SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  39
Télécharger pour lire hors ligne
EP1. 
       Learning 
     Elena Pasquinelli 

Educa3on, cogni3on, cerveau 
   Cogmaster 2010‐2011 
Op3miza3on of educa3on 
•  “Considera3ons on the op3miza3on of 
   educa3onal strategies should take into 
   account knowledge on brain development and 
   learning mechanisms that has been 
   accumulated by neurobiological research over 
   the past decades.” (Singer, in BaKro, Fischer & 
   Léna, 2008, p. 97) 
•  Pre‐programming and experience: rela2onship 
   between learning, development, evolu2on 
•  Learning all life‐long? 
•  Learning everything?  
•  Prac2cal issues related to plas2city and learning 
RELATIONSHIP BETWEEN LEARNING, EVOLUTION, 
DEVELOPMENT 
Defini3on of learning 

•  Learning = modifica3on of stored      •  “any learning, i.e. the 
   knowledge and of computa3onal 
   programs 
                                           modifica2on of 
                                           computa2onal 
•  Which takes place through the           programs and of stored 
   modifica3on of the brain                 knowledge, must occur 
   func3onal architecture                  through las$ng 
                                           changes in their 
•  Learning = long‐las3ng change in        func$onal 
   the func3onal architecture of the 
   brain 
                                           architecture.” (Singer, 
                                           2008, p. 98) 
Defini3on of knowledge 

•  Knowledge is the product     •  « there is no dichotomy between 
   of biological processes,        hard‐ and soXware in the brain. The 
   which determine or              way in which brains operate is fully 
   modify the func3onal            determined by the integra3ve 
   architecture of the brain       proper3es of the individual nerve 
•  Learning is one of these        cells and the way in which they are 
   processes                       interconnected. It is the func3onal 
                                   architecture, the blueprint of 
                                   connec3ons and their respec3ve 
                                   weight, that determines how brains 
                                   perceive, decide, and act.  
                                •  … all the knowledge that a brain 
                                   possesses reside in its func3onal 
                                   architecture. » (Singer, 2008, p. 98) 
Modifica3on of the brain’s func3onal 
            architecture: 3 processes  
•  3 different        “altering the integra2ve proper2es of 
   processes are     individual neurons…  
   responsible of    changing the anatomical connec2vity 
   the               paRerns, … 
   specifica3on/      modifying the efficacy of excitatory 
   modifica3on of     and/or inhibitory connec2ons. 
   the brain’s 
                     …”(Singer, 2008, p. 98) 
   func3onal 
   architecture 
   (and thus, of 
   knowledge            “Evolu3on,  
   acquisi3on):         Ontogene3c development, 
                        And learning.” (Singer, 2008, p. 98) 
a. Learning and evolu3on 
•  Evolu3on has selected both learning mechanisms 
   and knowledge contents: 
   – E.g. : “Fire together, wire together” 
   – E. g. : How to evaluate regulari3es, extract rules, 
     associate signals, iden3fy causal rela3ons, 
     reason, associate emo3ons to sensory s3muli 
   – E. g. How to interpret sensory signals 

•  The brain stores knowledge even before making 
   experiences: it’s not a tabula rasa. 
   – Educa2on cannot be considered as the task of 
     filling a hollow box 
b. Learning and development 

•  The brain at birth is s3ll immature: neurons are in place, basic 
   distant connec3ons between neurons are formed, but not the most 
   part of the neurons of the cortex 

•  From birth to the end of puberty, neural circuits are formed and 
   selected 
    –  Development includes 3me window, or expects certain s3muli at specific 
       periods of the life of the animal in order to implement certain func3ons 

•  During development connec3ons are formed and tested (“fire 
   together‐wire together”): those connec3ons, which have a high 
   probability of being ac3vated simultaneously are consolidated, 
   those which have a low probability are discarded.  

•  AXer birth, this networking ac3vity is influenced by individual 
   experience of the  environment and sensory signals 
c. Learning (adult) = func3onal modifica3ons of 
            brain’s func3onal architecture 

•  Development and learning cross their paths, but aXer puberty neural 
   circuits and the structural architecture of the brain are (apparently) 
   mostly stabilized 

•  Adult learning: Func3onal modifica3ons  
    –  strength of the connec3ons,  
    –  efficacy of the connec3ons 
•   are the main mechanisms for the modifica3on of the func3onal 
   architecture of the brain 

•  Learning does not modify the architecture of the brain at a structural 
   level (mostly):  
•  it produces func3onal modifica3ons that affect the strength of the 
   connec3ons between neurons (synapses) = Func2onal plas2city 
The role of experience 
•  In addic3on to gene3c mechanisms, the brain is 
   modified by experience 
•  Both  
    – At the level of epigenesis and development (see 
      effects of depriva3on) 
    – At the level of learning 
•  But with 
    – constraints to what can be learnt:  
       •  certain mechanisms protect the brain from 
          adap3ng to any new informa3on coming from 
          the environment 
CAN HUMANS LEARN ALL LIFE LONG? 
‐ THE CRITICAL PERIODS 
‐ THE ROLE OF EXPERIENCE 
‐ THE FORMS OF PLASTICITY 
Cri3cal (sensi3ve) periods for learning 


•  Cri3cal periods = 3me‐
   window opportuni3es 
•  Development of vision 
   –  Hubel & Wiesel, 1970: 
      monocular depriva3on 
      reduces the number of cells 
      responding to the ac3vity of 
      the deprived eye 
   –   monocular depriva3on has 
      different effects at different 
      ages 
•  Development of language 
The myth of the first three years 
•  The no3on of cri3cal periods has been 
   domina3ng the world of educa3on and has 
   given birth to myth of the first three years 
•  Bruer, 1997 describes this myth as a typical 
   case of bad transla3on from 
   neuroscien3fic data to educa3onal 
   applica3ons 

•  Bruer, 1997 cri3cizes the  iden3fica3on of 
   learning with  synaptogenesis: 
    –  Different systems have different sensi3ve 
       periods, in the sense that they do not develop 
       at the same rate (including within the visual 
       system) 
    –  Human cri3cal periods are not necessarily the 
       same as animals 
    –  The brain is more plas2c than accorded 
       before 
    –  Learning cannot be reduced to 
       synaptogenesis 
 general rule for neuroeduca3on 
             •  Bruer has used the myth of the first 
                three years for showing that 
                neuroscience is s3ll a bridge too far 
                from educa3on, and can give rise to 
                neuromyths and misapplica3ons. So 
                pay aKen3on to: 

             •  generaliza3on of considera3ons that 
                are extracted from 
                 –  Animal experiments 
                 –  Data on specific func3ons 

