Johnston, O., Wildy, H. & Shand, J. A decade of teacher expectations research 2008-2018: historische fundamenten, nieuwe ontwikkelingen en toekomstige paden. Australian Journal of Education 63, 44-73, doi: 10.1177 / 0004944118824420 (2019).
28. Rosenthal, R. & Rubin, D. B. interpersoonlijke verwachte effecten: de eerste 345 studies. The Behavioral and Brain Sciences 1, 377-415, doi: 10.1017/s0140525x00075506 (1978).Rubie-Davies, C. M., Peterson, E. R., Sibley, C. G. & Rosenthal, R. A teacher expectation intervention: modelling the practices of high expectation teachers. Contemp. Onderwijs. Psychol. 40, 72-85, doi: 10.1016 / j. cedpsych.2014.03.003 (2015).
29. Weinstein, R. S. Pygmalion at 50: harnessing its power and application in schooling. Onderwijsonderzoek en evaluatie 24, 346-365, doi: 10.1080 / 13803611.2018.1550842 (2018).
30. Good, T. L. Two decades of research on teacher expectations: findings and future directions. Journal of Teacher Education 38, 32-47, doi: 10.1177 / 002248718703800406 (1987).
31. Good, T. L. & Weinstein, R. S. Teacher expectations: a framework for exploring classrooms. In Improving teaching (1986 ASCD Jaarboek) (ed. Zumwalt) 63-85 (Vereniging voor Toezicht en ontwikkeling van leerplannen, 1986).
32. Babad, E., Bernieri, F. & Rosenthal, R. When less information is more informative: diagnosticating teacher expectations from brief samples of behaviour. Br. J. Educ. Psychol. 59, 281-295, doi: 10.1111 / j. 2044-8279.1989.tb03103.x (1989).
33. Brophy, J. Teaching. Education Practices Series-1. (International Bureau of Education,
34. International Academy of Education, Genève, Zwitserland, 2000).Coe, R., Aloisi, C., Higgins, S. & Major, L. E. What makes great teaching? Herziening van het onderliggende onderzoek. (Sutton Trust, Londen, Verenigd Koninkrijk, 2014).
35. Gershenson, S., Holt, S. B. & Papageorge, N. W. Who believes in me? Het effect van student-Leraar demografische match op de verwachtingen van de leraar. Economics of Education Review 52, 209-224, doi:10.1016/j.econedurev.2016.03.002 (2016).Rubie-Davies, C., Hattie, J. & Hamilton, R. Expecting the best for students: teacher expectations and academic outcomes. Br. J. Educ. Psychol. 76, 429-444, doi: 10.1348 / 000709905X53589 (2006).
36. Newton, P. M. De leerstijlen mythe bloeit in het hoger onderwijs. Grenzen in psychologie 6, 1-5, doi:10.3389/fpsyg.2015.01908 (2015).
37. Chambers, N., Kashefpakdel, E. T., Rehill, J. & Percy, C. Drawing the future. (Onderwijs en werkgevers, Londen, Verenigd Koninkrijk, 2018).
38. De Boer, H., Timmermans, A. C. & van der Werf, M. P. C. The effects of teacher expectation interventions on teachers ‘ expectations and student achievement: narrative review and meta-analysis. Onderwijsonderzoek en evaluatie 24, 180-200, doi: 10.1080 / 13803611.2018.1550834 (2018).
39. Rubie-Davies, C. Rosenthal, R. Intervening in teachers ‘ expectations: a random effects meta-analytic approach to examining the effectiveness of an intervention. Leren en individuele verschillen 50, 83-92, doi: 10.1016 / j.lindif.2016.07.014 (2016).