Denkend komt informatie tot kennis in de taal die we met elkaar communiceren.

“De grenzen van mijn taal betekenen de grenzen van mijn wereld” is een vaak geciteerde uitspraak van de Oostenrijkse taalfilosoof Ludwig Wittgenstein uit diens Tractatus oftewel Logisch-philosophische Abhandlung (gepubliceerd in 1922). 

Ik vat deze sterk ‘in taal gevangen’ werkelijkheidsopvatting breder op. Taal zie ik als een communicatieverschijnsel, in navolging van Anton Reichling (1935) in zijn proefschrift over ‘Het woord. Een studie omtrent de grondslag van taal en taalgebruik’ (zie figuur 2 voor de boekcover).

Door met elkaar te communiceren leren we om in de taal die we samen delen, informatie om te zetten in kennis. Dat is een intentioneel gestuurd proces. Op die manier leggen we ook waarden en normen.

Een rijkgeschakeerde hoeveelheid signalen stroomt ongericht via onze zintuigen binnen. Het richten van die waarnemingen vanuit aandachtregulatie en verwerkingscapaciteit stelt ons in staat om die informatie daadwerkelijk te richten, te bewerken en op waarde in te schatten.

Die waardering stuurt de manieren waarop we ons tot onszelf en tot een veranderende omgeving moeten verhouden en de aanpassingen die nodig zijn. Het betreft oplossingen waarmee we onze omgeving en informatiestroom kunnen beïnvloeden, zodat we ons daarin kunnen blijven handhaven. Informatie die we daarbij als essentieel zijn gaan ervaren moet worden overgedragen aan anderen om tot duurzame en efficiënte aanpassingen in de inrichting van onze leefomgeving te komen. 

De betekenisvolle omzetting van informatie naar kennis via communicatie duiden we aan met ‘cognitie’. De term ‘cognitie’ komt van het Latijnse woord cognoscere; kennen of weten. 

Het verwijst naar ons algehele denkvermogen en het vermogen om de basisconcepten daarin te ontdekken en vervolgens in ons geheugen op te slaan. In die basisconcepten verankeren we de kenmerkende eigenschappen en toepassingen uit ervaren handelingen, gedragingen en toepassingen van voorwerpen, personen en dieren. Het stelt ons in staat om te matchen en te vergelijken, patronen te herkennen en routines of rituelen op te bouwen. Het bundelen van informatie in betekenisvolle entiteiten of concepten komt via communicatie met anderen beschikbaar als overdraagbare kennis. Naast aandachtregulatie, werkgeheugen, informatieverwerking, redeneervaardigheid en probleemoplossend vermogen onderscheiden we ook rekenen, lezen en schrijven, plannen maken, intentioneel handelen en initiatieven nemen als voorbeelden van cognitieve functies.

Niet op zichzelf staand

Neuropsychologisch gezien wordt cognitie in verband gebracht met een nauwgezet samenspel van verschillende mentale processen. Aandachtregulatie is nodig om zintuiglijke waarneming functioneel te richten en te kunnen filteren op essentiële informatie, zodat die signaal- en informatieverwerking leidt tot efficiënte opslag van data (geheugen) om van daaruit verwerkt of bewerkt te worden voor betekenisverlening. Je weet dan waar een teken, begrip, klank, handeling of gebaar naar verwijst en functioneel (vaak vanuit ervaring) voor staat of gebruikt wordt. Ons alledaagse, algehele functioneren wordt voor een belangrijk deel bepaald of beïnvloed door dat samenspel van mentale processen en cognitieve vaardigheden. Dat alles maakt cognitie tot een veelomvattend begrip. Bij cognitieve functies denken velen automatisch aan 'intelligentie'; een nog lastiger begrip om te definiëren. Bij intelligentie gaat het veeleer om het slim en efficiënt gebruik van cognitieve, verstandelijke en adaptieve vaardigheden bij het vinden van oplossingen van problemen met een vast omschreven doel en structuur¹. Intelligentie is dus heel veel meer dan de IQ-score op een intelligentietest.

