Over cognitieve flexibiliteit: een wiki

Door: Marthe van der Donk en Jelle Jolles
Centrum Brein & Leren, VU Amsterdam

Lotte heeft als eerste haar rekenopdrachten af. De leraar vindt het goed dat ze nu aan de computer zelfstandig verder mag werken. Maar het computerprogramma doet niet wat het moet doen en het lukt ook de leraar niet om het probleem op te lossen. De leerkracht vraagt Lotte om dan maar alvast met topografie verder te gaan. Lotte baalt en is teleurgesteld. De rest van de ochtend lukt het haar niet meer om goed aan het werk te komen.

Voor sommige kinderen kan het lastig zijn om hun plannen en verwachtingen aan te passen als het nét even anders gaat dan gedacht. Ze kunnen het oude plan dan maar moeilijk loslaten. De teleurstelling blijft overheersen, ze komen niet tot een creatieve oplossing voor het probleem en kunnen ook niet beslissen om zich met een andere zinvolle activiteit te gaan bezighouden. De cognitieve vaardigheid die hieraan ten grondslag ligt, noemen we ‘cognitieve flexibiliteit’. Het is een verzamelterm voor meerdere activiteiten. Het gaat om zowel de vaardigheid om anders te denken, en om het veranderen van perspectief, als ook om het aanpassen aan een omgeving die continu verandert. Het aanpassen aan een veranderende omgeving, en dus ook het openstaan voor nieuwe dingen, zit de mens in zijn genen. Evolutionair gezien is het ook noodzakelijk om je voortdurend aan te kunnen passen aan veranderingen. Indertijd hebben nieuwe prikkels de mens bijvoorbeeld geholpen om de tot dan toe onbekende voedselbronnen te verkennen of om betere werktuigen te maken. Dit aanpassen aan de omgeving geldt evenzeer voor de moderne samenleving, al ziet onze leefomgeving er totaal anders uit dan duizenden jaren geleden.

Cognitieve flexibiliteit is belangrijk voor het functioneren in het dagelijks leven. Zo zorgt cognitieve flexibiliteit er bijvoorbeeld voor dat kinderen zich kunnen aanpassen als de routines thuis plots anders zijn dan anders. Dat is bijvoorbeeld het geval wanneer het kind met de auto naar school gebracht wordt in plaats van op de fiets omdat het regent. Of wanneer er ziekte in de familie is waardoor de ouders niet zoveel aandacht kunnen geven als gewoonlijk. Op school is cognitieve flexibiliteit nodig om tot oplossingen te komen wanneer kinderen vastlopen met een moeilijke taak of om te schakelen tussen opdrachten. Bijvoorbeeld wanneer het principe van vermenigvuldigen moet worden toegepast op rekensommen, terwijl er net een rijtje met deelsommen is gemaakt. Ook op sociaal vlak speelt cognitieve flexibiliteit een belangrijke rol. Wanneer er samengespeeld wordt, zullen kinderen niet allemaal vast kunnen houden aan hun idee over hoe het spel gespeeld moet worden. Ieder kind zal zich een beetje aan moeten passen zodat er samen één spel ontstaat, anders ontstaan er conflicten.

Inhoud
1. Definitie
2. De ontwikkeling van cognitieve flexibiliteit
3. Rol van de opvoeder/ouder
4. Slotopmerkingen
5. Bronnen en aanbevolen literatuur

