Amanda Céspedes
Las neurociencias aplicadas a la educación ofrecen una plataforma explicativa muy valiosa para que el profesor entienda:
• Los procesos cognitivos que el niño pone al servicio del
aprender.
• Relación entre aprendizaje y creatividad.
• Procesos afectivos y sociales que le permiten moverse en el
mundo con los otros.
• Distintos ritmos y modalidades que determinan en cada
niño el aprendizaje.
• Dificultades que tienen algunos niños para aprender. • Vulnerabilidad al presentar problemas emocionales. • Importancia de diseñar ambientes emocionalmente prote-
gidos al interior del aula.
• Incorporación creativa y efectiva de estrategias pedagógicas
innovadoras.
• Cómo colaborar en el diseño de un currículo escolar apro-
piado a los tiempos.
Conocer las bases teóricas para la aplicación educacional de las neurociencias es una tarea compleja que exige un aprendiza- je permanente. Esto, no solo por la complejidad de los temas,
sino porque es un campo científico en constante expansión y cambio.
En este Libro-Guía se intentan entregar conceptos indispensa- bles para que el profesor pueda mirar y entender la diversidad de alumnos que tiene en su aula. Además, podrá diseñar junto con los profesionales de apoyo de los departamentos Unidad Técnico Pedagógicas (UTP) y en el aula (de acuerdo a la nueva normativa del decreto 170), estrategias de apoyo y acompañamiento efectivas, sólidas, reales y comprometidas con el sueño de la futura escuela inclusiva.
Conceptos fundamentales
El profesor interesado en las neurociencias debe siempre tener en cuenta los siguientes conceptos y aplicarlos de modo creativo de acuerdo a lo que observa en sus alumnos:
•Plasticidad cerebral.
•Genes, epigénesis, ambiente, experiencia, oportunidades. •Neurobiología de la maduración cerebral.
• Funciones cognitivas.
• Funciones de administración cognitiva. • Funciones metacognitivas.
• Enriquecimiento y potenciación de la inteligencia. • Las emociones: maduración y rol del ambiente. • Los niños que se apartan de la norma.
• La escuela del futuro desde la óptica de las neurociencias. Plasticidad cerebral
El cerebro humano y su resultado, la mente, es el computador de última generación perfecto que sueñan los informáticos y quienes trabajan en la investigación de la Inteligencia Artificial. Son per- fectos porque son el resultado de millones de años de trabajo de la evolución sobre un plan genético primario específico, el que per-
manece abierto al influjo del ambiente, y cuyo motor es la fuerza de la adaptación que lo modela y perfecciona de forma incesante.
Sin embargo, de modo similar al complejo hardware de un computador o al intrincado circuito de un sistema inteligente arti- ficial, el cerebro y mente humanos son muy frágiles, vulnerables a innumerables daños que pueden ser irreversibles. El diseño básico del cerebro se apoya en la existencia de redes neuronales. El de la mente es el procesamiento de la información.
Redes neuronales
El cerebro está formado por unos cien billones de neuronas que se interconectan entre sí a través de sinapsis, estableciendo módulos funcionales y redes. Para ello, la neurona posee fibras, las dendritas y los axones. Estos últimos están recubiertos por una membrana lipoproteica denominada mielina, que otorga velocidad a la trans- misión del impulso nervioso de neurona en neurona, y facilita la transmisión de información.
La neurona no es la única célula cerebral. Está acompañada de las células gliales, que triplican en número a las neuronas y poseen numerosas funciones vitales para el sano funcionamiento cerebral.
Las redes neuronales poseen tres tipos de mensajería, comparti- das con el resto del organismo. Ellas configuran la gran red psico- neurosomatoinmunohormonal.
Dicha mensajería es la siguiente:
De naturaleza química-molecular: Formada por los neurorre- guladores, cuya actividad es sináptica al interior del cerebro.
De naturaleza eléctrica: Formada por el potencial de acción. Esta es una onda eléctrica que viaja de neurona en neurona y que es producida por gradientes químicos (sodio, potasio, cloro, entre
otros) y mediada por químicos en la sinapsis (calcio, magnesio, litio). Este es un complejo proceso estudiado por una de las neuro- ciencias más conocidas: la neurofisiología.
