כיצד המוסיקה משפיעה על תפקוד המוח ?

 

חשיבה מרחבית-טמפורלית לעומת חשיבה לשונית-אנליטית: תפקידה של הכשרה מוסיקלית

 

כולנו מודעים להשפעה הקריטית שיש למוסיקה על מצב הרוח ועל הרווחה הכללית שלנו. ניסויים שנעשו לאחרונה מוכיחים גם משהו פחות אינטואיטיבי: שמוסיקה יכולה לשפר את החשיבה שלנו. (1) לנג ושו (Leng and Shaw) הניחו, (2) בהתבסס על מודל טריון של המוח, שמוסיקה מסוימת יכולה לשפר את הדרך שבה אנחנו חושבים ויוצרים. (3) ניסויים התנהגותיים שנעשו לאחר מכן ביססו את הקשרים האלה – ובמיוחד את "אפקט מוצרט", לפיו קבוצה שהאזינה לסונטה של מוצרט לשני פסנתרים ברה מאז'ור (K.448), הראתה שיפור קצר טווח של החשיבה המרחבית-טמפורלית (ST), לעומת לעומת קבוצות ביקורת אחרות. (4) מבחינת החינוך, מעניין יותר המחקר שהראה שילדי גן שלמדו שיעורי פסנתר במשך חצי שנה שיפרו דרמטית את הביצועים שלהם במשימות של חשיבה המרחבית-טמפורלית, כאשר ההשפעה נשארה למשך כמה ימים, לעומת קבוצות הביקורת (כולל קבוצה שלמדה מחשב) שלא הראו שיפור משמעותי. (5) להלן סיכום של הרעיונות והתוצאות האלה.

 

במאמר זה נטען שאפשר ללמד רעיונות מתמטיים ומדעיים מסוימים שידוע שקשה ללמד אותם, באמצעות שיטות של חשיבה מרחבית-טמפורלית, ובמיוחד בגילאים צעירים. יתרה מזאת, נציע גם שלימוד מוסיקה יכול לשפר את ה"חומרה" במוח שמופקדת על חשיבה מרחבית-טמפורלית.

 

אנחנו מבחינים בין שני סוגי חשיבה: חשיבה מרחבית-טמפורלית (ST) וחשיבה לשונית-אנליטית ((LA. שני סוגי החשיבה האלה קריטיים לדרך שבה אנחנו חושבים ויוצרים; באופן כללי, אנחנו עוברים הלוך ושוב בין שניהם. חשיבה לשונית-אנליטית, למשל, היא החשיבה שאנחנו משתמשים בה יותר בזמן פתרון משוואות והשגת תוצאה כמותית. כפי שציינו, חשיבה מרחבית-טמפורלית היא החשיבה שאנחנו עושים בה שימוש, למשל, במשחק שח-מט, כשאנחנו צריכים לחשוב כמה צעדים קדימה. תכונות המפתח שמשמשות אותנו בחשיבה המרחבית-טמפורלית הן:

 

1.                  העברת תמונות מנטליות במרחב ובזמן ותיאורן,

2.                  סימטריה של דפוסי הפעולה הקליפתיים הטבועים במוח שמשמשים להשוות תמונות פיזיות ומנטליות ו-

3.                  רצפים טמפורליים טבעיים של הדפוסים האלה, המובנים בקליפת המוח.

 

אנחנו טענו שחשיבה מרחבית-טמפורלית קריטית למתמטיקה, (6) ובמיוחד ללימוד חשיבה יחסית, שהוכחה כנושא שקשה ללמד אותו בבתי ספר באמצעות שיטות לשוניות-אנליטיות מסורתיות. (7)

 

דוגמה למצויינות בחשיבה בתמונות

 