1. Definitie
Cognitieve flexibiliteit wordt over het algemeen beschreven als de vaardigheid om te schakelen tussen verschillende taken of doelen en de vaardigheid om het gedrag aan te passen aan veranderde doelen en aanpak. In de literatuur worden ook wel begrippen gebruikt als ‘mentale flexibiliteit’ of ‘mentale schakelvaardigheid’. Cognitieve flexibiliteit omvat vele aspecten. Ten eerste gaat het om het vermogen om in de ruimtelijke waarneming (met name in de visuele perceptie) van perspectief te veranderen. Daarbij gaat het er bijvoorbeeld om zich een voorstelling te maken van hoe een object er vanuit een andere hoek uit zou zien. Daarvoor is het nodig om een mentaal beeld te maken van het object.
Een tweede aspect van cognitieve flexibiliteit is de vaardigheid om het perspectief van anderen in te nemen. Dan gaat het niet om waarneming, maar om een veel complexer plan of gedachte. Om van perspectief te kunnen veranderen, moet men in staat zijn om het vorige perspectief te onderdrukken. Daarvoor is inhibitie en impulscontrole nodig (zie onze eerdere wiki). Tevens moet het nieuwe perspectief actief in het geheugen worden gehouden. Dat vergt een belasting van het z.g. ‘werkgeheugen’. Ten derde heeft cognitieve flexibiliteit ook te maken met het vermogen om op een andere manier ergens over te denken, om als het ware ‘outside the box’ te denken. Dit is ook sterk gerelateerd aan creatief denken. Tenslotte gaat het ook om het flexibel aanpassen van gedrag als de gebeurtenissen wat anders zijn dan gepland.

Belangrijke begrippen die wel geassocieerd worden met cognitieve flexibiliteit zijn ‘het denken in opties’, het ‘lateraal denken’ en het gebruik van strategieën. De term lateraal denken is bedacht door Edward de Bono in de jaren ’60. Hierbij gaat het om het vermogen om een probleem op te lossen door een geheel andere aanpak te nemen. Door als het ware ‘over het hek te stappen’. Ten aanzien van strategieën geldt dat iemand die cognitief flexibel is ook beter in staat is om verschillende strategieën te gebruiken, om flexibel van strategie te wisselen als het probleem dat vraagt. Iemand die dat kan, ziet ook makkelijker dat er meerdere opties zijn en kan ook makkelijker wisselen van opties.

Wetenschappers, waaronder ook autoriteiten op gebied van de ontwikkeling van kinderen zoals Adele Diamond, beschouwen cognitieve flexibiliteit als één van de belangrijkste executieve functies. Uit cognitieve flexibiliteit kunnen zich, samen met werkgeheugen en inhibitie, meer complexe vaardigheden ontwikkelen zoals redeneren en plannen. Er bestaat een relatie tussen de verschillende executieve functies. Toch laat onderzoek ook zien dat de vaardigheden duidelijk van elkaar te scheiden zijn. Cognitieve flexibiliteit bouwt voort op de vaardigheden inhibitie, impulsremming en werkgeheugen en ontwikkelt zich dan ook wat later dan deze drie. In paragraaf 2 wordt verder ingegaan op de ontwikkeling van cognitieve flexibiliteit. In Box 1 worden voorbeelden gegeven van tests die vaak gebruikt worden om cognitieve flexibiliteit te meten.

2. De ontwikkeling van cognitieve flexibiliteit
Net als bij andere executieve functies dragen twee hoofdfactoren bij aan de ontwikkeling van cognitieve flexibiliteit. Enerzijds gaat het om de rijping van de hersenen en anderzijds om de oefening en ervaring die in het leven wordt opgedaan. Die ervaringen zetten zich uiteindelijk ook vast in veranderingen in hersenstructuur en – functie. Bij de geboorte bestaat cognitieve flexibiliteit alleen als vermogen of ‘potentie’; de hersenen beschikken over een biologische uitrusting voor de ontwikkeling van deze vaardigheid en daar zijn dan ook specifieke hersenmechanismen en structuren voor noodzakelijk. Ervaringen en kennis, input vanuit de omgeving (zoals van opvoeders en leerkrachten), bepalen verder voor een groot deel hoe de ontwikkeling gaat verlopen. Het ontwikkelen van cognitieve flexibiliteit is een proces dat vele jaren duurt: van geboorte tot ver in de adolescentie en zelfs in de vroege volwassenheid na het 20^e jaar. Ook nadat de hersenrijping is voltooid op ongeveer het 25^e jaar blijft de cognitieve flexibiliteit veranderen: de flexibiliteit neemt gemiddeld af met het ouder worden. In eerdere onderzoeken (bijvoorbeeld Anderson, 2002) werd de ontwikkeling van verschillende executieve functies, waaronder ook cognitieve flexibiliteit, in kaart gebracht. Dergelijk onderzoek liet zien dat aandacht zich al vanaf de vroege kindertijd ontwikkelt. Kinderen en (later) tieners zijn steeds beter in staat om hun aandacht te focusseren en ook gedurende langere tijd vol te houden. De ontwikkeling van cognitieve flexibiliteit kwam later in de kindertijd op gang, met vooral tussen het 7^e en 9^e levensjaar een behoorlijke toename. Inmiddels is er veel bekend over de ontwikkeling van deze functies en weten we dat deze functies in het brein nog verder rijpen gedurende de hele adolescentie, tot ver in de jonge volwassenheid. Daarbij weten we nu ook dat er grote individuele verschillen zijn wat betreft de ontwikkeling van deze functies; dit geldt ook voor cognitieve flexibiliteit. Zo kan het zijn dat de ene 15-jarige uitstekend in staat is om zijn of haar gedrag aan te passen aan een onverwachte situatie, terwijl een andere 15-jarige hier nog veel moeite mee heeft.

