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NEUROCIENCIA Y EL APRENDIZAJE
Las investigaciones han demostrado que durante el desarrollo de nuevas vías neurales (Doetsch, 2005 y Schinder, 2002), nuestras sinapsis cambian todo el tiempo y es así como recordamos una y otra experiencia o vivencia. Hay quiénes hablan ya de neuroeducación, entendida como el desarrollo de la neuromente durante la escolarización (Battro, 2002a), no cómo un mero híbrido de las neurociencias y las ciencias de la educación, sino como una nueva composición original. Battro (2002b) señala que por razones históricas los caminos de la neurobiología y la educación tuvieron pocas ocasiones de encontrarse; por primera vez lo hicieron al buscar las causas de la debilidad mental y también en la indagación del talento excepcional. Lo interesante del asunto es que se afirma que la neuroeducación no ha de reducirse a la práctica de la educación especial solamente, sino que ha de constituirse en una teoría incipiente del aprendizaje y del conocimiento en general; y sobre todo, es una oportunidad de ahondar en la intimidad de cada persona y no una plataforma para uniformizar las mentes. Hemos encontrado suficientes antecedentes de que tanto los neurotransmisores dopamina como acetilcolina incrementan los aprendizajes en los estudiantes. Cuando podemos ordenar una nueva información en una conexión ya existente, es decir, aprender algo nuevo, estos dos agentes no sólo refuerzan nuestra concentración, sino que proporcionan además satisfacción y, tal cual lo afirmaba Comenius, allá por el siglo XVII: todo aquello que nos produce complacencia, agrado o contento en nuestras instancias de aprendizaje, queda reforzado en nuestra memoria. Podemos remarcar entonces la importancia no solo de los conocimientos previos sino también de lo valioso que es estudiar algo que agrade. La Neuropsicología, como disciplina que estudia las relaciones entre cerebro y conducta, se interesa más precisamente por las bases neuroanatómicas de los comportamientos superiores llamados funciones corticales superiores y las patologías que de ellas se derivan. Estas funciones son las que cualitativamente tienen un desarrollo mayor en los seres humanos: el lenguaje, la memoria, la orientación espaciotemporal, el esquema corporal, la psicomotricidad, las gnoxias, las praxias y las asimetrías cerebrales. Lo cierto es que el cerebro tiene un funcionamiento global, y que si bien es viable que para determinadas funciones existen áreas cerebrales anatómicamente delimitadas, las funciones corticales superiores dependen en mayor medida del procesamiento cerebral en su conjunto, en su totalidad; consecuentemente, cuanto mayor es la complejidad de una función cerebral, más áreas cerebrales estarían involucradas. Desde una perspectiva actual de integración y diálogo, entre la educación y la investigación en neurociencia cognitiva, Ansari y Coch (2006) afirman que el campo emergente de lo que es educación, cerebro y mente debería caracterizarse por metodologías múltiples y niveles de análisis en contextos múltiples, ya sea en la enseñanza como en la investigación. Sostienen que solamente a través de una conciencia y comprensión de las diferencias y las similitudes en ambas áreas tradicionales de investigación, tanto en la educación como en la neurociencia cognitiva, será posible lograr una fundamentación común necesaria para una ciencia integrada de la educación, el cerebro, la mente y el aprendizaje. Neuroimágenes : Munakata, et al., (2004) muestran cómo el trabajo, en el área de las neurociencias, incluye todo tipo de métodos de disciplinas relacionadas, como pueden ser estudios de comportamiento, de neuroimágenes, de genética molecular, modelos computacionales, registro de células únicas, ensayos químicos, entre otros, que intentan destacar este énfasis que se está poniendo en métodos complementarios para evaluar múltiples aspectos o niveles de procesos del desarrollo, que van desde aquellos específicamente moleculares a niveles sistémicos en el desarrollo típico y atípico de los humanos y otras especies. Con estos métodos, se busca investigar e intentar respuestas acerca de cómo la genética y los factores ambientales interactúan en el curso de conformación del cerebro, la mente y el comportamiento. Estos autores muestran que a través de modelos computacionales, por ejemplo, se ha puesto en evidencia que variaciones pequeñas en el procesamiento inicial de un ser humano que podrían primitivamente estar gobernadas genéticamente, consiguen posteriormente a través de la