             •  erroneous iden3fica3on of brain 
                mechanism and behavioral 
                phenomenon 
                 –  E.g., Iden3fica3on of learning with 
                    synaptogenesis 
From cri3cal periods to different forms 
                  of plas3city 
•  (Greenough, Black & Wallace, 1987) have introduced the dis3nc3on between 
   two ways in which experience modifies the brain: 
•    Experience‐expectant plas2city:  
      –  Selected by evolu3on 
      –  Concerns sensory motor func3ons 
      –  Allows to fine‐tune the sensory motor systems in rela3onship to the environment 
      –  Through the selec2on of synapses that have been generated in excess 
      –  Defines the s3muli that should be found in the environment for the func3on to develop in a 
         certain way  
      –  Experiences are very general and concern s3muli, which are normally present in the 
         environment 

•    Experience‐dependent plas2city: 
      –  Does not depend on mechanisms that have been selected by evolu3on according to a precise 
         3ming 
      –  Evolu3on has selected a capacity to learn from experience in general 
      –  Through the genera2on of synapses, and the modifica2on of the strength of the synapses 
3 mechanisms for func3onal and 
              structural plas3city 
•    Plas3city is the basis of learning from         •    « The most fascina3ng and important 
     experience                                           property of mammalian brain is its 
•    3 mechanisms:                                        remarkable plas3city, which can be 
      –  Synap3c plas3city = change in strength           thought of as the ability of 
         or efficacy of synap3c transmission                experience to modify neural circuitry 
      –  Synaptogenesis & synap3c pruning                 and thereby to modify future 
      –  Excitability proper3es of single neurons         thought, behavior, 
                                                          feeling.» (Malenka, 2002, p. 147) 
•    Synap3c plas3city can be transient 
     (short term phenomena such as 
     short‐term adapta3on to sensory 
     inputs) – depends on modula3on of 
     transmiKer release 
•    Or long las3ng: long‐term form of 
     memory  
      –  LTP/LTD (long‐term poten3a3on/long‐
         term depression) mechanisms 
LTP 
•  LTP: repe33ve ac3va3on of excitatory synapses in the hyppocampus 
   causes an increase in synap3c strength that can last for hours 
•  LTP is hypothesized to be involved in the forma3on of memories and 
   more generally in informa3on storing, hence in learning in general, 
   because LTP and learning considered at the behavioral level  share 
   some proper3es: 
   –  LTP can be generated rapidly and is prolonged and strengthened by 
      repe33on 
   –  It is input specific (it is elicited at the ac3vated synapses and not at adjacent 
      synapses of the same neuron) 
   –   It’s long‐las3ng 
       •  How? Modifica3on of dendri3c spines? Growth of spines? Genera3on of new 
          synapses as a consequence of the splinng or duplica3on of exis3ng spines?  
       •  Incorpora3ng structural changes into the  mechanisms of long‐term synap3c plas3city 
          provides means by which the ac3vity  generated by experience can cause long‐las3ng 
          modifica3ons of neural circuitry  
More “structural” plas3city  
•    “ Un3l rela3vely recently, it was widely assumed that, except for certain cases of response to brain 
     damage, the brain acquired all of the synapses it was going to have during development, and that 
     further plas3c change was probably accomplished through modifica3ons of the strength of 
     preexis3ng connec3ons. 
•     … it has now become quite clear that new connec3ons may arise as a result of differen3al housing 
     condi3ons  and other manipula3ons throughout much, if not all, the life of the rat… 
•    There has not yet been a specific demonstra3on of what might be represented by the changes in 
     synap3c connec3ons brought about by differen3al environmental complexity, nor are the details 
     of the rela3onship between brain structure and behavioral performance.” (Greenough, Black & 
     Wallace, 1987, p. 547‐548) 

•    “However, there are a few excep3ons. Over the past years, evidence has become available that in 
     a few dis3nct brain  region, parts of the hippocampus and the olfactory bulb neurons con3nue to 
     be generated throughout life, and these neurons form new connec3ons and become integrated in  
     exis3ng circuitry.” 
•    “Thus in these dis3nct areas of the brain, developmental processes persist throughout 
     life…” (Singer, 2008, p. 108) 
Structural plas3city in the adult brain 
•    MRI of licensed London taxi drivers were analyzed and 
     compared with those of control subjects who did not drive 
     taxis.  
•    The posterior hippocampi of taxi drivers were significantly 
     larger rela3ve to those of control subjects.  
•    Hippocampal volume correlated with the amount of 3me 
     spent as a taxi driver (posi3vely in the posterior and 
     nega3vely in the anterior hippocampus).  

•    These data are in accordance with the idea that the posterior 
     hippocampus stores a spa3al representa3on of the 
     environment and can expand regionally to accommodate 
     elabora3on of this representa3on in people with a high 
     dependence on naviga3onal skills.  

•    It seems that there is a capacity for local plas3c change in 
     the structure of the healthy adult human brain in response 
     to environmental demands. (Maguire, et al.,2000) 
CAN HUMANS LEARN ANYTHING? 
‐ BIOLOGICAL CONSTRAINTS 
‐ THE ROLE OF EDUCATION 
The role of educa3on 
•  3 possible views: 
   –  One can learn everything, and learns it from scratch 
   –  What we learn depends on past experiences and is 
      constructed star3ng from these experiences, but one can 
      learn everything 
   –  The way brain has been shaped by selec3on strongly 
      constrains what can be learnt 
      •  (Posner & Rothbart, 2007) 
Can we learn anything? Constraints and biases 

•  Learning experiences sculpt the brain 
   and cons3tute a framework for future 
   learning 
•  E. g. According to Kuhl (2004) mother 
   language learning builds a mental filter 
   that limits second language learning 
•  the “cri3cal period” depends on 
   experience as much as 3me, and is a 
   process rather than a strictly 3med 
   window of opportunity that is opened 
   and closed by matura3on.  
   –  (Bransford, et al, in Sawyer, 2009) 
Can we learn anything? Evolu3on and selec3on 

•  «… I have oXen observed that educators hold an implicit model of brain as a 
   tabula rasa or blank slate (Pinker, 2002), ready to be filled through educa3on and 
   classroom prac3ce. In this view, the capacity of the human brain to be educated, 
   unique in the human kingdom, relies upon an extended range of cor3cal plas3city 
   unique to humans. The human brain would be special in its capacity to 
   accommodate  an almost infinite range of new func3ons through learning.  
•  In this view, then, knowledge of the brain is of no help in designing educa3onal 
   policies.   
•  …. Much of current classroom content, so the reasoning goes, consists in recent 
   cultural inven3ons, such as the symbols we use in wri3ng  or mathema3cs.  Those 
   cultural tools are far too recent to have exerted any evolu3onary pressure on brain 
   evolu3on. … Thus, it is logically impossible that there exist dedicated brain 
   mechanisms evolved for reading or symbolic arithme3c. They have to be learned, 
   just like  myriads of other facts and skills in geography, history, grammar, 
   philosophy … The fact that our children can learn those materials implies that the 
   brain is nothing but a powerful universal learning machine.  » (Dehaene, in BaKro, 
   Fischer, & Léna, 2008, p. 233).  
Biology and culture 
•  Implica3on of 
   the idea of 
   tabula rasa: each 
   learner is 
   radically 
   different from 
   other learners, 
   and the same 
   cerebral areas 
   can be affected 
   to different 
   func3ons 
Neural recycling hypothesis  
•  “… Close examina3on of the func3ons of those brain areas in 
   evolu3on suggests a possible resolu3on of this paradox. It is not 
   the case that those areas acquire an en3rely dis3nct, culturally 
   arbitrary new func3on. Rather, they appear to possess, in other 
   primates, a prior func3on closely related to the one that they will 
   eventually have in humans. … rela3vely small changes may suffice 
   to adapt them to their new cultural domain.  


