Leren & geheugen, werkgeheugen

Tegenwoordig hoor je regelmatig dat een kind leerproblemen heeft omdat het werkgeheugen niet goed zou functioneren. Het werkgeheugen is trendy en er zijn allerlei trainingen om het werkgeheugen te verbeteren. Men heeft het over HET werkgeheugen, als een op zichzelf staand uniform begrip. Bijna vergelijkbaar met een motoronderdeel dat in de auto uitgevallen is, waardoor de auto niet meer rijdt. De werkelijkheid is genuanceerder en complexer.

Er zijn allerlei psychologische modellen over het geheugen en het werkgeheugen. Deze psychologische theorieën, meestal vanuit de stroming Cognitieve Psychologie, kan men onderscheiden van de meer biologisch gerichte Neuropsychologie, die naast het onderzoeken van de hersenprocessen ook kijkt waar in de hersenen deze processen plaats vinden.

Model van Baddeley c.s.

Alan Baddeley en anderen hebben een theoretisch model ontwikkeld voor het werkgeheugen. Volgens deze theorie bestaat het werkgeheugen uit 4 onderdelen, die elkaar wederzijds beïnvloeden. Hier volgen eerst de Engelse termen en daarna de uitleg.

1. The phonological loop: het auditieve kortetermijngeheugen/werkgeheugen. Het gaat hier bijvoorbeeld om getallen of woorden die je hoort of leest en die je in je geheugen actief houdt door ze in gedachten zacht voor jezelf te herhalen.
2. The visual-spatial sketchpad: het visueel-ruimtelijk kortetermijngeheugen/werkgeheugen. Dit is eigenlijk een tweeledig geheugen, namelijk het kort onthouden van het soort objecten (wat en hoe ze zijn) en de positie van die objecten (waar ze zijn). Je bekijkt bijvoorbeeld een landschap en je ziet zwart-witte koeien en grote, bruine paarden (het wat & hoe), die in de wei lopen (waar).
3. The episodic buffer: een opslagwerkruimte, waarbij er connecties zijn met het langetermijngeheugen. Het is vergelijkbaar met een soort “platform”, waar datgene wat je waarneemt gekoppeld wordt aan de kennis die je al hebt. Bijvoorbeeld je kunt de dieren die je waarneemt, herkennen en benoemen, omdat je geleerd hebt dat dieren die er zo uitzien koeien en paarden heten. Je hebt ruimtelijke begrippen geleerd in het verleden en je kunt die nu toepassen bij het bekijken van het landschap en daardoor weet je dat de dieren rechts, links, voor of achter in een wei lopen.
4. The central executive, de centrale uitvoerder, de kapitein op het schip. Het is een functie die ervoor zorgt dat je je aandacht richt op datgene wat belangrijk is en dat je de taken goed plant en uitvoert.

Concreet voorbeeld

Om dit model concreet te maken hier een voorbeeld. Je krijgt een rekenopdracht, waarbij je een kaart krijgt van een eiland. Je moet uitrekenen wat de afstanden zijn tussen de verschillende plaatsen op de kaart. Die afstanden noteer je in een tabel.

De auditieve en visuele werkgeheugenfuncties zorgen ervoor dat je de opdracht hoort of leest, de kaart en de tabel goed bekijkt en analyseert, de informatie kort onthoudt en ermee aan de slag gaat door rekenbewerkingen in je hoofd uit te voeren (1&2).

Je maakt bij dit alles gebruik van de kennis die je al hebt, dus je langetermijngeheugen. Je bent in staat om de opdracht te lezen, je weet hoe je een kaart moet lezen en hoe je een liniaal gebruikt om afstanden te meten, je gebruikt je rekenkennis van tabellen, kaartafstanden, zoals kilometers en schaal en je kunt centimeters omzetten in echte kilometers (3, episodic buffer).

Bij de uitvoering van deze opdracht zorg je ervoor dat je bij de les blijft en niet afdwaalt van de taak. Je gaat bijvoorbeeld onder tijd niet uitgebreid denken aan wat je vanavond zult gaan eten of wanneer je voor het laatst op reis geweest bent. Ook zorg je ervoor dat je de taak planmatig aanpakt, deze stapsgewijs uitvoert en het antwoord controleert (4, central executive).

Neuropsychologie

In de neuropsychologie gaat de theorievorming over het geheugen iets anders. Als neuropsycholoog analyseer je de processen die nodig zijn om een (reken)opdracht goed uit te voeren. Voor elk proces ga je kijken waar dat eventueel in de hersenen zou kunnen plaats vinden.

Om de aard en locatie van de hersenprocessen te bepalen werd in de neuropsychologie aanvankelijk vooral gekeken naar patiënten die een hersenbeschadiging hadden opgelopen en daardoor bepaalde functies niet meer konden uitvoeren. Ook zijn er allerlei dierproeven verricht.

