A tanulás optimalizálása ideg-fiziológiai ismeretek tükrében

(Dr. Grastyán Endre professzor előadásának magnófelvételről történt áttétele. A szabad előadás a Győri Országos Zenepedagógiai Konferencián 1983. július 1-én hangzott el.)

Néhány szóval szeretném elmondani azokat az aggályokat és gondolatokat, amelyek a meghívás elfogadását illetően bennem lezajlottak. Egyik kedves kollégájuk győzött meg arról, hogy az ideg-fiziológus mondanivalója nem szükségszerűen érdektelen az Önök pedagógiai gyakorlatát illetően. A természettudomány ebben a században betört egy sor olyan területre, mely régen „tilos” területnek számított. Betör az értékek, az érzelmek területére és élményromboló hatásával igyekszik megmagyarázni azokat a csodálatos élményeket is, amelyeket a művészi tevékenység produkál, bár még messze van attól, hogy olyan fokú magyarázatot tudjon adni, ami feleslegessé teszi a zenepedagógusok és művészek foglalkozását.

Néha talán tetten tudjuk érni azokat a különleges, titokzatos mechanizmusokat, amelyek az agyunkban működnek, amikor ismereteinket megszerezzük, gyarapítjuk. Az elmúlt 2-3 évtizedben az idegfiziológia produkált néhány olyan eredményt, amelyek természetüknél fogva ugyan nem alkalmazhatók közvetlenül a gyakorlatban, de melyekből bizonyos következtetések levonhatók.

Az első, kissé fülsértő igazság Darwin gondolatmenete nyomán született. Darwin az egész élő világ cselekvésrendszerét az adaptatio fogalmával próbálta magyarázni. Szerinte minden, ami az élő világban történik - legyen az a hangyánál vagy a homo sapiensnél-, nem más, mint a környezethez való alkalmazkodás.

A biológia ezzel megfertőzte az élővilággal foglalkozó összes tudományágat. Befolyásolta azokat a psychológiai irányzatokat is, melyek ma a terepet világszerte uralják. Majdnem mindenben darwini elvek jutnak kifejezésre.

A hagyományos filozófiai - pszichológiai felfogás a lelki jelenségeket három nagy tartományba sorolta, cognitív, affektív és motoros működésekre. Amit ma a neurobiológiai tudományok csinálnak, lényegében nem más, minthogy e három mesterségesen elkülönített működési szférát közös nevezőre hozzák, rámutatva arra, hogy miért elválaszthatatlanok egymástól.

Az emberi megismerés, tanulás rendkívül bonyolult folyamatainak egyes részletei állatkísérletekben modellezhető, egzaktan megismerhető, s megkísérelhetjük, hogy az így megismert jelenségeket az emberi tanulási folyamat megértésére felhasználjuk.

Egy híres pszichológuspár a hatvanas évek elején egy bravúros, gyönyörű és nagyon egyszerű kísérletet végzett. Ez a példa ragyogóan mutatta be, hogy a tanulás alapvető feltételeit a biológia ma miben látja.

Egy kisebb arénát készítettek, melynek belső oldalára csíkokat festettek, közepén egy ringlispil. A körhinta egyik szárán egy hámba fogott kismacska. Néhány hetes, nem sokkal a szemkinyitás után Ő húzza a ringlispilt. A másik száron egy gondola helyezkedik el, ebben a kismacska egypetéjű ikerpárja ül. Az egészet úgy szerkesztették meg, hogy a húzó, dolgozó kismacska bármely mozgása pontosan ugyanazt a változást okozza a körhinta másik végén. A két kismacska nem láthatja egymást, csak a környezetet, mely a két állat számára azonos. Fejlődésüknek ebben az időszakában néhány napon körbejáratják a kismacskákat. Az egyik érdeklődő lelkesedéssel húzza a körhintát, a másik pedig élvezi, hogy ül a gondolában és szórakoztatják. Később kiveszik az állatpárt, felnevelik és beteszik egy bonyolult tanulási környezetbe, ahol jeleket kell megtanulniuk, hogy táplálékot szerezzenek. A két kismacska megdöbbentő differenciát mutat. A hámba fogott kismacska okos, a másik buta.

