BBL คืออะไร

BBL Brain-based Learning สมอง การพัฒนาสมอง ทฤษฎีการเรียนร้

BBL คืออะไร

BBL (Brain-based Learning) คือการจัดการเรียนรู้ที่สอดคล้องกับพัฒนาการของสมองแต่ละช่วงวัย เป็นการนำองค์ความรู้เรื่องสมองมาใช้เป็นฐานในการออกแบบกระบวนการเรียนรู้ โดยมีที่มาจากศาสตร์การเรียนรู้ 2 สาขาคือ

·                                 ความรู้ทางประสาทวิทยา (Neurosciences)  ซึ่งอธิบายที่มาของความคิดและจิตใจของมนุษย์ โดยเฉพาะในด้านที่เชื่อมโยงสัมพันธ์กับทักษะการเรียนรู้ อันได้แก่ ความสามารถในการเรียนรู้ ความจำ ความเข้าใจ และความชำนาญ โดยผ่านทฤษฎีว่าด้วยการทำงานของสมองเป็นสำคัญ

·                                 แนวคิด ทฤษฎีการเรียนรู้ (Learning Theories) ต่างๆ ที่อธิบายเกี่ยวกับการเรียนรู้ของสมองมนุษย์ และกระบวนการเรียนรู้เกิดขึ้นและมีพัฒนาการอย่างไร

การบูรณาการองค์ความรู้ทั้ง 2 สาขาเข้าด้วยกันทำให้กระบวนการจัดการเรียนรู้ตั้งอยู่บนฐานของการพิจารณาว่าปัจจัยใดบ้างที่จะทำให้สมองมีการเปลี่ยนแปลง สมองมีปฏิกิริยาตอบรับต่อการเรียนการสอนแบบใด และอย่างไร ซึ่งทั้งหมดนี้นำไปสู่การจัดกิจกรรมระหว่างผู้สอนกับผู้เรียน การจัดสิ่งแวดล้อมที่เอื้อต่อการเรียนรู้ และที่สำคัญคือการออกแบบและใช้เครื่องมือเพื่อการเรียนรู้ต่างๆ โดยเน้นว่าต้องทำให้ผู้เรียนสนใจ เกิดการเรียนรู้ ความเข้าใจ และการจดจำตามมา และนำไปสู่ความสามารถในการใช้เหตุผล เข้าใจความเชื่อมโยงสัมพันธ์ในทุกมิติของชีวิต

 

รู้จักสมองของเรา

สมองที่อยู่ภายในกะโหลกศีรษะของเรามีลักษณะเป็นรูปครึ่งวงกลมคว่ำ มีแกนตรงกลางยื่นยาวออกมาจากครึ่งทรงกลมด้านล่างลงไปถึงท้ายทอย เรียกว่า ก้านสมอง (brainstem)ส่วนที่ยื่นต่อลงมาจากท้ายทอย ทอดตัวเป็นลำยาวภายในช่องตลอดแนวกระดูกสันหลัง เรียกว่า ไขสันหลัง (spinal cord)

สมองส่วนสำคัญที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการเรียนรู้ คือส่วนครึ่งวงกลมที่อยู่ภายในครึ่งบนของกะโหลกศีรษะ มีชื่อเรียกว่า ซีรีบรัม (cerebrum) หรือ สมองใหญ่ ที่ด้านบนกลางกระหม่อมมีร่องใหญ่มากแบ่งครึ่งวงกลมเป็น 2 ซีก จากด้านหน้าไปด้านหลัง ทำให้สมองแยกเป็น 2 ซีก (2 hemispheres) ด้านซ้ายและด้านขวายึดโยงกันด้วย คอร์ปัสแคลโลซัม (corpus callosum)ซึ่งเป็นกลุ่มใยประสาทที่เชื่อมโยงการทำงานของสมองสองซีกเข้าด้วยกัน เมื่อมองจากลักษณะภายนอกของสมอง จะเห็นพื้นผิวเป็นหยักลอน เราเรียกพื้นผิวชั้นบนสุดที่ครอบคลุมสมองใหญ่นี้ว่า ผิวสมอง หรือ เปลือกสมอง(cerebral cortex)ซึ่งการ