Box 1. Enkele voorbeelden van tests op het gebied van cognitieve flexibiliteit
Dimensional Card Sorting Test (DCCS). Deze taak wordt voornamelijk gebruikt bij jonge kinderen vanaf 3 jaar. Kinderen krijgen kaarten met afbeeldingen te zien met een tweetal dimensies (bijvoorbeeld kleur en vorm). Het kind wordt eerst gevraagd om de kaarten te sorteren volgens één van deze dimensies (bv. kleur). Daarna wordt het kind gevraagd om de kaarten te sorteren volgens de andere dimensie (bv. vorm).
Task-switching paradigma. Deze taak wordt vaak gebruikt bij oudere kinderen en adolescenten. Hierbij krijgen kinderen de instructie om een tweetal taken uit te voeren (A en B), bijvoorbeeld twee simpele sorteertaken. In de ‘enkele-taak’ blokken wordt kinderen gevraagd om de twee taken afzonderlijk uit te voeren (bv. AAA, BBB). In de ‘gemixte-taak’ blokken wordt de kinderen vervolgens gevraagd om de twee taken af te wisselen (bv. AABBAABB). Hierbij wordt een beroep gedaan op een tweetal aspecten van cognitieve flexibiliteit, namelijk de vaardigheid om te wisselen tussen taken, als ook het vasthouden en selecteren van taakinformatie in het werkgeheugen.
Wisconsin Cart Sorting Test. Deze taak kan worden afgenomen bij kinderen vanaf 6 jaar, maar wordt voornamelijk bij oudere kinderen en volwassenen gebruikt. De taak is vooral gericht op ‘task-switching’: het vermogen om tijdens een cognitieve taak van doel te wisselen. Het kind krijgt een stapel kaarten met verschillende kenmerken: een kleur, een vorm en een aantal. Het kind sorteert de kaarten in vier stapels volgens een zelf gekozen criterium, de onderzoeker zegt alleen of iets goed of fout gedaan is. Het is de bedoeling dat het kind aan de hand van de feedback van de onderzoeker de juiste sorteerstrategie gaat selecteren.

De vroege kindertijd (0 tot 2 jaar)
Over het algemeen wordt er nog weinig een beroep gedaan op de cognitieve flexibiliteit in de vroege/ jonge kindertijd (tussen de 0 en 2 jaar). Van deze jonge kinderen wordt meestal maar in geringe mate verwacht dat zij zich aan kunnen passen, het is nu juist vaak de omgeving die zich aanpast aan het jonge kind. Hierbij valt bijvoorbeeld te denken aan het afstemmen van het voeding – en slaapschema aan de behoeftes van het kind. Toch zullen er op deze leeftijd al wel enige verschillen zichtbaar zijn tussen kinderen wat betreft hun mate van flexibiliteit. Zo zullen sommige jonge kinderen moeite hebben om te wennen aan nieuwe situaties (bijvoorbeeld bij bezoek aan vrienden of familie) en blijven ze stilletjes bij ouders zitten. Daarentegen zijn er ook jonge kinderen die weinig tijd nodig hebben om te wennen en direct de onbekende omgeving verkennen.