•  « neural recycling hypothesis », according to which the human 
   capacity for cultural learning relies on a process of pre‐emp3ng or 
   recycling pre‐exis3ng brain circuitry. 
•  In my opinion, this view implies that an understanding  of the 
   child’s brain organiza3on is essen3al to educa3on. 
Neural recycling & mathema3cs 
•  Arabic digits and  verbal 
   numerals are culturally 
   arbitrary and specific to 
   humans 
•  the sense of numerical 
   quan3ty is not: it is 
   present in infants and 
   animals 
•  We learn to give meaning 
   to our symbols and 
   calcula3on by connec3ng 
   them to this pre‐exis3ng 
   quan3ty representa3on 
Neural recycling & reading  
•    Visual cortex presents mechanisms for invariant shape recogni3on 
•    Visual cortex is connected with auditory and seman3c areas 
•    Visual cortex responds to T shapes, circles, superposed circles.. 
•    Many of these shapes resemble to our leKers 
•    We do not need to create a reading area ex novo, but can preempt 
     other visual and auditory mechanisms 
PRACTICAL ISSUES RELATED TO PLASTICITY AND LEARNING 
‐ LONG‐LASTING LEARNING 
‐ TRANSFERABLE LEARNING 
‐ REAL LEARNING EFFECT 
From theory to prac3ce 
•  How can we generate successful  interven3ons for 
   promo3ng relevant learning ?  
   –  How do we pass from theory to prac3ce? 
   –  Which kind of theory and evidence do we need?  

   –  What is relevant learning? 
   –  Learning that is long‐las3ng and transferable 

   –  How do we promote learning that is long‐las2ng and 
      transferable?  
Plas3city in prac3ce 
•  “Learning and brain plas3city are fundamental 
   proper3es of the nervous system, and they hold 
   considerable promise when it comes to learning a 
   second language faster, maintaining our perceptual 
   and cogni3ve skills as we age, or recovering lost 
   func3ons aXer brain injury.  
•  Learning is cri3cally dependent on experience and the 
   environment that the learner has to face. 
•  … we are s2ll missing the recipe for successful brain 
   plas2city interven2on at the prac2cal 
   level.” (Bavelier, et al., in Gazzaniga, 2009, p. 153) 
Training & Relevant learning 
•  In many cases, training produces 
   effects that cannot be considered 
   as relevant learning, because 
   (Bavelier, et al., in Gazzaniga, 2009, 
   p. 153):  

    –  They are  not long‐las2ng : an effect 
       on learning is not proved by 
       experiments that evaluate short‐
       term effects (e.g.: violent effects of 
       violent video games) 
    –  They are not sufficiently 
       generalized: an effect on learning 
       that is bound to the trained task is 
       barely interes3ng 
    –  Other variables than the learning 
       experience produce an effect, but 
       are not controlled for and evaluated 
Not a maKer of content 
Learning as reusable 
•    “Learning involves acquiring new informa3on      •    Learning is supposed to be re‐usable 
     and u2lizing it later when necessary. Thus,            –    An example: Imagine a motor therapy which 
     any kind of learning implies generaliza2on of               induces the learning of new movements, but 
     the originally acquired informa3on: to new                  these movements can only be accomplished 
     occasions, new loca3ons, new objects, new                   in the therapy room 
     contexts, etc. However, any piece of new 
     informa3on that an organism perceives is 
     episodic and par3cular: it involves a single 
     3me, a specific loca3on and context, and 
     par3cular objects).” (Gergely & Csibra, 2009, 
     p. 3)  

•    “The ques3on of how one can learn (i.e., 
     acquire general knowledge) from bits of 
     episodic informa3on is known as the 
     induc2on problem and has been tackled by 
     various theories of learning. These usually 
     rely on sta3s3cal procedures that involve 
     sampling mul3ple episodes of experience to 
     form the basis of generaliza3on to novel 
     instances.” (Gergely & Csibra, p. 3) 
The neuromyth of the Mozart effect 
•  The Mozart effect 
   (Rauscher, Shaw, Ky, 1993) 
   –  Effects of listening music on 
      spa3al reasoning (Stanford‐
      Binet IQ test) 
   –  Enhancement  
   –  For 15 minutes 
•   a classic case of 
   performance enhancement 
   that is NOT a form of 
   learning, because it does 
   not last 
•  … and a classic neuromyth 
   –  listening to Mozart increases 
      the IQ 
Georgia's Governor Seeks Musical Start for Babies, By KEVIN SACK 
Published: January 15, 1998 

ATLANTA, Jan. 14 — As it is, newborn children in Georgia oXen come home from the hospital 
with a bag of free goodies: baby wipes, diapers, instruc3ons about breast feeding and 
immuniza3ons. Now Gov. Zell Miller wants to throw in a liKle something extra: a casseKe tape or 
compact disc of classical music. 

The music would not be intended to soothe the frayed nerves of parents genng their first doses 
of sleep‐depriva3on from their colicky babies. Rather, Mr. Miller, a devoted fan of country and 
bluegrass music, is convinced that Bach and Mozart can s3mulate brain development at very 
early ages. 

That is why Mr. Miller, a Democrat, proposed as part of his $12.5 billion state budget on Tuesday 
to spend $105,000 to make music available to each of the approximately 100,000 children born 
in Georgia each year. 