experiencia llevar a amplias diferencias en los resultados cognitivos (Oliver et al., 2000 y O´Reilly y Jonson, 2002 en Munakata, et al., 2004). Las actuales y sofisticadas técnicas de neuroimágenes se constituyen en verdaderos aportes para el área de la educación (Goswami, 2004a y b, Munakata, et al., 2004, Posner, 2004, Posner y Rothbart, 2005, Sereno y Rayner, 2000, Thirunavuukarasuu y Nowinski, 2003 y Voets y Matthews, 2005). Con la resonancia magnética funcional (fRMI), se puede marcar los cambios en la activación cortical que le siguen a una tarea de aprendizaje en un individuo, e incluso, por ejemplo, establecer comparaciones entre jóvenes y adultos. Otros resultados de estudios que además de recurrir a la resonancia magnética funcional utilizan Tomografía de Emisión de Positrones (PET) y potenciales evocados de latencia tardía onda P300 en adultos, han revelado la implicación de áreas perisilvianas hemisféricas izquierdas en los procesos de lectura, incluyendo corteza visual extraestriada, regiones parietales inferiores, girus temporal superior y corteza frontal inferior. Habría ciertas variaciones en función de las tareas particulares relacionadas con la lectura, por ejemplo, el procesamiento de formas visuales de palabras involucraría regiones corticales posterior, sobre todo en el cortex occisito temporal y occipital; el procesamiento ortográfico ante todo implicaría regiones frontal y parietal inferiores, y temporal inferior. Los componentes léxicos-fonológicos, los subléxico fonológicos y los semánticos movilizan grandes regiones de corteza frontal inferior y temporal (Goswami, 2004a y b, Jane et al., 2001 y Posner y Rothbart, 2005). Como vemos, las diferentes técnicas que se combinan en las neurociencias son fundamentales para una comprensión más acabada acerca de qué es lo que ocurre en el cerebro en las diferentes tareas de aprendizaje. Por ejemplo, algunos autores (Munakata, et al., 2004) sostienen que combinar la resonancia magnética funcional con el electroencefalograma permite tener ventajas. Mientras que la primera de las dos técnicas ofrece precisiones sobre la resolución espacial identificando dónde están ocurriendo exactamente los cambios en la actividad del cerebro en un momento dado; la segunda de estas técnicas marca la resolución temporal capturando los cambios neurales vinculados a los cambios cognitivos que ocurren rápidamente en el cerebro. Los autores postulan además el llamado proceso de imágenes por tensor de difusión (DTI) como una herramienta relativamente nueva de imágenes, que provee un recurso o medio no-invasivo para evaluar la conectividad del cerebro. El Cerebro, motor del conocimiento En párrafos anteriores destacamos la importancia de la experiencia y el aprendizaje como factores clave para modelar de alguna manera al cerebro. Sabemos que las condiciones cognitivas previas están genéticamente dadas sólo como una potencialidad, y que se desarrollan en una interacción con el entorno, es decir, por el aprendizaje y la educación (Koizumi, 2004), configurándose de esta manera lo que llamamos experiencia. Los procesos de aprendizaje y la experiencia propiamente dicha van modelando el cerebro que se mantiene a través de incontables sinapsis; estos procesos son los encargados de que vayan desapareciendo las conexiones poco utilizadas y que tomen fuerza las que son más activas. Si bien las asociaciones entre neuronas se deciden, sobre todo, en los primeros quince años de vida, y hasta esa edad se va configurando el diagrama de las células nerviosas, las redes neuronales dispondrán todavía de cierta plasticidad. Las sinapsis habilitadas se refuerzan o se debilitan a través del desarrollo por medio de nuevos estímulos, vivencias, pensamientos y acciones; esto es lo que da lugar a un aprendizaje permanente. La enseñanza y la formación en la niñez ofrecen estímulos intelectuales necesarios para el cerebro y su desarrollo, ya que permiten el despliegue de las capacidades cognitivas y hacen más viables los aprendizajes. Precisamente, entre los tres y los diez años el cerebro infantil es un buscador incesante de estímulos que lo alimentan y que el mundo ofrece. Y, a su vez, es un seleccionador continuo que extrae cada diminuta parte que merece ser archivada. Esta decisión se basa en los procesos de atención que hacen que, de entre la amplia gama de estímulos, los órganos de los sentidos seleccionen los que conviene elaborar conscientemente. A los niños les encantan las sorpresas y a sus cerebros también… un entorno cambiante y variado que cada día despierte la curiosidad