Executieve Functies

De hierboven genoemde keten van mentale processen die we toeschrijven aan cognitie en intelligentie zien we ook terug in de definitie van ‘executieve functies’ (EF). Ook hier gaat het om een verzamelbegrip van cognitieve, adaptieve, sociaal-emotionele of sociaal-affectieve processen die we geleidelijk aan ontwikkelen om de planning en uitvoering van handelingen en gedragingen te reguleren². Deze processen of functies vormen een functioneel geheel en zijn onderling geschakeld. Executieve functies ontstaan vanuit drie pijlers of hoofdprocessen: inhibitievermogen om ontregelende signalen en invloeden te weren of weg te filteren en eerste impulsen om primair te reageren tegen te houden, het werkgeheugen om veranderende waarnemingen van en in de omgeving te kunnen volgen en vast te kunnen leggen en cognitieve flexibiliteit of wendbaarheid om verschillende zienswijzen en perspectiefwisselingen te kunnen volgen, opslaan en verwerken. Het lerend vermogen binnen en vanuit deze drie pijlers vindt zowel bewust als onbewust plaats. Iets nieuws leren, leren door training of het doorlopen van een behandeling zijn bewuste leertrajecten. Onbewust leren gebeurt vanuit tal van waarnemingen en ervaringen van waaruit patronen, routines, associaties en redeneerpatronen ontstaan. De omgeving en wat hierin gebeurt, vormen belangrijke actoren. Vanuit de genoemde drie pijlers ontwikkelen zich gaandeweg de hogere orde executieve functies waaronder redeneren, probleem oplossen, plannen, complexe patroonherkenning, het genereren van betekenissen en redeneringen (inductie, deductie) uit ervaringen en waarnemingen, lezen en rekenen³.

Brein en cognitie

Bekend is dat de prefrontale, lateraal gelegen hersengebieden (zijwaarts aan de voorkant van de hersenen) zich vanaf de vroege peuter-kleuterleeftijd tot ver in de adolescentie actief bezighouden met cognitieve procesregulatie⁴. De thalamus is vooral bekend als relay-centrum; het verzamel- en vertrekplatform van informatiestromen vanuit aanleverende systemen zoals zintuiglijke waarnemingsdetectie (visueel-motorisch, visueel-ruimtelijk, visueel-grafisch) vanuit de neocortex en het efficiënt ordenen, opslaan en terugvinden (ophalen) van informatie, met name informatie gekoppeld aan ruimtelijke, situationele oriëntatie vanuit de hippocampus (zie figuur 3 voor lokalisaties van deze hersengebieden). 

Vanuit die functies is de thalamus ook betrokken bij emotionele regulatie en adaptief functioneren (aanpassingsvermogen en zelfregulerend vermogen). Nieuwe inzichten vanuit onderzoek bij patiënten met ernstige vormen van geheugenverlies geven aan dat de thalamus en de hippocampus naast de distributiefunctie een belangrijke cognitief mediërende functie hebben⁵. Tijdens de verwerking en bewerking van waarnemingen worden onderweg op specifieke tussenstations naar betrokken kerndomeinen (zoals situationeel geheugen, emotionele associaties, sensomotoriek) daarbij passende of behorende data opgeslagen (‘memes’, templates, concepts). 

Die informatie-eenheden zijn onderling geschakeld en kunnen achteraf als een soort cognitief algoritme opgespoord en opgeroepen worden. De hippocampus en thalamus sturen die processen aan. Overigens goed passend bij de eerdergenoemde relay- of doorverbindingsfunctie van zintuiglijke waarnemingen, de uitvoering van werkgeheugen functies en emotie-regulatie. Dat vertaalt zich cognitief naar vaardigheden als het kunnen vergelijken van begrippen, conceptuele betekenis-associaties, patroonherkenning, ontdekken of ontwikkelen van rituelen en routines, imitatieve vaardigheden en spiegelen.

