Jak działa mózg w procesie uczenia się - od neuronów do wiedzy?

Designed by Freepik

Uczenie się to nie tylko zapamiętywanie faktów – to proces, w którym dosłownie zmienia się struktura naszego mózgu. Choć z zewnątrz wygląda niepozornie (siedzimy z książką, słuchamy nauczyciela, robimy notatki), to w neuronach i synapsach zachodzi skomplikowany taniec impulsów elektrycznych i chemicznych. Zrozumienie tego mechanizmu pozwala lepiej wspierać rozwój uczniów i skuteczniej się uczyć – w szkole, na studiach czy w dorosłym życiu.

Od neuronów do sieci – jak rodzi się wiedza

Podstawowymi „cegiełkami” mózgu są neurony. Komórki te łączą się ze sobą za pomocą milionów połączeń, tworząc gęstą sieć. Kiedy uczymy się czegoś nowego, aktywuje się grupa neuronów – i im częściej ją pobudzamy, tym łatwiej przebiega komunikacja między nimi.

Naukowcy mówią tu o zjawisku „plastyczności synaptycznej” – innymi słowy, neurony wzmacniają swoje połączenia, gdy są używane (Kandel et.al, 2013). To tak, jakby z małej, rzadko uczęszczanej ścieżki w lesie stopniowo robiła się szeroka droga. Dzięki temu informacja staje się łatwiej dostępna.

Jeszcze w XX wieku sądzono, że mózg dorosłego człowieka jest „zamrożony” i nie zmienia się po okresie dzieciństwa. Dziś wiemy, że to mit. Badania pokazują, że mózg zachowuje zdolność do reorganizacji przez całe życie – to zjawisko nazywamy neuroplastycznością. U dzieci i młodzieży plastyczność przejawia się m.in. w intensywnym „przycinaniu synaptycznym” – eliminowaniu nadmiarowych połączeń, dzięki czemu mózg staje się bardziej efektywny. U dorosłych pozwala uczyć się nowych języków, rozwijać pasje czy nawet odzyskiwać funkcje po udarach (Kossut, 219).  To właśnie neuroplastyczność sprawia, że możemy się rozwijać przez całe życie.

W mózgu codziennie bombarduje nas tysiące bodźców. Jednak tylko niewielka część z nich ma szansę trafić do pamięci. Kluczem jest uwaga, która działa jak filtr. Jeśli materiał nie zostanie zauważony, nie ma szansy na zapisanie się w pamięci długotrwałej. Dlatego tak ważne jest tworzenie warunków, które wspierają koncentrację. Krótkie, dynamiczne formy pracy, angażowanie zmysłów, zadawanie pytań – to strategie, które czynią proces uczenia się bardziej efektywnym.

Powtórki – fundament trwałego zapamiętywania

Już pod koniec XIX wieku Hermann Ebbinghaus odkrył, że zapominamy nowe informacje bardzo szybko – nawet 70% w ciągu jednej doby, jeśli nie powtórzymy materiału. W XX wieku badacze, tacy jak C.A. Mace, P.A. Lloyd i H.F. Spitzer, rozwijali tę ideę, a później Sebastian Leitner i Paul Pimsleur opracowali systemy oparte na tej metodzie. Na szczęście regularne powtórki, szczególnie rozłożone w czasie, skutecznie wzmacniają pamięć (Maruszewski, 2001).

Dobrze sprawdza się tu technika spaced repetition czyli systematyczne powtarzanie w określonych odstępach czasu. Metoda powtórek w interwałach to skuteczna technika kształtowania pamięci długotrwałej, potwierdzona licznymi badaniami naukowymi. Jej podstawą jest strategiczne powtarzanie materiału w optymalnych odstępach czasu, tuż zanim zaczynamy zapominać określone informacje. Dziś spaced repetition jest wspierana przez liczne programy komputerowe i aplikacje, które optymalizują powtarzanie poprzez algorytmy dostosowujące odstępy czasowe do indywidualnych potrzeb uczącego się. Badania, m.in. prowadzone na Universityof California (https://jaksieuczyc.pl/spaced-repetition/, 2025), a także na Ohio Wesleyan University (Bahrick, Hall, 2005), wykazały, że rozłożone w czasie powtórki są zdecydowanie skuteczniejsze niż intensywne, krótkotrwałe sesje. Metoda ta sprawdza się w nauce języków obcych, medycynie, naukach ścisłych i wielu innych dziedzinach, znacznie poprawiając efektywność nauki i utrzymanie wiedzy na dłużej.

Inne metody wpisujące się w spaced repetition to:

• aktywne odtwarzanie treści np. testy, quizy, samodzielne tłumaczenie na własne słowa,

• łączenie wiedzy z praktyką i przykładami z życia.