hacia lo nuevo, lleva casi de modo automático a aprender (Friedrich y Preiss, 2003). Algunas investigaciones (Yakovlev y Lecours, 1967, en Blakemore y Frith (2005) señalan que la corteza frontal sigue desarrollándose más allá de la niñez y que hay dos grandes cambios para destacar que se producen justamente después de la pubertad: uno es que a pesar de que el volumen total del tejido cerebral permanece estable, se da un incremento en la mielina de la corteza frontal después de la pubertad. La mielina se reconoce como un aislador e incrementa la velocidad de transmisión de los impulsos eléctricos entre neuronas. Mientras la sensibilidad, y las regiones motoras del cerebro se tornan totalmente mielinizadas en los primeros años de vida, la corteza frontal continúa con este proceso también en la adolescencia. Esto destaca que la velocidad de la transmisión entre neuronas de la corteza frontal puede llegar a ser mayor después de la pubertad. Otros estudios postulan que se produce un recorte de sinapsis en la corteza frontal en ese período, lo cierto es que hay evidencias fuertes de que el desempeño de tareas de función ejecutiva mejora linealmente con la edad (Anderson, Anderson, Northam, Jacobs y Catroppa, 2001 en Blakemore y Frith, 2005). Es posible que el exceso de sinapsis en la pubertad, que aún no han sido incorporadas dentro de sistemas funcionales, especializados, den como resultado un desempeño cognitivo pobre durante algún tiempo solo después de la pubertad se recortan los excedentes de sinapsis configurándose en redes eficientes y especializadas. Por lo tanto podemos afirmar que el cerebro sigue desarrollándose tanto en la educación secundaria como terciaria, por ende es adaptable y necesita ser moldeado y formado. Cualquier conjunto de estímulos que resultan de interés para el cerebro refuerza o causa nuevas conexiones y esta posibilidad se conserva a lo largo de la existencia (Goswami, 2004a y Rimmele, 2005]. Metacognición y aprendizaje Blakemore y Frith (2005) afirman que tal vez el objetivo de la educación para los adolescentes debería cambiar e incluir un refuerzo de control interno, esto es, por ejemplo, un aprendizaje autorregulado, cierta evaluación crítica del conocimiento transmitido y habilidades de metaestudio. Pensamos que es justamente esta serie de comportamientos los que han de enseñárseles a los alumnos que ingresan a la Universidad. Lo cierto es que sería óptimo comenzar a trabajar con estos recursos en instancias anteriores del sistema educativo, pero también es cierto que los niveles de educación terciaria y universitaria, requieren de un manejo específico de determinadas habilidades específicas relacionadas con las disciplinas y campus de conocimiento elegidos. En la Universidad, se necesitan ciertos conocimientos y destrezas que son propias de esta instancia del sistema educativo y de la disciplina elegida (Carlino, 2005, Rinaudo, 2005 y Vélez, 2004). Precisamente en relación con esto, algunos autores ya formulan una serie de interrogantes que habrán de responderse en sucesivas investigaciones futuras, tales como ¿Cómo puede la investigación de la neurociencia cognitiva del desarrollo participar del progreso y la mejora de estrategias de enseñanza y programas de recursos para el lenguaje, las matemáticas y otras destrezas o habilidades? Y aún van más allá, ¿Qué aspectos del cerebro y el desarrollo cognitivo son comunes a través de las especies y qué aspectos contribuyen a los desarrollos únicos de la especie humana? (Munakata, et al., 2004). Intentando rescatar las peculiaridades de la actividad humana en general, puestas en evidencia por la evolución de nuestra mente en las maneras y recursos con las que un sujeto se maneja al momento de aprender, es que queremos destacar aquí dos comportamientos típicamente humanos por excelencia: la capacidad de monitoreo y la de autorreflexión o auto revisión permanente. Ambas acciones posibilitan reflejar la complejidad de un sujeto que recibe la impronta de un contexto socio-histórico y, a su vez, cuenta con pensamientos propios de realidades objetivas. Schutz y DeCuir (2002) hacen referencia a esta idea cuando señalan que las percepciones desarrolladas a través de estos procesos reflexivos, conducen a entender o conocer acerca de la naturaleza de las experiencias subjetivas, de los objetos del mundo físico y de las realidades objetivas del pensamiento. Este conocimiento por parte del sujeto representaría la base a través de la cual se hacen las valoraciones y apreciaciones del mundo, tornándose éste el lugar desde donde