De naturaleza energética: Formada por ondas vibratorias elec- tromagnéticas originadas a nivel de los átomos, las que se transmi- ten por los líquidos intra y extracelulares. Este proceso es estudiado por la física nuclear y la física cuántica.
Todos los procesos cerebrales que ocurren en las redes neurona- les poseen estos tres tipos de mensajería.
El término plasticidad cerebral se refiere a su versatilidad, aper- tura al cambio, y modificabilidad, lo que puede abordarse en di- ferentes niveles. En el ámbito de las neurociencias aplicadas a la educación cobran especial relevancia los conceptos de plasticidad neuronal y cerebral.
El primero se refiere a la versatilidad de la célula para modifi- car su estructura funcional e incluso su información génica, y por ende, sus propiedades por efectos ambientales. El segundo apunta a la gran adaptabilidad de las redes neuronales por efecto del apren- dizaje y la fuerza de la adaptación.
Un ejemplo de plasticidad neuronal es el aumento permanente de la sensibilidad al cortisol de las neuronas de la amígdala cerebral. Esto sucede cuando se expone a niveles excesivos de cortisol en un período breve de tiempo, como ocurre en situaciones de trauma emocional intenso. El daño puede revertirse mediante terapias apli- cadas en forma sistemática por un tiempo prolongado, como para modificar la información génica.
Un ejemplo de plasticidad cerebral son los niños que realizan una práctica sistemática de estudio instrumental, quienes presentan un aumento de volumen de extensas áreas cerebrales, relacionadas con integración multisensorial y perceptivo-motriz. Los niños dis- léxicos desarrollan áreas corticales suplementarias para lograr leer, cuando reciben apoyo especializado psicopedagógico por un tiem- po adecuado, y por el profesional idóneo.
El período de máxima plasticidad cerebral humana se extiende en- tre los primeros 20 a 21 años. Dentro de estas dos décadas se pueden identificar tres fases muy bien definidas: los primeros siete años, los segundos siete años, y los que se extienden desde los 14 a los 21 años.
Durante estas etapas, el cerebro humano madura de modo muy activo, gracias al impulso genético (maduración por acción intrínseca) y a la impronta del ambiente (maduración por acción extrínseca).
Maduración por acción intrínseca
En el genoma humano está escrito el programa de maduración del cerebro, el cual se modifica y perfecciona con la evolución humana. Lo que hace es optimizar el funcionamiento cerebral en respues- ta a las condiciones ambientales. Las modificaciones en pro de la adaptación son lentas pero muy versátiles, ya que nuestro genoma dispone de una gran cantidad de genes sin información específica, plásticos, abiertos al cambio.
En este programa genético está registrado el conjunto de cam- bios estructurales y funcionales que conducirán al estable y sofisti- cado cerebro adulto. Una vez que se pone en marcha desde el inicio de la vida embrionaria procederá en fases, las que se irán sucedien- do cada cierto número de años.
Estas fases se dividen en dos: las críticas y sensibles. Las primeras son breves y se caracterizan por modificaciones estructurales regio- nales muy activas; mientras que las segundas son más prolongadas y se caracterizan por ser momentos de mayor estabilidad estructural interna. Además están abiertas a las modificaciones estructurales esculpidas por el ambiente.
Cada fase crítica está a su vez conformada por dos etapas bien definidas: la etapa de eliminación de conexiones neuronales (co- nocida como “poda”) y la fase de reconectividad y mielinización. Cada una de ellas dura cerca de un año, por lo que la fase crítica de maduración cerebral se extiende por dos años.
La fase sensible se caracteriza por una apertura a la impronta del ambiente, que cae sobre flamantes estructuras recién remodeladas y que establecen redes con otras estructuras. Éstas perfeccionan y enriquecen las funciones previas o permiten la emergencia de nue- vas habilidades.
Por ejemplo, durante la fase crítica que se extiende entre los seis meses y los dos años, se remodelan amplias regiones cerebrales al servicio del lenguaje. A los dos años se inicia una fase sensible que se extenderá hasta los cinco años, durante la cual el niño no solo enriquecerá su naciente habilidad verbal, sino que aprenderá nuevos idiomas.