De peuter- en kleutertijd (2 tot 5 jaar)
In de peuter- en kleutertijd vinden er grote ontwikkelingen plaats op het gebied van cognitieve flexibiliteit. De meeste wetenschappelijke onderzoeken op het gebied van cognitieve flexibiliteit vinden dan ook plaats vanaf de leeftijd van 3 jaar. Onderzoek heeft laten zien dat 3-jarige kinderen meestal nog niet succesvol zijn op de DCCS taak (zie Box 1). Zij blijven de regel van de eerste dimensie toepassen (bijvoorbeeld sorteren op kleur), terwijl ze de regel van de andere dimensie zouden moeten toepassen (bijvoorbeeld sorteren op vorm). Vanaf vier jaar zijn de meeste kinderen wel in staat om te schakelen tussen deze regels. Het blijkt dat hersennetwerken waarin de prefrontale schors is opgenomen een belangrijke rol spelen in de ontwikkeling van cognitieve flexibiliteit. Gedragsmatig zien we over het algemeen dan ook dat kinderen van deze leeftijd steeds beter in staat zijn om zich aan te passen aan veranderingen in de plannen of dagelijkse activiteiten. Daarbij zijn ze ook in staat om zich beter over kleine teleurstellingen heen te zetten.

De kindertijd (5 tot 10 jaar)
De verschillende cognitieve processen die ten grondslag liggen aan cognitieve flexibiliteit (schakelen van taak versus vasthouden/selecteren van de taak) ontwikkelen zich in een verschillend tempo gedurende de kindertijd. Onderzoek bij 5- tot 9-jarigen heeft laten zien dat de prestatie op de ‘enkele-taak’ blokken (zie ‘task switching paradigma’ Box 1) toeneemt met de leeftijd. Kinderen worden dus steeds beter in het selecteren van de juiste taak en ook in het herhaaldelijk uitvoeren van die ene taak. Echter voor de ‘gemixte-taak’ blokken is geen leeftijd gerelateerde toename te zien. Naarmate kinderen ouder worden, leren ze zich ook gedragsmatig steeds beter aan te passen aan nieuwe situaties. Dit hangt onder andere samen met het feit dat, onder invloed van ontwikkelingen in het brein, de denkcapaciteit van kinderen toeneemt. Ze kunnen situaties beter overzien en hun gedrag daarop aanpassen, omdat ze informatie beter kunnen verwerken. Daarbij spelen eerder opgedane ervaringen en de daarop volgende feedback ook een belangrijke rol. Als kinderen in een bepaalde situatie ervaren hebben dat hun aanpak niet het gewenste effect had, dan hebben ze in de volgende soortgelijke situatie meer gedragsalternatieven voorhanden.

De vroeg-, de midden- en de late adolescentie (11 tot 18 à 20 jaar)
Daar waar er in de kindertijd nog veel structuur geboden wordt door de omgeving, worden adolescenten in toenemende mate vrijgelaten. Een belangrijk uitgangspunt in de opvoeding is dat de zelfstandigheid moet worden gestimuleerd. Daardoor wordt de opgelegde structuur vanuit de omgeving juist minder. Dat is bijvoorbeeld te zien bij de overgang van basisonderwijs naar de middelbare school. Daarin is sprake van een vrij radicale overgang van een relatief gestructureerde omgeving naar een veel vrijere omgeving. Aan het begin van de tienertijd heeft de tiener de meest simpele cognitieve en bewegingsvaardigheden onder de knie. Het is daarna de beurt aan meer complexe vaardigheden om zich door te ontwikkelen. De adolescent moet een weg zoeken naar zijn of haar plekje als individu in de samenleving en staat dan ook, vanuit biologisch oogpunt, open voor veel nieuwe prikkels. Ze staan daarbij vooral open voor de meningen en oordelen van leeftijdsgenoten. Dit stelt de tiener in staat om nieuwe kennis en inzichten te verwerven en ook creatieve nieuwe denkstappen te maken. De tiener heeft daarom in de tienertijd een grote mogelijkheid om cognitieve flexibiliteit te ontwikkelen. Hij is in sterke mate geïnteresseerd in zijn leeftijdsgenoten en neemt daardoor gemakkelijk de routines en verwachtingen van de peer group over. Dat zorgt er dan juist voor dat de tiener minder oefent om cognitief flexibel te zijn. Iedere ouder en leraar kan verschillende voorbeelden geven van gedrag of denkprocessen waarin de tiener juist minder flexibel is dan je zou verwachten en ook behoorlijk kan blijven hangen in eerdere gedachten en oordelen.