''No one ques3ons that listening to music at a very early age affects the spa3al, temporal 
reasoning that underlies math and engineering and even chess,'' the Governor said today. 
''Having that infant listen to soothing music helps those trillions of brain connec3ons to 
develop.'' 
Aggression and violent video games  

•  Violent video games 
   seem to produce 
   effects on 
   physiological 
   arousal, verbal 
   violence, but these 
   effects are only 
   tested few minutes 
   aXer the exposi3on 
   (Bavelier, et al., in 
   Gazzaniga, 2009, p. 
   154) 
Transfer 

•  “In the field of learning, transfer of 
   learning from the trained task to even 
   other very similar task is generally the 
   excep3on rather than the rule.  
•  For instance, Pashler and Baylis (1991) 
   trained subjects to associate one of 
   three keys with visually presented 
   symbols (leX key = P or 2, middle key = 
   V or 8, right key = K or 7). Over the 
   course of mul3ple training blocks, 
   par3cipants reac3on 3me decreased 
   significantly. However, when new 
   symbols were added that needed to be 
   mapped to the same keys in addic3on 
   to the learned symbols … no evidence 
   of transfer was evident.” (Bavelier, et al., 
   in Gazzaniga, 2009, p. 153‐154) 
Methodological issues 
•  Studies on the effects of training on 
   learning should prove that the effects are 
   long‐las3ng and that there is a causal 
   rela3onship between the kind of training 
   and the learning effect (Bavelier, et al., in 
   Gazzaniga, 2009, p. 154‐155) 
    –  The Hawthorne effect of learning: 
       mo3va3onal factors influence 
       performance, but they are not part of 
       the learning experience being 
       evaluated 
    –  The popula3on effect: causal links are 
       not the same than correla3ons, since 
       correla3on could depend  from 
       external factors 

Contenu connexe

Tendances

Jamie Kleiner Luther Rice Application
Jamie Kleiner Luther Rice ApplicationJamie Kleiner Luther Rice Application
Jamie Kleiner Luther Rice ApplicationJamie Kleiner
 
Biological Psychology: Learning & Memory
Biological Psychology: Learning & MemoryBiological Psychology: Learning & Memory
Biological Psychology: Learning & MemoryGuillermo Farfan Jr.
 
M32 physiology of memory
M32 physiology of memoryM32 physiology of memory
M32 physiology of memoryJason Gayheart
 
Biological basis of memory
Biological basis of memoryBiological basis of memory
Biological basis of memoryKarrar Husain
 
Coherent Behavior In Neuronal Networks
Coherent Behavior In Neuronal NetworksCoherent Behavior In Neuronal Networks
Coherent Behavior In Neuronal NetworksLirigzon Gashi
 
Declarative memory
Declarative memoryDeclarative memory
Declarative memoryJong MIn Yu
 
Neurobiology of memory
Neurobiology of memoryNeurobiology of memory
Neurobiology of memoryRavi Soni
 
Modulation of theta phase sync during a recognition memory task
Modulation of theta phase sync during a recognition memory taskModulation of theta phase sync during a recognition memory task
Modulation of theta phase sync during a recognition memory taskKyongsik Yun
 
Computational neuropharmacology drug designing
Computational neuropharmacology drug designingComputational neuropharmacology drug designing
Computational neuropharmacology drug designingRevathi Boyina
 
Quantum physics in neuroscience and psychology a new theory with respect to m...
Quantum physics in neuroscience and psychology a new theory with respect to m...Quantum physics in neuroscience and psychology a new theory with respect to m...
Quantum physics in neuroscience and psychology a new theory with respect to m...Elsa von Licy
 
Building Executable Biology Models for Synthetic Biology
Building Executable Biology Models for Synthetic BiologyBuilding Executable Biology Models for Synthetic Biology
Building Executable Biology Models for Synthetic BiologyNatalio Krasnogor
 

Tendances (19)

Connectomics_Journal Club
Connectomics_Journal ClubConnectomics_Journal Club
Connectomics_Journal Club
 
Sciconsc
SciconscSciconsc
Sciconsc
 
Evaluacion 03 valor 20% unit iii
Evaluacion 03  valor 20% unit iiiEvaluacion 03  valor 20% unit iii
Evaluacion 03 valor 20% unit iii
 
Jamie Kleiner Luther Rice Application
Jamie Kleiner Luther Rice ApplicationJamie Kleiner Luther Rice Application
Jamie Kleiner Luther Rice Application
 
Physiology of memory
Physiology of memoryPhysiology of memory
Physiology of memory
 
Alz+music
Alz+musicAlz+music
Alz+music
 
Biological Psychology: Learning & Memory
Biological Psychology: Learning & MemoryBiological Psychology: Learning & Memory
Biological Psychology: Learning & Memory
 
Memory and learning
Memory and learningMemory and learning
Memory and learning
 
M32 physiology of memory
M32 physiology of memoryM32 physiology of memory
M32 physiology of memory
 
Biological basis of memory
Biological basis of memoryBiological basis of memory
Biological basis of memory
 
Coherent Behavior In Neuronal Networks
Coherent Behavior In Neuronal NetworksCoherent Behavior In Neuronal Networks
Coherent Behavior In Neuronal Networks
 
Declarative memory
Declarative memoryDeclarative memory
Declarative memory
 
Neurobiology of memory
Neurobiology of memoryNeurobiology of memory
Neurobiology of memory
 
Modulation of theta phase sync during a recognition memory task
Modulation of theta phase sync during a recognition memory taskModulation of theta phase sync during a recognition memory task
Modulation of theta phase sync during a recognition memory task
 
Computational neuropharmacology drug designing
Computational neuropharmacology drug designingComputational neuropharmacology drug designing
Computational neuropharmacology drug designing
 
Is neocortex essentially multisensory?
Is neocortex essentially multisensory?Is neocortex essentially multisensory?
Is neocortex essentially multisensory?
 
Memory
MemoryMemory
Memory
 
Quantum physics in neuroscience and psychology a new theory with respect to m...
Quantum physics in neuroscience and psychology a new theory with respect to m...Quantum physics in neuroscience and psychology a new theory with respect to m...
Quantum physics in neuroscience and psychology a new theory with respect to m...
 
Building Executable Biology Models for Synthetic Biology
Building Executable Biology Models for Synthetic BiologyBuilding Executable Biology Models for Synthetic Biology
Building Executable Biology Models for Synthetic Biology
 

Similaire à Cogmaster 2011_Ep1bis

Neuroplasticity of brain
Neuroplasticity of brainNeuroplasticity of brain
Neuroplasticity of brainDiptanshu Das
 
screening models for Nootropics and models for Alzheimer's disease
screening models for Nootropics and models for Alzheimer's diseasescreening models for Nootropics and models for Alzheimer's disease
screening models for Nootropics and models for Alzheimer's diseaseAswin Palanisamy
 
The nervous system: an evolutionary approach
The nervous system: an evolutionary approachThe nervous system: an evolutionary approach
The nervous system: an evolutionary approachCaio Maximino
 
Plasticity of the brain - VCE U4 Psychology
Plasticity of the brain - VCE U4 PsychologyPlasticity of the brain - VCE U4 Psychology
Plasticity of the brain - VCE U4 PsychologyAndrew Scott
 