Hersenscans

De resultaten van de meeste visuele weergaven van mentale processen in het brein zijn gebaseerd op complexe statistische berekeningen en bewerkingen van grote hoeveelheden data. De fotografische scans (waaronder fMRI) zijn doorgaans niet een-op-een te herleiden of te projecteren op individuele gedragsobservaties.  Het betreft data die verkregen zijn uit experimenteel onderzoek met onder gecontroleerde omstandigheden uitgelokte onderzoekstaken bij verschillende personen met verschillende achtergronden. Er is nog weinig kennis over de invloed van individuele variatie in de organisatie en ontwikkeling van neurale netwerk- en hersenstructuren voor cognitie. Verschillen die veroorzaakt kunnen worden vanuit genetische aanleg,door aangeleerd gedrag, persoonlijkheid, sociale omstandigheden en andere omgevingsfactoren. Ook zijn de huidige neuroprojectie-methoden (nog) niet goed in staat om veranderingen in de routes van lopende informatieverwerking en in interconnectiviteit (samenhangende verbindingen) van onderliggende neurale netwerken in beeld te brengen.

Verbeterde inzichten in de ontwikkeling van die interconnectiviteit of neurale netwerkvorming  hebben, samen met verruimde kennis over de lokalisatie van hersenfuncties (kerndomeinen), geleid tot theorievorming over neuroplasticiteit en een natuurlijk geleid compensatievermogen van het brein. De uitgebreide en diep vertakte neurale verbindingen binnen en tussen neurale netwerken van de verschillende kerndomeinen maken het brein enerzijds gevoelig voor beschadigingen,maar anderzijds ook weer robuust vanwege de talrijke mogelijke ‘bypasses’ die als alternatieve routing geactiveerd of via behandeling en intensieve training ingeslepen kunnen worden (revalidatie- en remediëringstrajecten). Zo kan worden bepaald hoe niet-sprekende kinderen met motorische en verstandelijke beperkingen, via bijvoorbeeld spraakcomputers en aangepaste bedieningsapparatuur, informatie naar kennis kunnen omzetten en weergeven.

Ook al leveren de hersenscans mooie kleurrijke momentopnames op en zijn ze niet een-op-een te koppelen aan actueel waarneembaar gedrag, het heeft wel bewijskracht opgeleverd  voor de eerder opgestelde theoretische modellen van cognitieve processen. Kennis die met name geleid heeft tot betere en toetsbare theorievorming over de werking van neurale netwerken en de interconnectiviteit binnen die netwerken⁶. Geleidelijk aan werkt dat verbeterde inzicht ook door op het toepassen van beredeneerde en verklarende beslismodellen voor behandeling en ondersteunende technologie, waaronder ondersteunende communicatievoorzieningen en een daarbij passende behandelingswerkwijze. We zijn daardoor in toenemende mate beter in staat om aan te geven waarom we doen wat we doen.

Cognitie = Connectiviteit

De aanleg van neurale netwerken en de onderlinge verbindingen (intra- en interconnectiviteit) bij cognitie, intelligentie en executieve functies is bepalend voor de ontwikkeling van ons leervermogen. Ontwikkelen en leren doen we een leven lang, maar heeft topprioriteit vanaf de vroege kindertijd tot in de late adolescentie.

Het moge duidelijk zijn dat de hierbij betrokken executieve functies en daarbinnen de cognitieve processen geen eenduidig bepaalde en gestandaardiseerde procesgang is. Cyriel Pennartz (2015) geeft in zijn boek ‘The brain’s representational power. On consciousness and the integration of modalities’  (zie figuur 4 voor de boekcover) op helder geformuleerde en wetenschappelijk onderbouwde manier weer hoe de werking van deze cognitie - en bewustzijnsprocessen in ons brein verloopt.⁷

Hij geeft aan dat de organisatie en werking van neurale netwerken in dat opzicht niet te vergelijken is met de voornamelijk serieel geordende (algoritmische) basisprocessen van een centrale verwerkingseenheid (CPU) in een computer bij het doorlopen van een vooropgezette programmacode.

Bewustzijn en cognitie onttrekken zich aan waar te nemen biochemische processen op neuronaal en neuraal niveau. Pennartz weet dat treffend te formuleren en te onderbouwen door te verwijzen naar klinisch, empirische data uit experimenteel onderzoek. In ons brein werken verschillende neurale netwerken voortdurend simultaan naast en met elkaar (Parallel Distributed Processing, PDP). Op die manier zijn de hersenen in staat om informatie afkomstig uit verschillende, tegelijkertijd werkende, waarnemingssystemen te ontvangen, te analyseren, te verwerken, te koppelen en te integreren. Zo zijn we in staat om signalen vanuit verschillende zintuigen tegelijkertijd te integreren en betekenisvol te interpreteren.