3. Rol van de omgeving
Zoals in paragraaf 2 (De ontwikkeling van cognitieve flexibiliteit) al werd genoemd, bestaat cognitieve flexibiliteit bij de geboorte alleen als vermogen of ‘potentie’ en zorgen ervaringen uit de omgeving voor de ontwikkeling en ontplooiing, wat overigens plaatsvindt binnen genetisch bepaalde grenzen. Het gaat hierbij niet alleen om ervaringen die kinderen binnen het gezin opdoen, maar ook om ervaring in de bredere context van de samenleving. Op basis van eerdere ervaringen, die worden opgeslagen in complexe netwerken in de hersenen, zijn we in staat om verschillende gedragsopties te overwegen en een keuze te maken die het beste past bij de huidige nieuwe situatie.
Hieronder volgt een aantal korte aanbevelingen (zie ook Jolles, 2016) die het kind, de tiener en de jongvolwassene kunnen helpen om de cognitieve flexibiliteit verder te ontwikkelen:
– Stimuleer nieuwsgierigheid: leer kinderen om open te staan voor nieuwe dingen, stimuleer ze in het ondernemen van activiteiten en handelingen die ze nog nooit eerder gedaan hebben. Hierdoor oefenen kinderen onder andere met het tolereren van (normale) angstige gevoelens die gepaard gaan met het proberen van nieuwe dingen.
– Geef feedback, zowel wanneer het aanpassen van gedrag succesvol is, als ook wanneer het minder succesvol is. Hierdoor leren kinderen te denken in opties en zijn ze beter in staat om de volgende keer de gedragsalternatieven te overwegen en een juiste keuze te maken.
– Laat verwoorden: bouw het emotionele vocabulaire van het kind op door gebruik te maken van woorden die emoties, intenties en gevoelens weergeven. Bijvoorbeeld: ‘Je vriend lijkt heel erg boos, bedroefd, aangedaan, terneergeslagen…’. Wijs het kind op non-verbaal gedrag rond gevoelens en bedoelingen van een ander. Hierdoor leren ze dat vriendjes en vriendinnen situaties mogelijk anders ervaren en kunnen ze ook beter het perspectief van de ander innemen.
– Geef zelf het goede voorbeeld. Als je bijvoorbeeld zelf tegen een probleem aanloopt, laat dan blijken dat dit niet erg is en laat zien dat je actief naar een oplossing zoekt. Kinderen kunnen hierbij ook gemakkelijk betrokken worden: “Hoe zou jij dit oplossen?”, of: “Wat zou beter werken, optie A of optie B en waarom?”.