Neuroplasticity
NeuroplasticityNeuroplasticity
NeuroplasticityBPKIHS
 
Chapter 3 Biological
Chapter 3 BiologicalChapter 3 Biological
Chapter 3 BiologicalJeff Mitchem
 
A history of optogenetics the development of tools for controlling brain circ...
A history of optogenetics the development of tools for controlling brain circ...A history of optogenetics the development of tools for controlling brain circ...
A history of optogenetics the development of tools for controlling brain circ...merzak emerzak
 
Lecture 4 nervous system & behaviour
Lecture 4   nervous system & behaviourLecture 4   nervous system & behaviour
Lecture 4 nervous system & behaviourZeyra Zaha
 
Session 1 Presentation: Attachment, Emotional Well-being and the Developing B...
Session 1 Presentation: Attachment, Emotional Well-being and the Developing B...Session 1 Presentation: Attachment, Emotional Well-being and the Developing B...
Session 1 Presentation: Attachment, Emotional Well-being and the Developing B...AndriaCampbell
 
292 CerconeCopyright © 2006, Idea Group Inc. Copying or .docx
292   CerconeCopyright © 2006, Idea Group Inc. Copying or .docx292   CerconeCopyright © 2006, Idea Group Inc. Copying or .docx
292 CerconeCopyright © 2006, Idea Group Inc. Copying or .docxlorainedeserre
 
Regeneration of mind and brain
Regeneration of mind and brainRegeneration of mind and brain
Regeneration of mind and brainDevashish Konar
 
The Collaborative Mind: Neuroplasticity and Cybernetic Social Cognition
The Collaborative Mind: Neuroplasticity and Cybernetic Social CognitionThe Collaborative Mind: Neuroplasticity and Cybernetic Social Cognition
The Collaborative Mind: Neuroplasticity and Cybernetic Social CognitionMicah Allen
 

Similaire à Cogmaster 2011_Ep1bis (20)

Neuroplasticity of brain
Neuroplasticity of brainNeuroplasticity of brain
Neuroplasticity of brain
 
رویکرد علوم اعصاب؛ ذهن به عنوان مغز
رویکرد علوم اعصاب؛ ذهن به عنوان مغز رویکرد علوم اعصاب؛ ذهن به عنوان مغز
رویکرد علوم اعصاب؛ ذهن به عنوان مغز
 
screening models for Nootropics and models for Alzheimer's disease
screening models for Nootropics and models for Alzheimer's diseasescreening models for Nootropics and models for Alzheimer's disease
screening models for Nootropics and models for Alzheimer's disease
 
The nervous system: an evolutionary approach
The nervous system: an evolutionary approachThe nervous system: an evolutionary approach
The nervous system: an evolutionary approach
 
Neuroplasticity.pptx
Neuroplasticity.pptxNeuroplasticity.pptx
Neuroplasticity.pptx
 
NEURAL PLASTICITY
NEURAL PLASTICITYNEURAL PLASTICITY
NEURAL PLASTICITY
 
Plasticity of the brain - VCE U4 Psychology
Plasticity of the brain - VCE U4 PsychologyPlasticity of the brain - VCE U4 Psychology
Plasticity of the brain - VCE U4 Psychology
 
Neuroplasticity
NeuroplasticityNeuroplasticity
Neuroplasticity
 
AS application
AS applicationAS application
AS application
 
Chapter 3 Biological
Chapter 3 BiologicalChapter 3 Biological
Chapter 3 Biological
 
A history of optogenetics the development of tools for controlling brain circ...
A history of optogenetics the development of tools for controlling brain circ...A history of optogenetics the development of tools for controlling brain circ...
A history of optogenetics the development of tools for controlling brain circ...
 
Identifying Sound Pedagogical Practices Based on Neuroscience
Identifying Sound Pedagogical Practices Based on NeuroscienceIdentifying Sound Pedagogical Practices Based on Neuroscience
Identifying Sound Pedagogical Practices Based on Neuroscience
 
Lecture 4 nervous system & behaviour
Lecture 4   nervous system & behaviourLecture 4   nervous system & behaviour
Lecture 4 nervous system & behaviour
 
Session 1 Presentation: Attachment, Emotional Well-being and the Developing B...
Session 1 Presentation: Attachment, Emotional Well-being and the Developing B...Session 1 Presentation: Attachment, Emotional Well-being and the Developing B...
Session 1 Presentation: Attachment, Emotional Well-being and the Developing B...
 
292 CerconeCopyright © 2006, Idea Group Inc. Copying or .docx
292   CerconeCopyright © 2006, Idea Group Inc. Copying or .docx292   CerconeCopyright © 2006, Idea Group Inc. Copying or .docx
292 CerconeCopyright © 2006, Idea Group Inc. Copying or .docx
 
Brain and Its Functions- Part 3
Brain and Its Functions- Part 3Brain and Its Functions- Part 3
Brain and Its Functions- Part 3
 
Gdp2 2013 14-2
Gdp2 2013 14-2Gdp2 2013 14-2
Gdp2 2013 14-2
 
Education 5
Education 5Education 5
Education 5
 
Regeneration of mind and brain
Regeneration of mind and brainRegeneration of mind and brain
Regeneration of mind and brain
 
The Collaborative Mind: Neuroplasticity and Cybernetic Social Cognition
The Collaborative Mind: Neuroplasticity and Cybernetic Social CognitionThe Collaborative Mind: Neuroplasticity and Cybernetic Social Cognition
The Collaborative Mind: Neuroplasticity and Cybernetic Social Cognition
 

Plus de elena.pasquinelli (20)

Gdp2 2013 14-14bis
Gdp2 2013 14-14bisGdp2 2013 14-14bis
Gdp2 2013 14-14bis
 
Gdp2 2013 14-13
Gdp2 2013 14-13Gdp2 2013 14-13
Gdp2 2013 14-13
 
Gdp2 2013 14-14
Gdp2 2013 14-14Gdp2 2013 14-14
Gdp2 2013 14-14
 
Gdp2 2013 14-9
Gdp2 2013 14-9Gdp2 2013 14-9
Gdp2 2013 14-9
 
Gdp2 2013 14-8
Gdp2 2013 14-8Gdp2 2013 14-8
Gdp2 2013 14-8
 
Gdp2 2013 14-7
Gdp2 2013 14-7Gdp2 2013 14-7
Gdp2 2013 14-7
 
Gdp2 2013 14_3
Gdp2 2013 14_3Gdp2 2013 14_3
Gdp2 2013 14_3
 
Gdp2 2013 14-1
Gdp2 2013 14-1Gdp2 2013 14-1
Gdp2 2013 14-1
 
20130112
2013011220130112
20130112
 
technomyths
technomythstechnomyths
technomyths
 
Illusions cognitives
Illusions cognitivesIllusions cognitives
Illusions cognitives
 
rabbit
rabbitrabbit
rabbit
 
illusions perceptives
illusions perceptivesillusions perceptives
illusions perceptives
 