Las etapas sensibles duran de tres a cuatro años, y son momen- tos en los cuales el cerebro humano ofrece estructuras abiertas a la acción del ambiente.
Esta acción se agrupa en dos grandes ámbitos:
Experiencia: El contexto geográfico, físico, social y familiar en el cual el niño nace y crece. Este contexto lo modela en todos sus aspectos: cognitivo, emocional y social de manera asistemática. Es la vida misma, que cae sobre el niño que nace como una lotería de alegrías e infortunios.
Oportunidades: Son aquellas experiencias que se ofrecen al niño de modo organizado, sistemático y planificado. Son medios para enriquecerlo cognitiva y socialmente: academias y talleres de arte, música, baile, clubes deportivos, clases privadas de idiomas, escoutismo, entre otros.
Las siguientes son las etapas madurativas humanas:
Etapas críticas
•Tercer trimestre intrauterino a dos meses de vida: Al servi-
•Seis meses a dos años: Etapa sensoriomotora y de desarrollo
del lenguaje verbal.
•Cinco a siete años: Pensamiento simbólico. Juicio objetivo
de la realidad.
•10 a 13 años: Preparación para las habilidades metacogni-
tivas.
• 16 a 17 años: Fortalecimiento de la identidad personal y
social.
Etapas sensibles
•Dos a seis meses de vida: Abierta a ampliar las experiencias
vinculares e interés por el entorno.
•Dos a cinco años: Consolidación de las habilidades motoras
y de las habilidades verbales. Inicio de la autorregulación del temperamento.
• Siete a diez años: Se fortalece y amplía el pensamiento sim-
bólico, el juicio lógico y objetivo de la realidad, y la ca- pacidad reflexiva. Aparecen y se consolidan las habilidades psicolingüísticas.
• 13 a 16 años: Aparecen y se consolidan las habilidades me-
tacognitivas. El pensamiento reflexivo se enriquece y se hace autónomo.
•17 a 21 años: Se amplían y fortalecen las habilidades meta-
cognitivas al servicio del afrontamiento plenamente autó- nomo de los desafíos sociales.
En estas fases sensibles es cuando la labor educativa es funda- mental. No debe dilapidarse el tiempo y las acciones educativas en los planos cognitivo y emocional-social. Ellas deben entregarse con la máxima responsabilidad y total compromiso con el destino del niño.
Procesamiento de la información
El procesamiento de la información que realiza el cerebro consiste en una serie de operaciones que ocurren de formas muy específicas en redes neuronales muy específicas, las que conducen a funciones cerebrales y actividades mentales.
A su vez, éstas se expresan en fenómenos cognitivos, emocio- nales y conductuales. Este procesamiento puede ser secuencial o simultáneo, pero se combina de tan numerosas maneras que el re- sultado observable es siempre único, y a menudo sorprendente.
Un niño Asperger procesa el mundo externo de un modo si- multáneo, registrando en su memoria una gran cantidad de infor- mación. Pero, por otro lado, muestra significativas dificultades para procesar material simbólico de manera secuencial, como por ejem- plo, frente a un problema de matemáticas.
La base de los aprendizajes que realiza el cerebro durante la ni- ñez es la existencia de redes neuronales muy versátiles (plasticidad cerebral), en las cuales la información es procesada tal como un computador procesa datos. El cerebro no se limita a recibir infor- mación, la elabora de maneras muy particulares y dinámicas. La expresión de ello es mental y conductual.
El hemisferio derecho (en adelante HD) madura antes de nacer y despliega sus redes funcionales de modo amplio y potente duran- te los primeros cinco años de vida. Luego pasa a ser subordinado por el hemisferio izquierdo (en adelante HI) y la escolarización. En el HI se asientan cinco talentos que constituyen óptimos asistentes del aprendizaje en el aula: talento visoespacial, rítmico melódico, naturalístico, interpersonal y kinésico.
El procesamiento de la información que realiza el HD es de tipo holístico, multimodal y simultáneo. El resultado es una mente divergente, que trabaja mediante la lógica perceptiva, de las rela- ciones espaciales y de la síntesis. No se rige por ninguna lógica y permite la existencia de todo tipo de realidades, facilitando la imaginación.