  
  

Sen – niezbędny element nauki

Sen jest niezbędnym elementem procesu uczenia się, choć wielu uczniów wierzy, że „zarywanie nocy” przed klasówką pomoże im przyswoić więcej materiału. W rzeczywistości brak snu działa przeciwskutecznie – podczas snu, a szczególnie w fazach NREM i REM, mózg porządkuje informacje, wzmacnia ważne połączenia neuronowe i jednocześnie usuwa te, które są zbędne. Ten proces nazywany jest konsolidacją pamięci i jest kluczowy dla przeniesienia wiedzy z pamięci krótkotrwałej do długotrwałej.

Faza NREM, zwłaszcza jej głębokie stadium (NREM III), wiąże się z konsolidacją pamięci deklaratywnej, czyli faktów i informacji, które można świadomie przywołać. W czasie tej fazy zachodzi też fizyczna regeneracja organizmu i mózgu. Z kolei faza REM, w której pojawiają się żywe sny, jest istotna dla przetwarzania emocji, pamięci proceduralnej oraz kreatywnego łączenia nowych informacji. Faza REM wspomaga także integrację wiedzy oraz wzmocnienie między różnymi obszarami mózgu odpowiedzialnymi za emocje i pamięć.

Brak odpowiedniej ilości snu powoduje problemy z koncentracją, obniża kreatywność i dramatycznie osłabia zdolności zapamiętywania. Dlatego, aby nauka była efektywna, nie wystarczą same powtórki materiału – konieczny jest też dobry sen, który pozwala mózgowi wzmocnić i uporządkować zdobyte informacje. Warto także pamiętać, że krótkie drzemki w ciągu dnia oraz aktywność fizyczna pozytywnie wpływają na pamięć i procesy poznawcze.( Rola snu w pamięci - klucz do lepszego przyswajania informacji - ADMED, 2025)

Czego mogą nauczyć się nauczyciele z neuronauk?

Badania nad mózgiem dostarczają praktycznych wniosków dla edukacji (Immordino-Yang, Damasio, 2007).:

• Aktywne uczenie się jest skuteczniejsze niż pasywne słuchanie – warto stawiać na projekty, dyskusje i doświadczenia.

• Emocje są paliwem dla pamięci – pozytywna atmosfera wzmacnia przyswajanie wiedzy, stres i lęk je blokują,

• Indywidualne tempo – uczniowie rozwijają się w różnym rytmie, dlatego różnorodność metod dydaktycznych jest kluczowa.

• Ruch i przerwy podnoszą efektywność prac mózgu – krótka gimnastyka czy spacer lepiej przygotowują do nauki niż godziny w ławce bez przerwy.

• Krytyczne myślenie o „neuromitach” – np. przekonaniu o „prawopółkulowych i lewopółkulowych” uczniach czy konieczności dopasowywania nauki do „stylów uczenia się”. Teorie te nie znajdują potwierdzenia w rzetelnych badaniach.

Podsumowując, uczenie się to proces oparty na pracy neuronów, plastyczności mózgu i odpowiednim zarządzaniu uwagą. Skuteczność przyswajania wiedzy zwiększa regularne powtarzanie materiału, dbanie o sen i angażowanie emocji. Wiedza płynąca z neuronauk pozwala tworzyć edukację bardziej przyjazną i skuteczną – w klasie, w domu i w codziennym życiu. A jakie narzędzia Wy wykorzystujecie by wesprzeć proces uczenia się? Podzielcie się proszę swoimi doświadczeniami.

Źródła i dodatkowa literatura:

Bahrick H. P., Hall L.K. (2005). The Importance of Retrieval Failures to Long-term Retention: A Metacognitive Explanation of the Spacing Effect". Journal of Memory and Language, Vol. 52, nr 4.

Ebbinghaus, H. (1885). Über das Gedächtnis. Leipzig: Duncker & Humblot.

Immordino-Yang, M. H. & Damasio, A. (2007). We Feel, Therefore We Learn: The Relevance of Affective and Social Neuroscience to Education. Mind, Brain, and Education, 1(1).

Kandel, E. R., Schwartz, J. H., & Jessell, T. M. (2013). Principles of Neural Science (5th edition). McGraw-Hill.

Kossut M., Neuroplastyczność – podstawowe mechanizmy, Neuropsychiatria i Neuropsychologia 2019; 14, 1–2: 1–8

Maruszewski T. (2001). Psychologia poznania. Gdańsk: Gdańskie Wydawnictwo Psychologiczne 

Sousa, D. A. (2016). How the Brain Learns. Corwin.

Zull, J. E. (2011). The Brain, Learning, and the Teaching Process. Stylus.

Rola snu w pamięci - klucz do lepszego przyswajania informacji - ADMED

https://jaksieuczyc.pl/spaced-repetition/