Tegenwoordig maakt men veel gebruik van beeldtechnieken die de levende hersenen en hersenfuncties in kaart brengen. Zo kan er tijdens een taak een EEG worden afgenomen. Je kijkt dan naar de elektrische activiteit in de hersenen. Of er wordt - terwijl je een taak uitvoert - een scan van je hoofd gemaakt met een groot apparaat, dat via elektromagnetische golven werkt, de zogenaamde functionele MRI scan.

Gehele hersenen

Terugkomend op ons concrete rekenvoorbeeld kom je als neuropsycholoog tot de conclusie dat je werkelijk je gehele hersenen nodig hebt om de rekenopdracht tot een goed einde te brengen.

Globaal genomen en gesimplificeerd vindt de sensorische waarneming in de achterste gedeeltes van de hersenen plaats (zie figuur). De occipitale kwab richt zich op de visuele waarneming (het zien), de temporale kwab op de auditieve verwerking (het horen) en in de pariëtale kwab vindt de ruimtelijke waarneming plaats en worden tastprikkels verwerkt. Bij het beantwoorden van de opdracht en de uitvoering van de taak zijn vooral de voorste gebieden actief, die liggen in de frontaalkwab. Het gaat hier dan om het zeggen of schrijven van het antwoord of een andere motorische handeling.

Verder spelen ook de beide hersenhelften een rol. Bij de meeste mensen is de linkerhersenhelft gespecialiseerd in taal, bijvoorbeeld de opdracht die je leest of de cijfers waarmee je rekent. Voor het verwerken van de visueel-ruimtelijke informatie, bijvoorbeeld het lezen van een kaart, is de rechterhersenhelft actiever.

De werkgeheugentaken vinden dan ook in diverse gebieden van de hersenen plaats, bijvoorbeeld meer temporaal of pariëtaal, afhankelijk van de aard van de taak. Niet alleen speelt het type prikkel een rol, dus bijvoorbeeld of die meer verbaal, visueel of ruimtelijk is, ook de strategie die je hanteert bij het oplossen is van belang. Een ruimtelijke taak kan je heel ruimtelijk aanpakken, maar je kunt daarbij ook meer taal gaan gebruiken. Voor alle werkgeheugentaken geldt dat tevens de frontaalkwab actief is.

Bij het oplossen van opdrachten maak je gebruik van het lange termijngeheugen. In het model van Baddeley de zogenaamde episodic buffer. Kennisfeiten van het rekenen, die opgeslagen zijn in het langetermijngeheugen, zijn over meerdere gebieden van de hersenen verspreid.

De functie van de central executive, in de neuropsychologie executieve functies genoemd, zoals het planmatig aanpakken van het rekenprobleem, vindt vooral plaats in gebieden in de frontaalkwab, die in je voorhoofd gelegen is.

Processen & netwerken

Steeds geldt echter dat het gaat om processen en netwerken. Een functie kan dan wel meer toe worden geschreven aan een specifiek hersengebied in een bepaalde hersenhelft, dit wordt bijvoorbeeld zichtbaar bij patiënten die een beschadiging oplopen in een bepaald gedeelte van de hersenen, waardoor die functie uitvalt, maar uiteindelijk zijn die gebieden onderdeel van een netwerk van gebieden, die elkaar wederzijds beïnvloeden.

Is zo’n theorie belangrijk?

Het begrip Werkgeheugen en de verschillende theorieën daarover kunnen best ingewikkeld overkomen. Wat maakt het uit of er nu 4 componenten zijn of juist veel meer of minder? En wat maakt de specifieke plaats in de hersenen uit? Kinderen gaan al eeuwen naar school en hebben daar met meer of minder succes van alles geleerd zonder dat we ooit hadden gehoord van de term Werkgeheugen.

Meerdere onderzoeken geven echter aan dat het werkgeheugen een goede voorspeller is van schoolsucces in rekenen, lezen of het leren van een nieuwe taal. Belangrijk is daarom om te weten wat men precies met dat werkgeheugen bedoelt en als men een trainingsprogramma ontwikkelt, wat er dan precies getraind wordt.

Is training van het werkgeheugen nuttig?

Is het een goed idee om kinderen met leerproblemen of kinderen met leerachterstanden een werkgeheugentraining te geven?

Kinderen met leerproblemen hebben het druk. Ze moeten al extra inspanning leveren om de gewone leerstof onder de knie te krijgen. Het is belangrijk dat je de last voor het kind niet zwaarder maakt door nog meer trainingen aan te bieden, waarvan het resultaat twijfelachtig kan zijn.

Aanpak leerprobleem zelf

Je kunt je afvragen of je in plaats van een werkgeheugentraining niet gewoon het specifieke leerprobleem zelf zult aanpakken.