 

เรียนรู้ส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นบนสมองนี้ สมองใหญ่แต่ละซีกแบ่งเป็น 4ส่วน คือ

·                                 สมองส่วนหน้า (frontal lobe)ทำงานเกี่ยวกับการตัดสินใจ เหตุผล วางแผน และควบคุมการเคลื่อนไหว

·                                 สมองส่วนหลังกระหม่อม (parietal lobe)ทำงานเกี่ยวกับการรับรู้ความรู้สึกสัมผัสและรับรู้ตำแหน่งของร่างกายส่วนต่างๆ รวมทั้งนำการรับรู้ในส่วนนี้ประสานกับการรับรู้ภาพและเสียง

·                                 สมองส่วนหลัง(occipital lobe)ทำงานเกี่ยวกับการรับรู้ภาพ

·                                 สมองส่วนขมับ(temporal lobe)ทำงานเกี่ยวกับการรับรู้ เสียง ความจำ การตีความ ภาษา

ลึกลงไปใต้ส่วนที่เป็นผิวสมอง (cerebral cortex)ยังมีกลุ่มเซลสมองหลายกลุ่มที่มีหน้าที่สำคัญต่อการเรียนรู้ กลุ่มเซลเหล่านี้ทำงานร่วมกันเป็นระบบที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณอารมณ์ มีบทบาทสำคัญต่อการจำ การรับรู้ประสบการณ์อารมณ์ และควบคุมกลไกของร่างกายเกี่ยวเนื่องกับอารมณ์ เรียกระบบสมองส่วนนี้ว่า ระบบลิมบิก(limbic system)หรือสมองส่วนลิมบิก
ประกอบด้วยสมองส่วนต่างๆเช่น

·                                 ทาลามัส(thalamus)เป็นชุมทางสัญญาณ คัดกรองและส่งสัญญาณไปยังผิวสมองและส่วนต่างๆ ของสมอง

·                                 ไฮโปทาลามัส(hypothalamus)เป็นเสมือนศูนย์ควบคุมปฏิบัติการรับข้อมูลที่เกี่ยวกับสภาวะภายในร่างกาย และทำหน้าที่ควบคุมสมดุลของระบบในร่างกายที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต

·                                 ฮิปโปแคมปัส (hippocampus)เป็นส่วนของผิวสมองส่วนขมับด้านในที่ม้วนเข้าไปกลายเป็นส่วนที่อยู่ใต้ผิวสมอง มีส่วนสำคัญต่อการ เชื่อมโยงความจำ และสร้างความจำระยะยาว

อะมิกดาลา (amygdala)เป็นจุดเชื่อมโยงที่สำคัญระหว่างการประเมินข้อมูลจากประสาทรับรู้ต่างๆ ของสมองบริเวณคอร์ติคัล คอร์เท็กซื (cortical cortex)กับการแสดงออกด้านพฤติกรรมของอารมณ์ต่างๆ นอกจากนี้อะมิกดาลายังมีส่วนสำคัญในการรับรู้สิ่งที่เป็น

 

·                                 อันตราย กระตุ้นให้ร่างกายมีการตื่นตัวพร้อมที่จะรับมือต่อสิ่งนั้น (สู้ หรือ หนี)

สมองส่วนรับสัญญาณอารมณ์ เป็นจุดคัดกรองและส่งผ่านข้อมูลไปยังส่วนต่างๆ ของก้านสมอง อารมณ์จึงมีอิทธิพลต่อการเรียนรู้อย่างเห็นได้ชัด