We zien, ruiken, voelen en proeven tegelijkertijd als we een appel eten en begrijpen, weten dat het geen peer is. En dan hebben we het nog niet over de andere daarbij simultaan of parallel geschakelde functies of kerndomeinen in het brein zoals de benodigde aandachtregulatie, geheugenfuncties en -trajecten (zoeken, ophalen, toetsen, bijwerken), motoriek en praxis (sensomotorische planning en de planmatige uitvoering bij pakken, oog-hand coördinatie, bijten, kauwen bij het eten van de appel), lexicale selectie en toekenning van begrip, woord of gebaar bij het benoemen (motoriek), de emotionele beleving van de smaaksensatie of het eetmoment en de daarmee gepaard gaande opslagen herinneringen (in het episodisch geheugen), het tegelijkertijd controleren en aanpassen van handelen en gedrag op basis van wat er in de omgeving en bij het eten van de appel gebeurt.

Deze multimodale waarnemingen en verwerkingsprocessen vinden simultaan en verspreid (gedistribueerd) plaats op verschillende plekken of kerndomeinen in het brein (aandacht, waarneming, geheugen, cognitie, sociaal-emotioneel, oriëntatie, adaptatie, zelfredzaamheid, motoriek, taal) met daarbij de betrokken eigen neurale netwerkverbindingen die op hun beurt weer onderling verbonden zijn. De uitlopers van de zenuwcellen vormen ketenachtige verbindingen of neurale netwerken met andere zenuwcellen om bepaalde taken, functies uit te kunnen voeren (intra-connectiviteit). Daarbij schakelen ze ook met andere netwerken die tegelijkertijd of in combinatie met de taakuitvoering nodig zijn (interconnectiviteit). Naast de parallel, wijdverspreide verwerking van de waarnemingen vindt tegelijkertijd in en tussen die netwerkverbindingen opslag (geheugenfuncties) plaats (zie figuur 5). Zo weten we een volgende keer hoe die appel zal smaken, hoe we die appel moeten hanteren en eten, maar ook wanneer en waar we zo’n soort appel al eerder gegeten en beleefd hebben. Het brein stelt ons op die manier dagelijks in staat om bewust en onbewust te leren door vanuit die verschillende waarnemingen, belevingen, gebeurtenissen en ervaringen informatie om te zetten en vast te leggen in kennis en kennisnetwerken (‘engrams’).

Het aantal en de sterkte van verbindingen binnen de intra- en interconnectiviteit van neurale netwerken (zie figuur 6) en de parallelle werking van functioneel geschakelde netwerken zijn door leren, trainen en therapie (behandeling) te beïnvloeden.

Nature-Nurture-Culture

Communicatie en taal lopen in die neurale ontwikkelingsgang mee; deels en soms als voorwaardelijk stuwende kracht en op gezette tijden ook in het kielzog profiterend ervan.

De aanleg van de neurale netwerken (nature) voor cognitie is genetisch bepaald en wordt vanuit gezamenlijke ervaringen en belevingen (nurture) in dagelijkse interactie met de omgeving in zijn ontwikkeling en uitbouw gestuwd. De wijze waarop dat gebeurt, is afhankelijk van de (vaak impliciete) regels, geloofsopvattingen en waarden vanuit die (directe) omgeving die daarin impliciet meegenomen en overgedragen worden (culture). Hetzelfde geldt voor communicatieontwikkeling en taalverwerving. Sterker nog, cognitieve of executieve functies, communicatieve competentie en taalverwerving zijn in de aanleg van hun neurale netwerk en de wijze waarop ze vanuit interactie met de omgeving in hun ontwikkeling gestuwd worden in hoge mate van elkaar afhankelijk. Hun netwerken zijn vanaf het prille begin met elkaar vervlochten.