כדי לתאר את חשיבותה של החשיבה המרחבית-טמפורלית, נציג כמה היבטים של ההסתמכות הכמעט מוחלטת של המחבר הראשון על חשיבה זו. גרנדין, אישה פונקציונלית מאוד עם אוטיזם, מתארת את היכולות יוצאות הדופן שלה לחשוב בתמונות (חשיבה מרחבית-טמפורלית) כ"מציאות וירטואלית" אינטראקטיבית. (8) היא מתכננת מבנים מצויינת, וחוללה כבר מהפיכות בתחומים מסוימים של עיצוב מבני שהיו בעייתיים מסורתית בשל הקושי לדמיין את הבעיות הנסתרות יותר במבנים. לדוגמה, היא מומחית עולמית לתכנון מתקנים לטיפול במשק חי. העיצובים שלה מהפכניים בכך שהמבנים שלה יוצרים אינטראקציה עם החיות בצורה טבעית כל כך שאפשר לטפל בחיות ללא כל מאמץ, בצורה רגועה ואנושית. כשהיא מתכננת את המתקנים האלה, היא יכולה לדמיין את עצמה במקום החיה, עוברת דרך אחת המערכות שהיא תכננה, וכך היא יכולה לצפות דפוסים בעייתיים שעלולים להתפתח, ולתקן אותם. בדמיון שלה, היא הולכת במתקנים וסביבם והיא יכולה להטיס מסוק דמיוני מעליהם. היא מניעה את עצמה בתוך המבנים ודרכם, במקום לסובב את המבנים בדמיונה.

 

גרנדין יכולה לחשוב בצורה פרקטית יחסית ברמה מורכבת, ולהסתמך על החשיבה המרחבית-טמפורלית שלה בלבד. אנחנו מאמינים שכישורי החשיבה המרחבית-טמפורלית שלה הם שמאפשרים לה לפתור בעיות גלובליות שמקשות על הרבה מהנדסים ואדריכלים שמתבססים בעיקר על חשיבה לשונית-אנליטית. קל לה לתכנן מערכות מכניות, כי היא יכולה לעשות לציוד הרצת נסיון בראש שלה.

 

מודל טריון של תפקוד מוח גבוה יותר

 

במשך מאות שנים אנשים בחנו תפקודי מוח גבוהים יותר כמו מוסיקה, מתמטיקה ושח-מט. (9) ישנם הרבה דיווחים קורלציוניים (10) ואנקדוטליים (11) לגבי קשרים מסוג זה. לנג ושו הציעו מודל של תפקוד מוחי גבוה יותר, שבו יש קשר סיבתי בין מוסיקה לבין חשיבה מרחבית-טמפורלית. (12) המודל שלהם פותח ממודל טריון (13), מימוש מתמטי מורכב מאוד של עקרון הארגון של Mountcastle (14), כאשר העמודה במוח הוא הרשת הנוירונית הבסיסית בקליפת המוח של היונקים. כאן העמודה מורכבת מיחידות משנה, מיני-עמודות שהן הטריונים האלה שעברו אידיאליזציה. לרשת עמודות של טריונים יש רפרטואר גדול של דפוסי פעולה מרחביים-טמפורליים מחזוריים, מובנים, חצי-יציבים שאפשר לגרות אותם ולהשתמש בהם לזכרון ולתפקוד מוח גבוה. לפי המודל, לתינוקות בני יומם יש קליפה מבנית, שמפיקה את הרפרטואר המובנה הזה של דפוסי פעולה מרחביים-טמפורליים ברמת העמודה, ואפשר לגרות או לחזק אותם באמצעות שינויים קטנים בקישוריות באמצעות חוק הלימוד של Hebb. (15) דפוסי הפעולה הטבועים האלה מתפתחים עם הזמן בצורה הסתברותית, מאחד לשני, ברצפים טבעיים שקשורים בסימטריות מסוימות, ויוצרים את השפה הנאורלית המשותפת של הקליפה. התוצאות היו מדהימות כאשר התפתחויות של דפוסי הפעולה במסגרת מודל טריון מופו על גבי מספר צלילים וכלים מוסיקליים ויצרו סגנונות מוסיקה ניתנים לזיהוי (16) כך התקבלה התובנה שאפשר לייחס את התהליכים הנוירונליים הקשורים למוסיקה ולחשיבה מרחבית-טמפורלית אבסטרקטית (17).

 

רכיב המפתח של החשיבה המרחבית-טמפורלית הוא היכולת ה"מובנית" של רשתות העמודות להכיר את היחסים הסימטריים (18) בין דפוסי הפעולה של קליפת המוח בצורה רציפה. אנחנו מתייחסים לתהליך הרצפי הזה כאל "התפתחות דפוסית". (19) תהליכים מנטליים שמתפתחים דפוסית עשויים להתרחש במשך עשרות שניות ועד דקות; לשם ההשוואה, תהליכי זיהוי דפוסים, כגון זיהוי פנים, יכולים להתבצע בחלקיק שניה. ברור שמוסיקה קשורה לרעיון תהליך התפתחות דפוסים, כמו גם החשיבה המרחבית-טמפורלית: היכולת ליצור, לתחזק, לשנות ולהסביר תמונות מנטליות מורכבות גם בהיעדר משוב או קלט חושי חיצוני (20).