แกนกลางที่ยื่นต่อจากส่วนชั้นใต้ผิวสมองลงมา คือ ก้านสมอง(brainstem)เป็นส่วนที่เชื่อมต่อกับสมองกับไขสันหลัง ภายในก้านสมองประกอยด้วยใยประสาททั้งหมดที่ติดต่อระหว่างสมองส่วนต่างๆ ไปยังไขสันหลัง ขณะเดียวกันก็ประกอบด้วยกลุ่มเซลสมองที่ควบคุมการหายใจและจังหวะการเต้นของหัวใจ ศูนย์สัญญาณกระตุ้นการทำงานของสมอง ควบคุมการหลับการตื่น กลุ่มประสาทที่ควบคุมบังคับตาและใบหน้าในการตอบรับต่อเสียงและการเคลื่อนไหว มีเซลประสาทที่ควบคุมกล้ามเนื้อบนใบหน้า ลิ้น การพูด การกลืน ฯลฯ

บนก้านสมองบริเวณใกล้ทายทอยมีโครงสร้างที่สำคัญของสมองอีกส่วนหนึ่ง คือ สมองน้อย(cerebellum) ดูจากภายนอกจะเห็นว่าสมองส่วนนี้อยู่ใต้สมองใหญ่ สมองส่วนนี้ทำหน้าที่เกี่ยวกับการควบคุมประสานการทำงานของกล้ามเนื้อส่วนต่างๆ ของร่างกาย รักษาสมดุลของท่าทาง ควบคุมการเคลื่อนไหว จดจำแบบแผนการประสานงานของกล้ามเนื้อเล็กใหญ่ในทักษะการเคลื่อนไหวต่างๆ ที่เกิดจากการเรียนรู้ โดยการเคลื่อนไหวนี้เกิดขึ้นโดยสมองน้อยทำงานประสานกับสมองใหญ่

สมองส่วนต่างๆ ทำงานสอดประสานกันอย่างซับซ้อนและปราณีตจนเกิดเป็น “วงจรมหัศจรรย์แห่งการเรียนรู้”

 

สมองและระบบประสาททำงานอย่างไร

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วิวัฒน์ แต่งอักษร

เอกสารประกอบการอบรมเรื่อง Brain – based Learning

เซลประสาท(Neuron) : องค์ประกอบ โครงสร้างและหน้าที่

ระบบสมองและประสาทของมนุษย์ประกอบด้วยเซลประสาทจำนวนแสนล้านเซล แต่ละเซลมีความสามารถในการสร้างและส่งสัญญาณประสาท เซลประสาทแต่ละเซลได้มีการรวมตัวกันสร้างวงจรซึ่งมีความซับซ้อนอย่างยิ่ง การที่เรามีการเรียนรู้และสร้างความจำ ความรู้สึกและอารมณ์ การเคลื่อนไหว การพูด การรับรู้โลกรอบตัวเรา และกิจกรรมต่างๆในชีวิตทั้งสิ้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติพื้นฐานของเซลประสาทและลักษณะของการเชื่อมต่อกันของวงจรเซลประสาท

ในสมองและระบบประสาท ยังมีเซลอีกชนิดหนึ่งเรียกว่า เกลียลเซล (Glial cell) ซึ่งเป็นเซลพี่เลี้ยงให้เซลประสาท โดยให้อาหารและกำจัดของเสีย ช่วยแยกเซลประสาทนั้นๆออกจากเซลประสาทอื่นๆ นอกจากนั้นยังจัดเตรียมโครงสร้างพื้นฐานและเคมีที่จำเป็น เกลียลเซลบางกลุ่มสร้างเยื่อหุ้มไขมันเส้นประสาทซึ่งเรียกว่า เยื่อหุ้มไมอีลิน เยื่อหุ้มไมอีลินนี้ช่วยให้การส่งสัญญาณประสาทเร็วขึ้น

โครงสร้างของเซลประสาท

เซลประสาทเมื่อแบ่งตามรูปร่างและขนาดมีประมาณ ๒๐๐ กว่าชนิด โครงสร้างเฉพาะของเซลประสาทเป็นตัวกำหนดหน้าที่ต่างๆ เมื่อแบ่งตามหน้าที่ เซลประสาทจะถูกแบ่งออกเป็น ๓ กลุ่มดังนี้