A pedagógia nyelvére fordítva, amelyik cselekedett, az tanult, amelyik nem tevékenykedett, bár mindent látott, az nem. Mire jó ez a primitív kísérlet? Hiszen úgy gondolhatjuk, hogy a pedagógiának ezen alapelve magától értetődik. Eddig azonban ez csupán feltételezés volt, melyet senki nem bizonyított. Ez a kísérlet azonban számokban kifejezve pontosan mérve mutatja a tanulási teljesítményt. A nem dolgozó kismacskának hónapokra volt szüksége, hogy megközelítse a másik teljesítményét, de utol soha nem érte.

Bizonyos képességek kialakítása, fejlesztése bizonyos életkorokban a legkedvezőbb. Vajon amit tanítunk, azt elég korán, illetve az optimális életkorokban tesszük-e?

Gyakorlati szempontból hangsúlyozandónak látom az előbbi kísérlet alapján azt is, hogy a fejlődés sajátos periódusai sajátos tanulási lehetőségeket valósítanak meg, és élethossziglan befolyásolják világunkat.

Az idegfiziológia nagy társtudománya: az etológia is kimondja a tanulás korai periódusát illetően, hogy bizonyos érzékenységi periódusok csak bizonyos életkorokban adódnak. Amikor megjelennek, fejleszthetők, megérlelhetők, és ha idejük lejárt, élethossziglan sem pótolhatók. E törvényszerűséget a tanulás legkomplexebb szintjén is kimutatták, s ezt a tapasztalattárat a pszichológia csodálatosan gazdag eredményekkel gyarapította.

A zenei nevelés tulajdonképpen nem az óvodás korban kezdődik, hanem közvetlenül a születés után, (talán előtt). Mostanában kezdjük felmérni azt, hogy ezeknek a nagyon korai hatásoknak milyen döntő, drámai jelentősége lehet. Gondolok itt például a rossz zenei hallás mögött álló okokra, melyeket még nem sikerült ugyan kivizsgálni, mert rendkívül bonyolult kérdés, mindenesetre nyomon vagyunk azt illetően, hogy kialakulását sokkal korábbi életkorra tegyük, mint gondoltuk.

...Egy kísérlet során egy kis majmot korai fejlődési periódusában úgy nevelnek, hogy tökéletesen kielégítik minden életfunkcióját, melegben tartják, ellátják élelemmel, mindent megkap, csak egyet nem. Nem ragaszkodhat egy valódi élőlényhez. Ez az állat néhány hónap után súlyos lelki betegség, apathia minden jelét mutatja, amiből rendkívül nehéz kihozni. Az így, anya nélkül felnevelkedett kismajom magába roskadtan él. Ezek az állatok általában elpusztulnak, annak ellenére, hogy biológiai értelemben tökéletes környezetben vannak. Csak egy hiányzik, a testi kontaktus, ragaszkodás, kapaszkodás.

Embernél is kimutatták, hogy a személyiség formálásában az anya részérő1 (lehet apa is, lényeg, hogy felnőtt ember legyen, akibe kapaszkodni lehet), nem a táplálékadás a döntő, hanem a testi kontaktus.

A megjegyzés és emlékezés, azaz a tanulás az agy sejtjeinek mikro-szerkezetében bekövetkező változás révén valósul meg, melynek egyre több részlete válik ismertté.

Mielőtt áttérnék a legkiemelkedőbb eredmények ismertetésére, néhány alapismeretet szeretnék előrebocsátani. Amikor az agyvelő valamilyen tapasztalatot szerez, mikro-szerkezetét tekintve átalakul. Például, ha én most felemelem a kezem, Önök valószínűleg 24 óra múlva is emlékezni fognak rá. 24 órás emlékezés az a kritikus idő, amely a legtöbb faj esetében arra utal, hogy az agyvelőben létrejött a mikrostruktúrának ez a maradandó változása. Ez a változás az idegsejtek millióinál az idegsejt felszínén végződő kis bunkóban jön létre.

Az idegrendszer működésének és ezen belül a tanulás mechanizmusának kísérletes vizsgálatára a különböző feltételes reflexek felhasználása nyújt módszertani lehetőséget.

A tanulás mechanizmusának kutatásában mindenekelőtt a feltételes reflex fogalmát kell tisztáznunk. Két alapvető típusa van. Az első a klasszikus, vagy pavlovi feltételes reflex, a második az ún. instrumentális reflex. Ismételten megbotránkoztatóan primitív, valójában igen bonyolult jelenségekről van szó. Ezek a tanulás legelemibb esetei, melyeket modellként használunk. A tanulás számos jelenségét sikerült velük megmagyarázni. Röviden ismertetném, miről van szó.