Ecc2012 13 10
Ecc2012 13 10Ecc2012 13 10
Ecc2012 13 10
 
ECC_2012 2013_huron
ECC_2012 2013_huronECC_2012 2013_huron
ECC_2012 2013_huron
 
Piazza cogmaster cognitive_neuroscience2013
Piazza cogmaster cognitive_neuroscience2013Piazza cogmaster cognitive_neuroscience2013
Piazza cogmaster cognitive_neuroscience2013
 
20121108 gdp2 fr
20121108 gdp2 fr20121108 gdp2 fr
20121108 gdp2 fr
 
Ecc2012 13 5
Ecc2012 13 5Ecc2012 13 5
Ecc2012 13 5
 
Ecc2012 13 9
Ecc2012 13 9Ecc2012 13 9
Ecc2012 13 9
 
Ecc2012 13 5
Ecc2012 13 5Ecc2012 13 5
Ecc2012 13 5
 

Cogmaster 2011_Ep1bis

  • 1. EP1.  Learning  Elena Pasquinelli  Educa3on, cogni3on, cerveau  Cogmaster 2010‐2011 
  • 2. Op3miza3on of educa3on  •  “Considera3ons on the op3miza3on of  educa3onal strategies should take into  account knowledge on brain development and  learning mechanisms that has been  accumulated by neurobiological research over  the past decades.” (Singer, in BaKro, Fischer &  Léna, 2008, p. 97) 
  • 3. •  Pre‐programming and experience: rela2onship  between learning, development, evolu2on  •  Learning all life‐long?  •  Learning everything?   •  Prac2cal issues related to plas2city and learning 
  • 5. Defini3on of learning  •  Learning = modifica3on of stored  •  “any learning, i.e. the  knowledge and of computa3onal  programs  modifica2on of  computa2onal  •  Which takes place through the  programs and of stored  modifica3on of the brain  knowledge, must occur  func3onal architecture  through las$ng  changes in their  •  Learning = long‐las3ng change in  func$onal  the func3onal architecture of the  brain  architecture.” (Singer,  2008, p. 98) 
  • 6. Defini3on of knowledge  •  Knowledge is the product  •  « there is no dichotomy between  of biological processes,  hard‐ and soXware in the brain. The  which determine or  way in which brains operate is fully  modify the func3onal  determined by the integra3ve  architecture of the brain  proper3es of the individual nerve  •  Learning is one of these  cells and the way in which they are  processes  interconnected. It is the func3onal  architecture, the blueprint of  connec3ons and their respec3ve  weight, that determines how brains  perceive, decide, and act.   •  … all the knowledge that a brain  possesses reside in its func3onal  architecture. » (Singer, 2008, p. 98) 
  • 7. Modifica3on of the brain’s func3onal  architecture: 3 processes   •  3 different  “altering the integra2ve proper2es of  processes are  individual neurons…   responsible of  changing the anatomical connec2vity  the  paRerns, …  specifica3on/ modifying the efficacy of excitatory  modifica3on of  and/or inhibitory connec2ons.  the brain’s  …”(Singer, 2008, p. 98)  func3onal  architecture  (and thus, of  knowledge  “Evolu3on,   acquisi3on):  Ontogene3c development,  And learning.” (Singer, 2008, p. 98) 
  • 8. a. Learning and evolu3on  •  Evolu3on has selected both learning mechanisms  and knowledge contents:  – E.g. : “Fire together, wire together”  – E. g. : How to evaluate regulari3es, extract rules,  associate signals, iden3fy causal rela3ons,  reason, associate emo3ons to sensory s3muli  – E. g. How to interpret sensory signals  •  The brain stores knowledge even before making  experiences: it’s not a tabula rasa.  – Educa2on cannot be considered as the task of  filling a hollow box 
  • 9. b. Learning and development  •  The brain at birth is s3ll immature: neurons are in place, basic  distant connec3ons between neurons are formed, but not the most  part of the neurons of the cortex  •  From birth to the end of puberty, neural circuits are formed and  selected  –  Development includes 3me window, or expects certain s3muli at specific  periods of the life of the animal in order to implement certain func3ons  •  During development connec3ons are formed and tested (“fire  together‐wire together”): those connec3ons, which have a high  probability of being ac3vated simultaneously are consolidated,  those which have a low probability are discarded.   •  AXer birth, this networking ac3vity is influenced by individual  experience of the  environment and sensory signals 
  • 10. c. Learning (adult) = func3onal modifica3ons of  brain’s func3onal architecture  •  Development and learning cross their paths, but aXer puberty neural  circuits and the structural architecture of the brain are (apparently)  mostly stabilized  •  Adult learning: Func3onal modifica3ons   –  strength of the connec3ons,   –  efficacy of the connec3ons  •   are the main mechanisms for the modifica3on of the func3onal  architecture of the brain  •  Learning does not modify the architecture of the brain at a structural  level (mostly):   •  it produces func3onal modifica3ons that affect the strength of the  connec3ons between neurons (synapses) = Func2onal plas2city 
  • 11. The role of experience  •  In addic3on to gene3c mechanisms, the brain is  modified by experience  •  Both   – At the level of epigenesis and development (see  effects of depriva3on)  – At the level of learning  •  But with  – constraints to what can be learnt:   •  certain mechanisms protect the brain from  adap3ng to any new informa3on coming from  the environment 
  • 13. Cri3cal (sensi3ve) periods for learning  •  Cri3cal periods = 3me‐ window opportuni3es  •  Development of vision  –  Hubel & Wiesel, 1970:  monocular depriva3on  reduces the number of cells  responding to the ac3vity of  the deprived eye  –   monocular depriva3on has  different effects at different  ages  •  Development of language 
  • 14. The myth of the first three years  •  The no3on of cri3cal periods has been  domina3ng the world of educa3on and has  given birth to myth of the first three years  •  Bruer, 1997 describes this myth as a typical  case of bad transla3on from  neuroscien3fic data to educa3onal  applica3ons  •  Bruer, 1997 cri3cizes the  iden3fica3on of  learning with  synaptogenesis:  –  Different systems have different sensi3ve  periods, in the sense that they do not develop  at the same rate (including within the visual  system)  –  Human cri3cal periods are not necessarily the  same as animals  –  The brain is more plas2c than accorded  before  –  Learning cannot be reduced to  synaptogenesis 
  • 15.  general rule for neuroeduca3on  •  Bruer has used the myth of the first  three years for showing that  neuroscience is s3ll a bridge too far  from educa3on, and can give rise to  neuromyths and misapplica3ons. So  pay aKen3on to:  •  generaliza3on of considera3ons that  are extracted from  –  Animal experiments  –  Data on specific func3ons  •  erroneous iden3fica3on of brain  mechanism and behavioral  phenomenon  –  E.g., Iden3fica3on of learning with  synaptogenesis 