De meest geciteerde versie van deze voorwaardelijke relatie tussen cognitie, communicatie en taal, staat bekend als ‘cognitiehypothese’ en komt van Richard Cromer⁸ (zie figuur 7 voor de boekcover):

… het uiten en begrijpen van taal en taalkennis zijn afhankelijk van de mate waarin we hiertoe in staat worden gesteld door onderliggende cognitieve vaardigheden …

De bron van de cognitiehypothese ligt bij opvattingen van Jean Piaget⁹, waarbij de vroegkinderlijke cognitieve ontwikkeling en inhoud (‘containment’) zich volgens een vast patroon ontplooien. Het waarnemen en herkennen van lineair of serieel geordende samenhangen gaat daarbij vooraf aan het waarnemen en herkennen van associaties, hiërarchische en beredeneerde verbanden. In het verlengde daarvan beschrijft Piaget dat ook egocentrisme (eigen lichaam-gebonden waarneming, betekenisverlening en interpretatie) voorafgaat aan ‘allocentrisme’ (het waarnemen en herkennen van patronen vanuit andermans perspectief of omgevingsperspectief). Zoals wel vaker het geval is bij dit soort disputen, ligt de waarheid meestal ergens in het midden; het een kan niet zonder het ander.

Kortom, cognitie staat als kerndomein niet op zichzelf. In mijn voorgaande blogs over aandacht, waarneming en geheugen kwam die onderlinge beïnvloeding en relatie met cognitie al aan bod. Omgevingsfactoren en persoonlijke kenmerken staan hier niet los van. Vanuit hun vroege beschermde moeder-kind interactie bouwen kinderen, gekenmerkt door lichaamsgebonden geborgenheid, sociaal- emotionele hechting en gezamenlijke oriëntatie op de omgeving, een geheel eigen waarnemings- en ervaringsperspectief op van hun gezamenlijk beleefde activiteiten en omgeving. Daarin worden al snel dagelijkse routines en patronen herkend, die al net zo gauw leiden tot standaard gedragspatronen, intentioneel geleide handelingen en betekenisverlening. Zien, horen, ruiken, proeven, tast en voelen bieden het zintuiglijk ervaren contact met de directe omgeving dat via motoriek (samen bewegen, rollen, kruipen, zitten) actief ervaren wordt. Dat alles karakteriseert de eerste schreden van het jonge kind naar cognitieve ontwikkeling die vanuit communicatieve interactie met de omgeving worden aangezet. Van daaruit vindt verdieping en verbreding plaats op alle hierboven genoemde kerndomeinen. Taalverwerving schakelt daar synchroon in mee^10,11.

Het ontwikkelpotentieel van kinderen met ernstig meervoudige beperkingen

Cognitie is een verzamelbegrip en moeilijk onder een term en benadering te vangen. Bij mensen met meervoudige beperkingen is cognitie vaak vanuit andere kerndomeinen belemmerd geraakt. Zicht op het ontwikkelings- en leerpotentieel is alleen te krijgen door het kluwen van stoornissen, waar cognitie deel van uitmaakt, stukje bij beetje te ontrafelen. Het is daarbij van belang om de cognitie, intelligentie of executieve functies (EF) niet als een totaalbegrip te benaderen maar vanuit de samenstellende onderdelen (w.o. matchen, vergelijken, puzzelen, deel-geheel relaties en mozaïeken, actie-reactie en oorzaak-gevolgrelaties, object-permanentie, associëren, patronen en regelmatigheden, ritme …), net zoals bij IQ-testen en veel neuropsychologische testbatterijen. Alleen vanuit de constituerende onderdelen is de gelaagdheid van cognitie te onderzoeken en te beoordelen. Dat vereist kennis en inzicht over de wijze(n) waarop de verschillende ontwikkelings- en kerndomeinen samenwerken bij aandachtregulatie, waarneming en zintuiglijke integratie, werkgeheugen, oriëntatie (lichaam, ruimte, tijd, sociaal), adaptatie (flexibiliteit, overzicht, anticiperen, routines en rituelen herkennen), sociaal-emotionele status (empathie, Theory-of-Mind, perspectiefwisseling, beurtpatronen, zelfbeeld/ik-besef, seksualiteit en lichaamsbeleving, stress, motivatie),  zelfredzaamheid en zelfregulerend vermogen, motoriek (bewegingsapparaat, mobiliteit), taalfuncties waaronder woordenschat (ook in gebaren en pictogrammen), beregeling (fonologie en grammatica), verhaal- en vertelvaardigheid. En dat allemaal vanuit de relatie met communicatieve competentie.