A pavlovi feltételes reflex esetében adott egy inger, melyre az állat kezdetben nem reagál, számára közömbös. A pavlovi reflex lényege az, hogy a korábban közömbös stimulus, pl. egy hang, aminek eddig semmi köze nem volt a nyálelválasztáshoz, ha következetesen társul egy olyan eseménnyel, ami az állat számára fontos (pl. táplálék), most nyálat produkál.

Egy instrumentum kezelésének tanításánál a siker - a megerősítés minden olyan tényező lehet, ami pozitív érzelmet vált ki, így jutalom jellegű (pl. a helyes zenei megoldást követő fejbiccentés). A legtöbb hibát egyébként nem a pozitív, hanem a negatív kapcsolatok kiépítésénél követjük el, jelesül a büntetésnél. Mind a pavlovi, mind az instrumentális reflexeknek vannak büntetéses változatai is. Pl. ha egy közömbös ingert fájdalmas ingerrel kapcsol ok össze (pl. egy forró edényhez nyúlás), akkor rövidesen az egyébként ártalmatlan, hideg edény megérintésekor is el fogom rántani a kezem. Itt egyébként szintén érvényesül a kritikus idő, a 100-300 msec.

Ezzel szemben a pedagógusi és szülői gyakorlatban gyakran mit csinálunk? A gyerek elkövetett valamit délelőtt az iskolában és délután megpofozzuk érte. Itt aztán szó sincs tizedmásodpercekről! Következésképpen nem a helytelen aktust, hanem a gyereket büntetjük, ami rossz! A gyerek délután már hős is lehet. Helytelen cselekedete után lehet, hogy délután már valami jót is csinált, és az ugyanúgy ott van a fejében, mint a csínytevés. És ezért délután kap egy pofont.

Ha a tanulás, mint feltételes reflex kialakítása közben a sikertelenséget büntetés követi, az eredmény gátlás, még rosszabb teljesítmény lesz.

A legtöbb hibát a pedagógia a büntetéses módszer alkalmazásával követi el. Ennek még az a katasztrofális következménye is lehet, hogy a büntetéssel el nem hárítható aktusok, ahelyett, hogy eltűnnének, fixálódnak! Patkány és más kísérletekben egzaktan is sikerült kimutatni, hogy sorozatos sikertelenségek esetén ismételt hibás tanulási reakciók ahelyett, hogy eltűnnének, még fokozottabban rögzülnek. Ennek elhárítása állatkísérletben csak úgy történhet, ha a büntetést azonnal abba hagyják és az állatot szelíden arra kényszerítik, hogy más utakat keressen létszükségletei kielégítésére. Ismét megjegyzendő, hogy a büntetés nem csak fájdalom, hanem minden egyéb negatív érzelmet kiváltó inger is lehet.

Csak a pozitív út bemutatása az, amelyik egy ilyen fixált rossz reakciót fel tud oldani és el tud tüntetni. Nem tudom, hogy egy instrumentum tanításánál, amikor egy rossz kéztartást, egy rossz beidegzést meg akarunk szüntetni, pontosan mit kell csinálni, de minden instrumentummal kapcsolódó hibás motoros tevékenységnél számítani kell arra, hogy annak büntetése nem törlést eredményez, hanem a legtöbb esetben fixálást.

Az idegrendszernek két alapvető működési formája van, az izgalom és a gátlás. Az izgalom, és a gátlás-szabályozó rendszeren belüli eloszlásának függvénye az, hogy pozitív, emocionálisan jó, kellemes, vagy negatív, emocionálisan hátrányos, kellemetlen állapotok alakulnak ki. Az utóbbi állapotok általában úgy jönnek létre, hogy valamilyen pozitív motivációs folyamat akadályba ütközik, frusztrálódik. Egyszerűen demonstrálható ez azzal, ha egy közepesen éhes állat elé leteszek egy adag húst. Ímmel-ámmal odamegy és eszeget. Ha viszont a nyakánál fogjuk meg, és egy kicsit visszahúzzuk, nagy erővel tör előre, mintha megnőtt volna az étvágya. Paradox módon abban a pillanatban, amikor egy pozitív funkciót elkezdünk gátolni, megnő az intenzitása. Valószínűleg ezért fokoz minden élvezetet a tilalma.