·                                 เซลประสาทรับรู้ความรู้สึก (Sensory Neurons) ทำหน้าที่รับกระแสและส่งสัญญาณประสาทจากอวัยวะต่างๆ ซึ่งตอบสนองต่อความเปลี่ยนแปลงของสภาวะแวดล้อม ได้แก่ แสง เสียง อุณหภูมิ ความดัน เมื่อถูกกระตุ้นแล้วจึงเกิดกระบวนการรับรู้ต่อแสง เสียง รส กลิ่น และสัมผัส

·                                 เซลประสาทสั่งการ (Motor Neurons) เป็นเซลประสาทที่เชื่อมต่อไปยังกล้ามเนื้อต่างๆ ของร่างกาย ก่อให้เกิดการทำงานของกล้ามเนื้อโดยทำให้ร่างกายเคลื่อนไหว

·                                 เซลประสาทตัวเชื่อม (Inter Neurons) เป็นเซลประสาทที่ทำหน้าที่ในการเชื่อมเซลประสาทเซลหนึ่งไปยังเซลประสาทอื่นๆ ตัวอย่างเช่น การเชื่อมเซลประสาทรับรู้ความรู้สึกกับเซลประสาทสั่งการ หรือการเชื่อมเซลประสาทตัวเชื่อม ๒ เซล เซลประเภทนี้เป็นเซลที่เชื่อมกิจกรรมของสมองไปยังกิจกรรมของร่างกาย

ถึงแม้ว่าเซลประสาท (รูปที่ ๑) จะมีความแตกต่างในรูปร่างและหน้าที่ แต่มีองค์ประกอบพื้นฐานที่ไม่แตกต่างกันคือ มีตัวเซลซึ่งทำหน้าที่สร้างพลังงานที่จำเป็นต่อการทำหน้าที่เซลประสาทจะมีแขนงที่แตกออกไป เรียกว่า เด็นไดรท์ (Dendrite) เด็นไดรท์ เป็นทางเข้าของสัญญาณประสาทโดยมีหน้าที่รับสัญญาณจากเซลอื่นๆ เมื่อถูกกระตุ้นจนถึงระดับแล้วก็จะเกิดการส่งต่อไปยังเส้นประสาทอีกชนิดหนึ่งชื่อว่า แอ็กซอน (Axon) ซึ่งเป็นทางออกของสัญญาณประสาทณที่สุดปลายเส้นประสาทมีส่วนที่เรียกว่า แถบปลายประสาท ส่วนนี้จะทำหน้าที่เชื่อมสัญญาณประสาทกับเซลประสาทอื่นๆ โดยปกติ สัญญาณประสาทจะผ่านเข้าที่เด็นไดรท์ แล้วส่งไปยังแอ็กซอน ผ่านแถบปลายประสาทแล้วเข้าเด็นไดรท์ของอีกเซลหนึ่ง ซึ่งเป็นการส่งในระบบปกติ ทั้งนี้จะมีการส่งสัญญาณประสาทที่ไม่ปกติได้ โดยส่งจากเด็นไดรท์ไปยังเด็นไดรท์ เด็นไดรท์ไปยังตัวเซลประสาท หรือแม้กระทั่งจากแอ็กซอนไปยังแอ็กซอนโดยส่งสัญญาณประสาทไปยังเซลประสาทที่สามอย่างรวดเร็ว

 

 

 

 

 

 

 

 

 