  • 16. From cri3cal periods to different forms  of plas3city  •  (Greenough, Black & Wallace, 1987) have introduced the dis3nc3on between  two ways in which experience modifies the brain:  •  Experience‐expectant plas2city:   –  Selected by evolu3on  –  Concerns sensory motor func3ons  –  Allows to fine‐tune the sensory motor systems in rela3onship to the environment  –  Through the selec2on of synapses that have been generated in excess  –  Defines the s3muli that should be found in the environment for the func3on to develop in a  certain way   –  Experiences are very general and concern s3muli, which are normally present in the  environment  •  Experience‐dependent plas2city:  –  Does not depend on mechanisms that have been selected by evolu3on according to a precise  3ming  –  Evolu3on has selected a capacity to learn from experience in general  –  Through the genera2on of synapses, and the modifica2on of the strength of the synapses 
  • 17. 3 mechanisms for func3onal and  structural plas3city  •  Plas3city is the basis of learning from  •  « The most fascina3ng and important  experience  property of mammalian brain is its  •  3 mechanisms:  remarkable plas3city, which can be  –  Synap3c plas3city = change in strength  thought of as the ability of  or efficacy of synap3c transmission  experience to modify neural circuitry  –  Synaptogenesis & synap3c pruning  and thereby to modify future  –  Excitability proper3es of single neurons  thought, behavior,  feeling.» (Malenka, 2002, p. 147)  •  Synap3c plas3city can be transient  (short term phenomena such as  short‐term adapta3on to sensory  inputs) – depends on modula3on of  transmiKer release  •  Or long las3ng: long‐term form of  memory   –  LTP/LTD (long‐term poten3a3on/long‐ term depression) mechanisms 
  • 18. LTP  •  LTP: repe33ve ac3va3on of excitatory synapses in the hyppocampus  causes an increase in synap3c strength that can last for hours  •  LTP is hypothesized to be involved in the forma3on of memories and  more generally in informa3on storing, hence in learning in general,  because LTP and learning considered at the behavioral level  share  some proper3es:  –  LTP can be generated rapidly and is prolonged and strengthened by  repe33on  –  It is input specific (it is elicited at the ac3vated synapses and not at adjacent  synapses of the same neuron)  –   It’s long‐las3ng  •  How? Modifica3on of dendri3c spines? Growth of spines? Genera3on of new  synapses as a consequence of the splinng or duplica3on of exis3ng spines?   •  Incorpora3ng structural changes into the  mechanisms of long‐term synap3c plas3city  provides means by which the ac3vity  generated by experience can cause long‐las3ng  modifica3ons of neural circuitry  
  • 19. More “structural” plas3city   •  “ Un3l rela3vely recently, it was widely assumed that, except for certain cases of response to brain  damage, the brain acquired all of the synapses it was going to have during development, and that  further plas3c change was probably accomplished through modifica3ons of the strength of  preexis3ng connec3ons.  •   … it has now become quite clear that new connec3ons may arise as a result of differen3al housing  condi3ons  and other manipula3ons throughout much, if not all, the life of the rat…  •  There has not yet been a specific demonstra3on of what might be represented by the changes in  synap3c connec3ons brought about by differen3al environmental complexity, nor are the details  of the rela3onship between brain structure and behavioral performance.” (Greenough, Black &  Wallace, 1987, p. 547‐548)  •  “However, there are a few excep3ons. Over the past years, evidence has become available that in  a few dis3nct brain  region, parts of the hippocampus and the olfactory bulb neurons con3nue to  be generated throughout life, and these neurons form new connec3ons and become integrated in   exis3ng circuitry.”  •  “Thus in these dis3nct areas of the brain, developmental processes persist throughout  life…” (Singer, 2008, p. 108) 
  • 20. Structural plas3city in the adult brain  •  MRI of licensed London taxi drivers were analyzed and  compared with those of control subjects who did not drive  taxis.   •  The posterior hippocampi of taxi drivers were significantly  larger rela3ve to those of control subjects.   •  Hippocampal volume correlated with the amount of 3me  spent as a taxi driver (posi3vely in the posterior and  nega3vely in the anterior hippocampus).   •  These data are in accordance with the idea that the posterior  hippocampus stores a spa3al representa3on of the  environment and can expand regionally to accommodate  elabora3on of this representa3on in people with a high  dependence on naviga3onal skills.   •  It seems that there is a capacity for local plas3c change in  the structure of the healthy adult human brain in response  to environmental demands. (Maguire, et al.,2000) 
  • 22. The role of educa3on  •  3 possible views:  –  One can learn everything, and learns it from scratch  –  What we learn depends on past experiences and is  constructed star3ng from these experiences, but one can  learn everything  –  The way brain has been shaped by selec3on strongly  constrains what can be learnt  •  (Posner & Rothbart, 2007) 
  • 23. Can we learn anything? Constraints and biases  •  Learning experiences sculpt the brain  and cons3tute a framework for future  learning  •  E. g. According to Kuhl (2004) mother  language learning builds a mental filter  that limits second language learning  •  the “cri3cal period” depends on  experience as much as 3me, and is a  process rather than a strictly 3med  window of opportunity that is opened  and closed by matura3on.   –  (Bransford, et al, in Sawyer, 2009) 
  • 24. Can we learn anything? Evolu3on and selec3on  •  «… I have oXen observed that educators hold an implicit model of brain as a  tabula rasa or blank slate (Pinker, 2002), ready to be filled through educa3on and  classroom prac3ce. In this view, the capacity of the human brain to be educated,  unique in the human kingdom, relies upon an extended range of cor3cal plas3city  unique to humans. The human brain would be special in its capacity to  accommodate  an almost infinite range of new func3ons through learning.   •  In this view, then, knowledge of the brain is of no help in designing educa3onal  policies.    •  …. Much of current classroom content, so the reasoning goes, consists in recent  cultural inven3ons, such as the symbols we use in wri3ng  or mathema3cs.  Those  cultural tools are far too recent to have exerted any evolu3onary pressure on brain  evolu3on. … Thus, it is logically impossible that there exist dedicated brain  mechanisms evolved for reading or symbolic arithme3c. They have to be learned,  just like  myriads of other facts and skills in geography, history, grammar,  philosophy … The fact that our children can learn those materials implies that the  brain is nothing but a powerful universal learning machine.  » (Dehaene, in BaKro,  Fischer, & Léna, 2008, p. 233).  
  • 25. Biology and culture  •  Implica3on of  the idea of  tabula rasa: each  learner is  radically  different from  other learners,  and the same  cerebral areas  can be affected  to different  func3ons 