 

למרות שיכולות קוגניטיביות כמו מוסיקה וחשיבה מרחבית-טמפורלית תלויות באזורים מסוימים ומקומיים בקליפת המוח, כל היכולות הקוגניטיביות הגבוהות מתבססות על מגוון רחב של אזורים בקליפת המוח. (21) מחקרים שנעשו לאחרונה הראו שכבר בגיל חמישה חודשים קיימות אצל ילדים יכולות קוגניטיביות מורכבות. (22) בדומה לזאת, לתינוקות בני יומם ולילדים קטנים יש יכולות מוסיקליות. (23) אם כן, המוסיקה יכולה להוות "קדם שפה" (24) (עם מרכזים נפרדים ממרכזי השפה (25) בקליפת המוח), שזמינה כבר בגיל מוקדם, ואשר יכולה לגשת לדפוסי הפעולה המרחביים-טמפורליים המובנים בקליפת המוח ולשפר את יכולת הקליפה להשיג התפתחות דפוסית.

 

אפקט מוצרט

הרעיונות של לנג ושו הובילו לניסויים התנהגותיים שמטרתם הייתה לבדוק את הרעיון שהכשרה מוסיקלית בגיל צעיר, כשקליפת המוח של הילד פלסטית מאוד, עשויה לשפר את היכולת להשתמש בהתפתחות דפוסים בחשיבה מרחבית-טמפורלית. ראושר ושו (Rauscher and Shaw) טענו שאם הניסוי עם ילדי הגן יגרום לשיפורים בטווח הארוך כתוצאה מההכשרה המוסיקלית, אז אולי האזנה למוסיקה מסוימת תגרום לשיפור קצר טווח בחשיבה המרחבית-טמפורלית. ניסויי אפקט מוצרט המדהימים הראו שסטודנטים בקולג' השיגו תוצאות גבוהות משמעותית בחשיבה מרחבית-טמפורלית אחרי שהאזינו לעשר הדקות הראשונות של הסונטה של מוצרט במשך שני פיאנו ברה מאז'ור (K448), אבל לא אחרי שהאזינו לקלטת מרגיעה, שקטה, עם מוסיקה מינימליסטית, מוסיקת ריקודים או סיפור קצר.

 

בחרנו במוסיקה של מוצרט הגאון (26) כיוון שהנחנו שמוצרט (שהלחין מוסיקה כבר בגיל 4) ניצל בצורה אולטימטיבית את הרפרטואר הטבוע בו של דפוסי פעולה מרחביים-טמפורליים בקליפת המוח. (27) הסונטה המסוימת נבחרה בקפידה בשל השימוש היוצא דופן בסימטריות, שייתכן שהן רצפי דפוסים טבעיים. הניסויים הדרמטיים האלה היו הראשונים שהציגו קשר סיבתי בין מוסיקה לבין שיפור החשיבה המרחבית-טמפורלית. (28)

 

מספר ניסויים התנהגותיים אחרים שעושים שימושים שונים באפקט מוצרט נמצאים כעת בתהליך. (29) הדגשנו כאן כמה מהרכיבים התיאורטיים והניסויים החשובים ביותר של אפקט מוצרט כדי להנחות חוקרים בתכנון ניסויים וכדי לאשר את האפקט ולהרחיב בנושא. (30) ניתוחים שנעשו לאחרונה בנושא עקביות של רישומי EEG של נבדקים שהאזינו לסונטה של מוצרט (בהשוואה לנבדקים שהאזינו לסיפור קצר) ואז ביצעו משימה שקשורה לחשיבה מרחבית-טמפורלית הראו סינכרוניה משופרת של פעילות עצבית של האזור הקדמי ימני והשמאלי טמפורו-פריאטלי של קליפת המוח. (31) אחרי האזנה לסונטה של מוצרט נרשמה במשך 12 דקות התמדה בדפוסי העקביות של ה-EEG. (32) ניסויי EEG עתידיים עשויים לסייע לצפות אילו סוגי מוסיקה יוכלו לייצר אף הם את אפקט מוצרט.