สมองและระบบประสาททำงานอย่างไร - ความสําคัญของโครงข่ายประสาท

ความสําคัญของโครงข่ายประสาท

สมองของมนุษย์ประกอบด้วยเซลสมองประมาณอย่างน้อย ๕ หมื่นล้านถึง ๑ แสนล้านเซล เซลประสาทหนึ่งเซลสามารถมีจุดเชื่อมถึง ๘๐,๐๐๐ จุดกับเซลประสาทอื่นๆ ดังนั้นจำนวนจุดเชื่อมทั้งสิ้นอาจมีถึง ๑๐^๑๕ ตำแหน่ง วงจรอันซับซ้อนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในก่อให้เกิดพลังในความคิด ความจำและเหตุผล การเชื่อมต่อของวงจรประสาทนี้ได้รับการพิสูจน์ในสัตว์ทดลองจำพวกหนู หนูอายุน้อยที่อยู่ในกรงซึ่งมีสภาวะแวดล้อมที่ซับซ้อน ได้แก่ การจัดวางสิ่งของใหม่ๆทุกวันในกรง จะมีการเรียนรู้สิ่งใหม่ๆได้เร็วกว่าหนูที่อยู่ในกรงเปล่า นอกจากนี้ผลวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าผู้เรียนที่เรียนได้รวดเร็วนั้นมีขนาดของเซลสมองที่ใหญ่กว่า และจุดเชื่อมต่อที่มากกว่าของผู้เรียนที่ช้า จึงสามารถสรุปในเบื้องต้นได้ว่า สภาวะแวดล้อมที่ซับซ้อนบริบูรณ์ และเหมาะสมสามารถก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของวงจร และโครงข่ายของเซลประสาทและยังเพิ่มขีดความสามารถในการเรียนรู้ แนวคิดนี้จะถูกกล่าวถึงอยู่ตลอดเวลาที่เราพูดถึงบทบาทของสมองต่อพฤติกรรมการเรียนรู้ อาจกล่าวได้ว่าการสร้างวงจรโครงข่ายเซลประสาทนั้นเป็นผลมาจากทั้งพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อม การเชื่อมโยงโครงข่ายประสาทชนิดใดจะถูกกำหนดโดยปัจจัยหลากหลาย โครงข่ายเซลประสาทเหล่านี้เป็นรากฐานของความสามารถของมนุษย์ในการคิด การพูด การรับรู้ การใช้เหตุผล ความจำ อารมณ์ความรู้สึก สติสัมปชัญญะ ซึ่งจะกล่าวในรายละเอียดต่อไป

เซลประสาทรับและส่งสัญญาณประสาทอย่างไร

สัญญาณไฟฟ้าของเซลประสาท

เซลประสาทก็เหมือนเซลทั่วไปที่มีประจุไฟฟ้าอยู่ภายในผนังเม็มเบรน ประจุไฟฟ้านี้ถูกกำหนดโดยอิออนชนิดต่างๆ ผนังเม็มเบรนของเซลประสาทยอมให้อิออนบางชนิดผ่านเข้าออกได้สะดวก เมื่อเซลประสาทอยู่ในสภาพพัก โซเดียมอิออนซึ่งเป็นประจุบวกจะอยู่ภายนอกเซล ส่วนโปตัสเซียมอิออนซึ่งเป็นประจุบวกเช่นกันแต่อยู่ภายในผนังเม็มเบรน จะเคลื่อนตัวออกจากภายในเซล เมื่อถึงจุดสมดุลโปตัสเซียมจะหยุดเคลื่อนตัว และเหลือประจุลบภายในเซลมากกว่านอกเซล สภาพนี้เรียกว่า ศักย์ไฟฟ้าขณะพัก (Resting Potential) สภาพดังกล่าวเป็นสภาวะชั่วคราว เพราะจะถูกกระตุ้นโดยเซลประสาทอื่นๆ การกระตุ้นจะเกิดที่แอ็กซอน โดยโซเดียมอิออน ซึ่งเป็นประจุบวกจะไหลเข้าเซล สภาพนี้เรียกว่า ศักย์ไฟฟ้าขณะกระตุ้น (Action Potential) ลักษณะดังกล่าวจะเกิดขึ้นเพียงประมาณหนึ่งในพันของวินาที จะเป็นเช่นนี้โดยมีการเคลื่อนที่ไปยังปลายประสาทของแอ็กซอน การแพร่ของศักย์ไฟฟ้าขณะกระตุ้นนี้เรียกว่า กระแสประสาท ส่วนเซลประสาทที่เกี่ยวข้องถูกเรียกว่า การยิง การยิงสัญญาณประสาทของกลุ่มใหญ่ของเซลประสาทสามารถถูกบันทึกไว้ได้ ตัวอย่างเช่นการวัดคลื่นสมอง อีเลคโทรเอ็นเซฟฟาโลแกรม หรือ อีอีจี