  • 26. Neural recycling hypothesis   •  “… Close examina3on of the func3ons of those brain areas in  evolu3on suggests a possible resolu3on of this paradox. It is not  the case that those areas acquire an en3rely dis3nct, culturally  arbitrary new func3on. Rather, they appear to possess, in other  primates, a prior func3on closely related to the one that they will  eventually have in humans. … rela3vely small changes may suffice  to adapt them to their new cultural domain.   •  « neural recycling hypothesis », according to which the human  capacity for cultural learning relies on a process of pre‐emp3ng or  recycling pre‐exis3ng brain circuitry.  •  In my opinion, this view implies that an understanding  of the  child’s brain organiza3on is essen3al to educa3on. 
  • 27. Neural recycling & mathema3cs  •  Arabic digits and  verbal  numerals are culturally  arbitrary and specific to  humans  •  the sense of numerical  quan3ty is not: it is  present in infants and  animals  •  We learn to give meaning  to our symbols and  calcula3on by connec3ng  them to this pre‐exis3ng  quan3ty representa3on 
  • 28. Neural recycling & reading   •  Visual cortex presents mechanisms for invariant shape recogni3on  •  Visual cortex is connected with auditory and seman3c areas  •  Visual cortex responds to T shapes, circles, superposed circles..  •  Many of these shapes resemble to our leKers  •  We do not need to create a reading area ex novo, but can preempt  other visual and auditory mechanisms 
  • 30. From theory to prac3ce  •  How can we generate successful  interven3ons for  promo3ng relevant learning ?   –  How do we pass from theory to prac3ce?  –  Which kind of theory and evidence do we need?   –  What is relevant learning?  –  Learning that is long‐las3ng and transferable  –  How do we promote learning that is long‐las2ng and  transferable?  
  • 31. Plas3city in prac3ce  •  “Learning and brain plas3city are fundamental  proper3es of the nervous system, and they hold  considerable promise when it comes to learning a  second language faster, maintaining our perceptual  and cogni3ve skills as we age, or recovering lost  func3ons aXer brain injury.   •  Learning is cri3cally dependent on experience and the  environment that the learner has to face.  •  … we are s2ll missing the recipe for successful brain  plas2city interven2on at the prac2cal  level.” (Bavelier, et al., in Gazzaniga, 2009, p. 153) 
  • 32. Training & Relevant learning  •  In many cases, training produces  effects that cannot be considered  as relevant learning, because  (Bavelier, et al., in Gazzaniga, 2009,  p. 153):   –  They are  not long‐las2ng : an effect  on learning is not proved by  experiments that evaluate short‐ term effects (e.g.: violent effects of  violent video games)  –  They are not sufficiently  generalized: an effect on learning  that is bound to the trained task is  barely interes3ng  –  Other variables than the learning  experience produce an effect, but  are not controlled for and evaluated 
  • 34. Learning as reusable  •  “Learning involves acquiring new informa3on  •  Learning is supposed to be re‐usable  and u2lizing it later when necessary. Thus,  –  An example: Imagine a motor therapy which  any kind of learning implies generaliza2on of  induces the learning of new movements, but  the originally acquired informa3on: to new  these movements can only be accomplished  occasions, new loca3ons, new objects, new  in the therapy room  contexts, etc. However, any piece of new  informa3on that an organism perceives is  episodic and par3cular: it involves a single  3me, a specific loca3on and context, and  par3cular objects).” (Gergely & Csibra, 2009,  p. 3)   •  “The ques3on of how one can learn (i.e.,  acquire general knowledge) from bits of  episodic informa3on is known as the  induc2on problem and has been tackled by  various theories of learning. These usually  rely on sta3s3cal procedures that involve  sampling mul3ple episodes of experience to  form the basis of generaliza3on to novel  instances.” (Gergely & Csibra, p. 3) 
  • 35. The neuromyth of the Mozart effect  •  The Mozart effect  (Rauscher, Shaw, Ky, 1993)  –  Effects of listening music on  spa3al reasoning (Stanford‐ Binet IQ test)  –  Enhancement   –  For 15 minutes  •   a classic case of  performance enhancement  that is NOT a form of  learning, because it does  not last  •  … and a classic neuromyth  –  listening to Mozart increases  the IQ 
  • 36. Georgia's Governor Seeks Musical Start for Babies, By KEVIN SACK  Published: January 15, 1998  ATLANTA, Jan. 14 — As it is, newborn children in Georgia oXen come home from the hospital  with a bag of free goodies: baby wipes, diapers, instruc3ons about breast feeding and  immuniza3ons. Now Gov. Zell Miller wants to throw in a liKle something extra: a casseKe tape or  compact disc of classical music.  The music would not be intended to soothe the frayed nerves of parents genng their first doses  of sleep‐depriva3on from their colicky babies. Rather, Mr. Miller, a devoted fan of country and  bluegrass music, is convinced that Bach and Mozart can s3mulate brain development at very  early ages.  That is why Mr. Miller, a Democrat, proposed as part of his $12.5 billion state budget on Tuesday  to spend $105,000 to make music available to each of the approximately 100,000 children born  in Georgia each year.  ''No one ques3ons that listening to music at a very early age affects the spa3al, temporal  reasoning that underlies math and engineering and even chess,'' the Governor said today.  ''Having that infant listen to soothing music helps those trillions of brain connec3ons to  develop.'' 
  • 37. Aggression and violent video games   •  Violent video games  seem to produce  effects on  physiological  arousal, verbal  violence, but these  effects are only  tested few minutes  aXer the exposi3on  (Bavelier, et al., in  Gazzaniga, 2009, p.  154) 
  • 38. Transfer  •  “In the field of learning, transfer of  learning from the trained task to even  other very similar task is generally the  excep3on rather than the rule.   •  For instance, Pashler and Baylis (1991)  trained subjects to associate one of  three keys with visually presented  symbols (leX key = P or 2, middle key =  V or 8, right key = K or 7). Over the  course of mul3ple training blocks,  par3cipants reac3on 3me decreased  significantly. However, when new  symbols were added that needed to be  mapped to the same keys in addic3on  to the learned symbols … no evidence  of transfer was evident.” (Bavelier, et al.,  in Gazzaniga, 2009, p. 153‐154) 
  • 39. Methodological issues  •  Studies on the effects of training on  learning should prove that the effects are  long‐las3ng and that there is a causal  rela3onship between the kind of training  and the learning effect (Bavelier, et al., in  Gazzaniga, 2009, p. 154‐155)  –  The Hawthorne effect of learning:  mo3va3onal factors influence  performance, but they are not part of  the learning experience being  evaluated  –  The popula3on effect: causal links are  not the same than correla3ons, since  correla3on could depend  from  external factors