Het ontwikkel- en leerpotentieel wordt voor een belangrijk deel bepaald door vaardigheden en gedrevenheid van het kind op bepaalde kerndomeinen en de manier om die ondersteund en compenserend in te zetten voor zwakkere of ernstig belemmerde vaardigheden op bepaalde kerndomeinen. Kinderen met ernstige meervoudige beperkingen zijn vaak niet in staat om zicht (overzicht) te krijgen en vast te houden op wat er in hun directe omgeving gebeurt. Geen overzicht betekent ook dat er ook geen inzicht ontstaat. Overprikkeling van waarnemingen (teveel sterke indrukken, waarnemingen vanuit visus en gehoor) belemmeren de filtering en werking van het korte termijn (zintuiglijk) geheugen en daardoor ook het werkgeheugen, waardoor cognitie (waaronder het patronen herkennen, betekenisverlening, het zien en onderscheiden van relaties met samenhangen en verschillen) geen kans krijgt. Dit alles kan leiden tot onthechting, gedragsmatige ontkoppeling door weglopen of in zichzelf gekeerd gedrag of zelfs zelfbeschadigend gedrag (emotionele regulatie en lichaamsgebonden oriëntatie) en bemoeilijkte aanpassing aan veranderende omstandigheden en gebeurtenissen in de omgeving (probleem met adaptatie en zelfredzaamheid). We zien druk, schreeuwend, heen-en weer-lopend gedrag. Motoriek, geluid en gehoor (schreeuwen), vestibulaire stimulering wordt ingezet om overprikkeling te compenseren. Overprikkeling leidt dus op zijn beurt tot prikkelzoekend gedrag. Motoriek wordt ingezet om tot sociaal-emotionele regulatie en daardoor verbeterde aandacht en waarneming te komen, waardoor geheugen en cognitie een kans krijgen. Qua therapie betekent dit dat versterking van het sociaal-emotionele kerndomein (een-op-een werken, co-actief gebaren en bewegen, diepe druk en schommelende, beweging, ritmiek en muziek-beleving) tot verminderde stress-aanmaak moeten leiden. Het sociaal-emotionele kerndomein geldt hier als initiator van natuurlijk compensatiegedrag dat motorische activatie aanwakkert om de aandacht en verwerking van zintuiglijke waarnemingen te reguleren en het werkgeheugen in staat te stellen om situationele kenmerken op te sporen en vast te leggen en cognitief patroonherkenning, rituelen op te bouwen en tot betekenisverlening te komen. Ondersteunde communicatie (waaronder samen gebaren maken, het bieden van overzicht via verwijzers en grafische symbolen, het aanreiken en samen opstellen van situatie-scripts met een stappenplan om een activiteit uit te kunnen voeren, liefst startend met bewegingsactiviteit en muziekbeleving. Dat zou vanuit bovengenoemde neurale netwerktheorie en natuurlijke compensatietrajecten de ingang voor therapie met ondersteunende communicatiesystemen kunnen zijn, om de vastgelopen cognitieve ontwikkeling weer vlot  te kunnen trekken.  Om zo’n traject uit te kunnen stippelen exploreren ouders, leerkrachten en behandelaars samen met het kind de ontwikkelings- en leermogelijkheden van het kind en de mate van ondersteuning die daarbij vanuit de omgeving, behandeling en ondersteunde communicatie gegeven moet worden.

Op basis van de meest sterke vaardigheden van het kind (binnen de daarbij passende kerndomeinen) worden de bijpassende trainingen aangereikt om de zwakkere kerndomeinen en verbindingen te ondersteunen en sterker te maken. Instructie, begeleiding en ondersteuning naar ouders, leerkrachten en behandelaars evenals andere belangrijke communicatiepartners van het kind zijn wezenlijk onderdeel van de behandelaanpak. De oplossingen en ondersteuning moeten namelijk via hun gerealiseerd worden. Dit voorbeeld illustreert dat cognitie niet een ‘op zichzelf staand’ kerndomein is en ook niet geïsoleerd ondersteund en getraind kan worden. De betrokkenheid van andere kerndomeinen is altijd noodzakelijk. Dat verschilt van kind tot kind¹¹.