4. Slotopmerkingen
Zoals hierboven al werd beschreven, kan de mate van cognitieve flexibiliteit sterk verschillen tussen individuen. Bij sommige kinderen en jeugdigen kan zwakke cognitieve flexibiliteit behoorlijk belemmerend zijn bij het functioneren in het dagelijks leven. Nieuwe situaties kunnen bijvoorbeeld gevoelens oproepen van angst, verdriet of boosheid. Deze kinderen hechten dan ook veel waarde aan routine en houden het liefste alles bij het oude. Hierdoor kunnen ze onder andere problemen ervaren bij het leren, omdat het bijvoorbeeld tijd kost om te wisselen van activiteiten zoals van spellen naar rekenen, of ze kunnen problemen ervaren in de sociale context, wanneer ze bijvoorbeeld vast blijven houden aan hun eigen standpunt. In het boek ‘Gedrag in uitvoering’ (Smidts & Huizinga, 2017) worden concrete tips gegeven over hoe ouders en leerkrachten om kunnen gaan met kinderen met zwakke cognitieve flexibiliteit. Zwakke vaardigheden op gebied van de cognitieve flexibiliteit kunnen ook waargenomen worden bij kinderen waar sprake is van een psychiatrische stoornis, bijvoorbeeld een autisme spectrum stoornis, zoals die is vastgelegd in de Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM 5). Bij deze stoornissen gaat het echter om een breder afwijkend patroon in gedrag waarvan zwakke cognitieve flexibiliteit slechts een onderdeel is. Een verdere bespreking van stoornissen valt buiten het bereik van deze wiki.
Ten aanzien van de vraag ‘is het mogelijk om de cognitieve flexibiliteit te trainen’ is onzes inziens het antwoord ‘ja’. Er is nog niet veel evidence-based onderzoek op dit terrein verricht, maar de laatste jaren komt er meer aandacht voor het trainen van cognitieve flexibiliteit, voornamelijk in de vroege en midden kindertijd. Studies hebben laten zien dat het trainen met de taken zoals beschreven in Box 1 leiden tot verbeteringen in cognitieve flexibiliteit bij zowel jonge kinderen (3 en 4 jaar oud) als kinderen in de schoolgaande leeftijd (8 tot 12 jaar). Ook andere executieve functies bleken te verbeteren na het trainen met de taken op het gebied van de cognitieve flexibiliteit. Echter bestaat er onder andere nog onduidelijkheid over hoe lang deze positieve verbeteringen vastgehouden kunnen worden en in welke mate het ook echt voor verbeteringen zorgt in het dagelijks leven (o.a. Diamond & Ling, 2016). Belangrijk punt is van terminologische aard. Bij ‘trainen’ krijgt men een associatie met de wijze waarop een spier getraind wordt, zoals bij sporten en fitness. Een dergelijke vorm van training wordt niet veel gebruikt in de klas en waarschijnlijk is dat ook terecht. Maar onderwijs en opvoeding maken wel degelijk gebruik van vormen van training, waarbij in bredere zin de lerende wordt gestimuleerd om nieuwe ervaringen op te doen. Feedback zorgt dat kind en tiener zich gaan verdiepen in andere opties en mogelijkheden, en ook leren om nieuwe strategieën te gaan gebruiken. In die zin is er sprake van een ‘training in bredere zin’. Ontwikkeling van de cognitieve flexibiliteit moet dan ook een van de doelen zijn van ons onderwijs.

5. Bronnen en aanbevolen literatuur
– Jolles, J. (2016). Het tienerbrein. Over de adolescent tussen biologie en omgeving. Amsterdam: Amsterdam University Press B.V. Midprice editie ISBN 867 94 6298 747 0
– Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual Review of Psychology, 64, pp. 135–168.
– Buttelmann, F., & Karbach, J. (2017). Development and plasticity of cognitive flexibility in early and middle childhood. Frontiers in Psychology, 8:1040.
– Huizinga, M., Dolan, C.V., & van der Molen, M.W. (2006) Age-related change in executive function: Developmental trends and a latent variable analysis. Neuropsychologia, 44, pp. 2017–2036.
– Huizinga, M., & van der Molen, M.W. Age-Group Differences in Set-Switching and Set-Maintenance on the Wisconsin Card Sorting Task. Developmental Neuropsychology, 31, pp. 193-215.
– Anderson, P. (2002). Assessment and Development of Executive Function(EF) During Childhood. Child Neuropsychology, 8:2, pp. 71-82.
– Smidts, D., & Huizinga, M. (2017). Gedrag in uitvoering. Over executieve functies bij kinderen en pubers (tweede editie). Amsterdam: Uitgeverij Nieuwezijds.
– Diamond, A., & Ling, D.S. (2016). Conclusions about interventions, programs, and approaches for improving executive functions that appear justified and those that, despite much hype, do not. Developmental Cognitive Neuroscience, 18, pp. 34-48.