emergen las emociones durante las transacciones de la persona con el mundo. Por lo tanto, en un sentido más estricto, podríamos estar vinculando estas nociones con el término de metacognición. El concepto alude a dos dimensiones: una, vinculada al conocimiento sobre el propio aprendizaje, en relación con un sujeto que aprende, una tarea a cumplir y ciertas estrategias a utilizar para obtener el mejor rendimiento. Otra, se refiere a la regulación y supervisión sobre la propia cognición, esto es, la planificación de recursos, el control de la ejecución y la evaluación de los resultados (Mateos, 2002). Estas cuestiones se relacionan con las capacidades de monitoreo y control, actividades plenamente concientes, por lo tanto, podemos pensar que tal concepto tiene su base en el funcionamiento de las áreas frontales y prefrontales de nuestro cerebro, puesto que estas estructuras implican comportamientos específicamente humanos y funciones determinadas relacionadas con el control de algunos tipos de comportamiento, como puede ser la elección de opciones de conducta para cada situación social o física (Jessel et al., 1997 y Souchaya e Isingrini, 2004). Las áreas prefrontales y frontales evidencian serimportantes para mantener las funciones mentales ejecutivas dirigidas hacia objetivos y, la elaboración del pensamiento también suele ser atribuida a ellas. Están implicadas en muchas funciones del cerebro que suelen asociarse con la inteligencia superior, como las capacidades de pronosticar, hacer planes para el futuro, considerar las consecuencias de las acciones motoras inclusive antes de que sean realizadas. “Dichos comportamientos, o funciones ejecutivas, favorecen la planificación estratégica, el control de impulsos, la búsqueda organizada, así como también la flexibilidad del pensamiento y la acción” (Welsh, Pennington y Groisser, 1991 en Willis. y Aspel, 1994). Al respecto, algunos autores (Dietrich, 2004) sostienen que las investigaciones actuales en general conceptualizan a las funciones cognitivas como ordenadas jerárquicamente y, que la corteza cerebral, y en particular el lóbulo prefrontal, es el ápice de esta jerarquía, representando la base neural de las funciones cognitivas superiores y que históricamente al estudio de la conciencia se fueron aproximando desde estas concepciones también. La evidencia desde los estudios de neuroimágenes y desde la neuropsicología sostiene que el córtex frontal puede ser importante para monitorear la metamemoria (Souchaya e Isingrini, 2004), pues podría decirse que habría un enlace directo entre funcionamiento frontal y metamemoria, y fundamentos certeros, de que todas las funciones de la metamemoria, estarían mediatizadas por el sistema neural que también sostienen las funciones ejecutivas. Estas estructuras son las que delimitan aspectos específicamente humanos y nosotros consideramos a la metacognición y a la metamemoria como tales. Por lo tanto, y coincidiendo con el objetivo de la educación que planteaban Blakemore y Frith (2005) en un contexto donde se produce una experiencia de aprendizaje, las tareas deben enfatizar ambos aspectos: metacognición y metamemoria, sobre todo en ambientes universitarios donde el repensar y la reconstrucción de saberes consolidados debe ser primordial. Esto es: los alumnos deben auto-observarse continuamente para aprender significativamente los contenidos y hacerlo a través de procedimientos efectivos. El poder cuestionar, volver a pensar, pensarlo de otra manera, realizar aportes, reconstruir conceptos, son acciones que conllevan a un aprendizaje viable. Las Emociones Con gran relevancia, tenemos que destacar que el papel de las emociones en la educación es crucial (Barab y Plucker, 2002, Meyer y Turner, 2002 y Schutz y Lanehart 2002). La literatura actual muestra que tanto las emociones, como los sentimientos, pueden fomentar el aprendizaje en la medida en que intensifican la actividad de las redes neuronales y refuerzan, por ende, las conexiones sinápticas. Por lo tanto, la llamada neurobiología nos muestra evidencias de que se aprende mejor cuando un determinado contenido o materia presentan ciertos componentes emocionales. Consecuentemente es también muy importante un entorno educacional agradable. Pensamos entonces que, en gran medida, emoción y motivación dirigen el sistema de atención el cual decide qué informaciones se archivan en los circuitos neuronales y, por tanto, se aprenden (Posner, 2004 y Posner y Rothbart, 2005). Por ello, si hablamos de formar alumnos con capacidad de toma de decisiones y de autonomía, no debemos olvidar que en esa toma de decisiones racional, por decirlo de alguna manera, las emociones son indispensables, y ayudan a entender ciertas conductas que desde otra perspectiva llega a ser imposible. Damasio (1998) hace una consideración acerca del tratamiento que se le ha venido dando al concepto emociones en diversas investigaciones, y afirma que: 1.