 

אנחנו מניחים שמנגנונים קורטיקליים דומים מעורבים גם במחקר ילדי הגן, לכן מחקרים נוספים של אפקט מוצרט יוכלו לשפוך אור רב על תוצאות מחקר ילדי הגן, ולהיפך.

 

הכשרה מוסיקלית משפרת את החשיבה של ילדי הגן

 

הנחות שעשינו כתוצאה מהמודל הנאורוני המובנה של המוח (34) הובילו לבחינת ההיפותזה שהכשרה מוסיקלית לילדים קטנים משפרת את החשיבה המרחבית-טמפורלית. 78 ילדי גן השתתפו במחקר שפורסם לאחרונה: הילדים בקבוצת הקלידים קיבלו שיעורים פרטיים על קלידים במשך חצי שנה, והיו שלוש קבוצות ביקורת, ובהן קבוצה של ילדים שקיבלו שיעורי מחשב. (35) הילדים עברו ארבעה מבדקי חשיבה מרחבית סטנדרטיים, מותאמים לגיל שלהם, בתחילת ובסוף המחקר; מבדק אחד העריך את החשיבה המרחבית-טמפורלית, ושלושה מבדקים אחרים בדקו את החשיבה בתחום המרחבי-הכרתי. קבוצת הקלידים הראתה שיפור משמעותי במיוחד במבדק המרחבי-טמפורלי. (נעשה שימוש במבחן הרכבת אובייקט, שבו הילד מתבקש לסדר פיסות פזל כדי ליצור, למשל, חיה מוכרת, על-ידי יצירת תמונה מנטלית של החיה וסיבוב הפיסות כדי שירכיבו את התמונה המנטלית; ישנו שיפור בביצוע אם הפיסות מורכבות יחד בסדר מסוים, שהופך את המשימה הזאת לבעלת אופי מרחבי-טמפורלי). לא נמצא כל שיפור משמעותי בבדיקת החשיבה המרחבית-הכרתית (כגון התאמת אובייקטים, סיווגם וזיהוי מאפיינים דומים). קבוצות הביקורת לא הדגימו שיפור משמעות באף אחד מהמבדקים. הטענה שלנו היא שחשיבה מרחבית-טמפורלית הינה קריטית למשימות בגיל מאוחר יותר, כמו מתמטיקה מתקדמת, הנדסה ושח-מט. הניסוי לא קבע את משך השיפור בחשיבה המרחבית-טמפורלית, אבל הוא נמשך לפחות כמה ימים. לכן יש לתוצאות אלה השלכות חינוכיות עצומות.

 

לימוד מתמטיקה ומדעים באמצעות חשיבה מרחבית-טמפורלית

 

מחקר שבדק 500 תלמידים ב-45 מדינות הראה שארה"ב נמצאת מתחת לממוצע במתמטיקה. (36) תלמידי כיתה ח' בארה"ב נמצאים מתחת לממוצע בגיאומטריה ובחשיבה יחסית, עובדה שתפגע ביכולת שלהם להבין רעיונות מדעיים מסוימים. מערכת החינוך הקיימת מתרכזת בפיתוח כישורי חשיבה לשוניים-אנליטיים ומזניחה את סוג החשיבה המשלים, חשיבה מרחבית-טמפורלית. אנחנו ממליצים לפתח שיטות חדשות ללימוד מתמטיקה ומדעים באמצעות חשיבה מרחבית-טמפורלית. אנחנו כבר יודעים ממחקרים שאפשר ללמד ילדים צעירים היבטים שונים של חשיבה יחסית באמצעות שיטות של חשיבה מרחבית-טמפורלית. (37)

 

תפקיד ההכשרה המוסיקלית בלימוד מתמטיקה ומדעים

 

אנחנו ממליצים מאוד ללמד מוסיקה בבתי הספר שלנו, רצוי החל מגיל גן, על מנת לפתח "חומרה" לחשיבה מרחבית-טמפורלית במוח של הילד. כדאי מאוד לבחון את התפקיד הקריטי ביותר (והמוזנח כיום) של חשיבה מרחבית-טמפורלית בלימוד רעיונות מתמטיים ומדעיים קשים, ולעשות בו שימוש.

 

 

 

הדפסשלח לחבר