A gátlás a megerősítés és a motiváció s ez által a tanulás szükségszerű feltétele, de ellenkező hatása is lehet.

Az idegrendszer csodálatosan manipulál a gátlás induktív hatásával. Olyan intenzitásfokig fel tud pörgetni idegrendszeri működéseket, hogy azok maradandó nyomokat hagynak. Tehát amit gátlásnak nevezek, az nem általánosan elítélendő dolog. Szükségszerű eleme a tanulásnak, de - és itt jön a pedagógus művészete - arra kell vigyázni, hogy milyen mértékben alkalmazom, mert átcsaphat a szabályozás olyan fázisába, amikor rossz kapcsolatokat fixál. Néhány évtizede hallatlan érdekes felfedezést tett egy Zeigarnik nevű szovjet pszichológusnő. A következő játékot csinálta tanítványaival. Két csoportra osztotta őket. Mindegyiknek feladatot adott. Egyik csoportnak hagyta, hogy megoldhassák a problémát, a másiknál megszakította, mielőtt befejezték volna. Vajon ki jegyezte meg jobban a problémát? Meglepő módon az a csoport, amelyiknek nem engedte a megoldást befejezni.

Ennek az effektusnak a vizsgálatával kezdték el mérni a frusztráció, a gátlás különböző fokainak hatását. Kiderült, hogy ha a frusztráció egy kritikus szintet átlép, akkor a gátlás káros következménye és nem intenzitásfokozó hatása érvényesül. Pedagógiai szempontból a tapasztalat kell, hogy esetenként döntsön.

Sajnos tapasztalatom szerint a pedagógusok zöme még mindig nem tett le arról, hogy ne alkalmazzon több büntetést, mint ami indokolt. A pedagógus gyakorlatának és a nevelt egyén személyiségének kell eldönteni, hogy a törés, ez a kritikus pont mikor következhet be. Ez a pont az, ahol a fiziológus nem adhat tanácsot. A pedagógusnak kell megismernie a gyerek személyiségét, hogy személyre vonatkoztatottan ebből a két nagy manipulálható entitásból, az izgalom - vonzás és a taszítás - gátlásból mennyit alkalmaz. Van egy nagyon tehetséges orosz nyelvtanár barátom, aki képességét azzal bizonyította, hogy majdnem minden évben 4-6 gyereket küld országos versenyre, ahol sorozatosan eredményeket érnek el és helyezést kapnak. Izgatott nagyon, hogy mi állhat e feltűnő teljesítmény mögött. Nem olyan egyéniség, akire azt mondjuk, hogy varázslatos, aki elsöprő hatással van a diákokra, tehát nem az ún. karizmatikus egyéniség. Többek között a következő izgalmas dolgot mondta:”Van egy nagyon egyszerű módszerem. 2 hónapot szentelek minden osztály megismerésére. Megtanulom őket abból a szempontból, hogy ki tud legjobban felelni az óra elején, ki a közepén és ki a végén. Ezt rendszeresen alkalmazom és a gyerekek sikert érnek el. Itt azonban a lényeg az, hogy a gyereket meg kell ismerni!” Az idegrendszeri dinamikának ugyanis több típusa van. Le kell tudni tapogatni azt, hogy ki milyen. Amikor a gyerekek egy kicsit elkanászodnak, akkor mit csinálsz, kérdem. „Nagyon egyszerű! Aki a legjobban produkál az elején, azt a végén hívom fel. Ez büntetésnek elegendő, nem kell egyéb büntetést alkalmaznom.”

Mindehhez azonban olyan képesség birtokában kell lennie a pedagógusnak, mely kiemelkedő a személyiségjegyek felismerésében. Ez az a pont, ahol nekem abba kell hagynom, mert ebben a fiziológia tud a legkevesebbet mondani. Amiben az ember fiziológiailag legkevésbé közelíthető meg, az a komplex személyiség. E területen sokkal többet tud az az empíria, amit Önök gyakorolnak.

Ha az itt elmondottak adtak olyan ötletet, amely alátámasztja saját tapasztalatukat, akkor úgy érzem, előadásom elérte kitűzött célját.