-Son expresiones directas de orden superior de biorregulación en organismos complejos, estos términos aluden a la relación entre el organismo y los aspectos más complejos de un ambiente: sociedad y cultura. 2.- Es crítico para la supervivencia en los organismos complejos que están equipados de la manera precisa para procesarlas. 3.- Juegan un rol en la memoria y en la comprensión de la memoria constituyéndose en una de las metas principales de la neurociencia y de la ciencia cognitiva. 4.-Juegan un rol en el razonamiento y en la toma de decisiones, desde las más simples a las más complejas que pueden llevar a cabo los seres humanos. El autor señala que tomar sentido de los mecanismos que se hallan detrás de los desempeños mas distinguidamente humanos –como pueden ser la alta razón, la ética, las leyes, la creatividad tecnológica, científica y artística – no puede llevarse a cabo sin la comprensión de las emociones. Esta es una idea acertada que supone que dentro de los contenidos educativos debería estar incluido el vérsela con las emociones al momento de tomar decisiones en general y en particular para aprender. Es una relación que generalmente no aparece clara, por lo que queremos retomar la manera en que Damasio define a las emociones y a su vez, las diferencia de los sentimientos. Emoción: debería usarse para designar la colección de respuestas activadas desde partes del cerebro al cuerpo, y desde partes del cerebro a otras partes del cerebro, usando tanto la ruta neural como la humoral. El resultado final de la colección de tales respuestas es un estado emocional, definido por los cambios en el propio cuerpo (vísceras, entorno interno) y en ciertos sectores del cerebro (corteza somatosensorial, núcleos neurotransmisores del tronco cerebral)…Sentimiento: debería utilizarse para describir el estado mental complejo que resulta desde el estado emocional. Este estado mental incluye: a) la representación de los cambios que han ocurrido en el propio cuerpo e indican señales para las estructuras que representan al cuerpo en el sistema nervioso central (o han sido implementados completamente, en las estructuras somatosensoriales vía as-if-body-loops) y también incluye b) un número de alteraciones en el procesamiento cognitivo que son causadas por las señales secundarias de respuestas cerebro a cerebro, por ejemplo, desde el núcleo de neurotransmisores hacia sitios variados en el telencéfalo. (Damasio, 1998, p. 84) Finalmente, el autor polemiza sobre las estructuras que se relacionan con el desarrollo de las emociones y los sentimientos y muestra su disconformidad con que solamente se las vincule con aquellas del sistema límbico ya que numerosas estructuras fuera del sistema límbico están también implicadas en el procesamiento de la emoción y el sentimiento como son la corteza prefrontal, especialmente en los sectores ventral y medio y, más ampliamente, en el sector orbital; también incluye la corteza somatosensorial (región rolándica y corteza insular), el núcleo monoamineo de tronco cerebral, el periacueducto gris y otros núcleos, tanto del tronco cerebral como de la médula espinal implicados en la señalización tanto aferente como eferente de vísceras y entorno interior. Goleman (1996), otro de los autores muy interesados en entender las emociones, afirma que el ser humano tendría actos de la mente racional y actos de la mente emocional; una que piensa y otra que siente. El caracteriza a la mente emocional como mucho más rápida que la racional, que se pone en acción sin detenerse ni un instante a pensar en lo que está haciendo. Pero a su vez señala que existe también una segunda clase de reacción emocional, más lenta que la respuesta rápida, que irrumpe primero en los pensamientos antes de conducir al sentimiento y que es más deliberada, siendo la persona típicamente consciente de los pensamientos que conducen a ella. En este tipo de reacción emocional existe una evaluación más extendida; los pensamientos – cognición – juegan el papel clave en la determinación de Como podemos deducir, mente emocional y mente racional están absolutamente imbricadas; cada una refleja operaciones de un circuito distinto aunque interconectado del cerebro.