Zo beschrijft Stanislav Dehaene in zijn boek “Reading in the brain” dat het leren lezen de hersenen sterk verandert. Het lezen is van invloed op het verbale werkgeheugen. Het lijkt bijna een soort kip en ei verhaal. Een goed auditief werkgeheugen maakt het aanleren van het lezen gemakkelijker, bij lezen moet je immers de klanken in de goede volgorde samenvoegen tot het correcte woord. Andersom geldt echter dat als je eenmaal kunt lezen, het herkennen van klanken in een woord of het nazeggen van onzinwoorden, verbeterd is. (Dit wordt ook wel het fonemisch bewustzijn genoemd.) Verder noemt Dehaene dat het verbale werkgeheugen voor bijvoorbeeld het verwerken van instructies, recepten, namen en telefoonnummers bij geletterden veel beter is dan bij analfabeten.

Ter illustratie noemt Dehaene in zijn boek een onderzoek dat is uitgevoerd bij oudere en jongere zussen van arme gezinnen die in het Portugal van de jaren dertig van de twintigste eeuw al dan niet naar school gingen. De oudste zus in zo’n gezin mocht niet naar school, maar moest thuis helpen en had geen lezen geleerd. De jongere zus had die kans wel gekregen. Voor het onderzoek reisden de verschillende zussen eind twintigste eeuw naar Zweden voor psychologisch onderzoek en hersenscans.

Het onderzoek gaf aan dat de analfabete oudste zussen veel meer moeite hadden om onzinwoorden correct te herkennen en na te zeggen (fonemisch bewustzijn, auditief werkgeheugen) vergeleken met hun jongere zussen die wel lezen hadden geleerd. Ook kwamen er grote verschillen naar voren bij de hersenscans, bijvoorbeeld in gebieden van de linkerhersenhelft en in de verbindingen tussen beide hersenhelften.

Andere trainingen

Torkel Klingberg is de ontwerper van het programma Cogmed, dat het werkgeheugen traint. In zijn prettig leesbare en overzichtelijke boek “The Learning Brain” beschrijft hij ook andere trainingen die van invloed zijn op de leerprestaties van kinderen.

Hij noemt een paar scholen in de Verenigde Staten, waar de schoolleiding het curriculum had aangepast. De kinderen kregen wat minder lees- en rekenonderwijs. In de overgebleven uren hadden zij extra bewegingslessen, o.a. cardiovasculaire training waarbij getraind wordt met de hartslag als leidraad. Niet alleen bleek dat extra bewegingsonderwijs gunstig was voor het gewicht van de kinderen, ook stegen de prestaties bij de lees- en rekentoetsen op school.

Bij zijn eigen trainingsprogramma bemerkt Klingberg dat het gewoon maar aanbieden van het programma aan het kind niet voldoende is. Motivatie, feedback, een goed beloningsprogramma en een persoonlijke trainer waren erg belangrijk voor het slagen van het programma.

Bezint eer gij begint

Voor het trainen van het werkgeheugen en het aanpakken van het leerprobleem van het kind is het heel belangrijk dat je als begeleider weet wat je aan het doen bent. Een programma uitzoeken dat HET werkgeheugen traint en het kind enige keren per week voor langere tijd daarmee laten oefenen, zal niet zomaar een wonderbaarlijke vooruitgang op allerlei leergebieden opleveren.

Misschien had je in dezelfde tijd het kind net zo goed schaken of dammen kunnen leren in een gezellige, ontspannen omgeving. Schaken en dammen bevorderen de executieve functies. Je moet je immers concentreren, leren vooruit denken en plannen en je impulsen onderdrukken. Je traint op die manier ook de ruimtelijke waarneming en het ruimtelijk werkgeheugen. Gezellig met een volwassene een spelletje doen en de exclusieve aandacht van die volwassene krijgen, bevordert het emotioneel welbevinden van het kind, hetgeen zeker zijn weerslag heeft op het werkgeheugen.

Voordat je een kind daarom achter de computer zet met een standaardtraining voor het werkgeheugen is het zinvol om voorwerk te verrichten. Observeer en onderzoek wat het kind nodig heeft, analyseer de vaardigheden en de onderliggende processen, heb kennis van zaken en weet wat je precies gaat trainen met een werkgeheugenprogramma.

Zoals de dichter Guido Gezelle meer dan een eeuw geleden al schreef: Denkt aleer gij doende zijt en doende denkt dan nog.

Boeken

Baddeley, Alan & Eysenck, Michael W.& Anderson, Michael C. (2020): Memory. New York: Routledge.

Dehaene, Stanislas (2009): Reading in the brain. New York: Viking, Penguin Group.

Klingberg, Torkel (2013). The Learning Brain. New York: Oxford University Press.

Kolb, Brian & Whishaw, Ian Q. (2021). Fundamentals of human neuropsychology. New York: Worth Publishers.

Dit artikel valt onder copyright (© Arian Joldersma, 2023, alle rechten voorbehouden). Het kopiëren, reproduceren of publiceren van dit artikel of delen ervan is niet toegestaan zonder voorafgaande toestemming .