การติดต่อระหว่างเซลประสาท

สภาวะของเซลประสาทที่เปลี่ยนจากศักย์ไฟฟ้าขณะพักเป็นศักย์ไฟฟ้าขณะกระตุ้น และมีการแพร่ไปตามแนวเส้นประสาทแอ็กซอนจนถึงส่วนปลายประสาท เป็นจุดเริ่มต้นของการส่งสัญญาณประสาท แต่การส่งต่อไปยังเซลประสาทอื่นๆนั้น ที่ปลายของเส้นประสาทจะมีจุดเชื่อมต่อระหว่างเซลเรียกว่า ซินแนปส์ (Synapse) (รูปที่ ๒) ซินแนปส์มีส่วนประกอบคือ ปลายของเส้นประสาทของ ๒ เซลและช่องว่างที่อยู่ระหว่างปลายเส้นประสาท การติดต่อระหว่างเซลประสาทนั้นจำเป็นต้องอาศัยสารสื่อสัญญาณประสาทซึ่งถูกเก็บอยู่ที่ปลายประสาทของแอ็กซอน

เมื่อถูกกระตุ้นจะหลั่งออกมาแล้วผ่านช่องว่างระหว่างเซลเข้าสู่ตัวรับที่อยู่ในปลายประสาทของเด็นไดรท์ของอีกเซลหนึ่ง สารสื่อประสาทนี้มีหลายชนิดแล้วแต่หน้าที่ นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติเฉพาะกับตัวรับชนิดต่างๆ เมื่อรับสารสื่อประสาทเข้าสู่ตัวรับในปลายประสาทของเด็นไดรท์แล้ว จะก่อให้เกิดการกระแสไฟฟ้าหลังซินแนปส์ เรียกว่า ศักย์ไฟฟ้าหลังซินแนปส์ ซึ่งอาจเป็นการกระตุ้นหรือการยับยั้ง ขึ้นอยู่กับชนิดของสารสื่อประสาท ในสภาพความเป็นจริงนั้น เซลประสาท หนึ่งเซลได้รับสัญญาณประสาททั้งกระตุ้นและยับยั้งจากเซลจำนวนเป็นร้อยหรืออาจเป็นพันสัญญาณ สิ่งที่เป็นตัวกำหนดว่าแอ็กซอนจะยิงสัญญาณประสาทหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของชนิดสัญญาณ ถ้าผลลัพธ์เป็นสัญญาณประสาทชนิดกระตุ้น แอ็กซอนก็จะยิงสัญญาณประสาท แต่ถ้าผลลัพธ์เป็นสัญญาณประสาทชนิดยับยั้ง แอ็กซอนก็จะไม่ยิงสัญญาณประสาท นอกจากนั้น อัตราการยิงสัญญาณประสาทยังขึ้นอยู่กับระดับความเข้มของสิ่งกระตุ้น การยิงอาจอัตราสูงถึง ๒๐๐-๙๐๐ ครั้งต่อวินาที อัตราการยิงนี้เป็นส่วนสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างซินแนปส์ของเซลประสาท ปริมาณของสารสื่อประสาทที่เกิดขึ้น และอัตราการรับและส่งต่อของเซลประสาทในวงจรนั้นๆ

รูปที่ ๒ ซินแนปส์ (Synapse)

 

บรรณานุกรม

1.             Heimer, L. (1995). The human brain and spinal cord : Functional neuroanatomy and dissection guide (2nd ed). New York:Springer Verlag.

2.             Levitan, I.B., & Kaczmarek, L.K. (2002). The neuron: Cell and molecular biology (3rd ed). Oxford: Oxford University Press.

 

[สายสุนีย์]

นำไปทำรายงาน

[ครูขวัญ]

ขอบพระคุณมากค่ะ

[ลัง]

ได้ความรูมาก