El HD pone la mente del niño en contacto con la experiencia mediante la percepción de ella, a través de los sentidos y de una elaboración en forma de imágenes (auditivas, visuales, táctiles, pro- pioceptivas).
Esta elaboración de imágenes es un recurso cognitivo muy po- tente en el proceso de aprendizaje. Los primeros aprendizajes per- ceptivos holísticos de la infancia son indelebles, muy difíciles de olvidar.
El profesor está frente al HD de un niño cuando:
• Juega y representa.
•Da rienda suelta a su fantasía.
•Dibuja, arma puzles, rompecabezas, juega con piezas de dis-
tintos tamaños, formas, colores, creando y modificando el espacio.
• Canta, crea sus propias melodías y ritmos, ejecuta música
en un instrumento, improvisa en él.
•Está en acción: se mueve, trepa, salta, gira.
• Observa de modo atento los fenómenos naturales (el agua,
el fuego, las piedras, los árboles), el mundo animal, el mun- do vegetal.
•Crea vínculos de afecto.
• Se comunica por medio de los lenguajes no verbales. • Expresa sus emociones.
El profesor utiliza sus habilidades del HD frente a sus alumnos cuando:
• Emplea el buen humor, la magia, la fantasía y la música
como recursos pedagógicos.
• Recurre a las metáforas, a los ejemplos tomados de la expe-
riencia directa, a las analogías como estrategias para refor- zar lo que enseña.
•Es muy expresivo para comunicarse y recurre en forma am-
plia a sus lenguajes no verbales para enfatizar lo concep- tual.
• Sabe emplear la emoción como recurso pedagógico. Toma
ejemplos de la vida cotidiana, los que están teñidos de emo- tividad.
•Es divergente y suele sorprender a sus alumnos a través del
humor, la emoción. Captura su foco atencional desde la pasión por lo que enseña.
• Frente a problemas de disciplina en el aula tiende a buscar
los factores invisibles que podrían desencadenar tales con- ductas.
•Sintoniza con los alumnos desde las emociones y da una
importancia secundaria a los hechos y sus consecuencias. Suele aplicar el principio de la buena fe y de la segunda oportunidad.
El HI comienza a madurar a los seis meses de vida y culmina en la pubertad, para dar paso al cerebro metacognitivo del adolescen- te y del adulto. Su procesamiento de la información es secuencial y trabaja con datos simbólicos. En él tienen su asiento el talento lingüístico, el lógico simbólico matemático y el intrapersonal o re- flexivo.
El resultado de ese tipo de procesamiento es una mente con- vergente, lógica, analítica, al servicio de la realidad objetiva. El HI pone al niño en contacto con el conocimiento conceptual, la cultu- ra y el enciclopedismo.
Los aprendizajes que realiza el HI son trabajosos, arduos, muy relacionados con el concepto de carga cognitiva. Para ocurrir exi- gen la preexistencia de esquemas, una suerte de plantilla de cono- cimientos previos que recibe al nuevo conocimiento y colabora en su elaboración.
Por ejemplo, los alumnos deben conocer conceptual y opera- cionalmente la multiplicación para aprender la división y dominar
su operatoria. Los aprendizajes de HI son muy frágiles, susceptibles al olvido.
El profesor se asoma al HI de un párvulo cuando:
•Enriquece de modo asombroso su capacidad de articular los
sonidos de su lengua y de lenguas secundarias. Incrementa velozmente su capacidad de hacer oraciones cada vez más extensas y ricas en conectores y conjugaciones verbales.
•Adquiere con gran facilidad nuevas palabras que aumentan
su léxico (vocabulario general), las que emplea de modo flexible y creativo (vocabulario activo).
• Muestra un creciente interés por identificar grafemas y for-
mar palabras.
• Aprende a contar objetos con noción de ordinalidad y car-
dinalidad (no confundir con el conteo mecánico).
• Ordena láminas creando secuencias lógicas de eventos. •Describe lo que observa.
• Entre los cinco y siete años percibe que las palabras tienen
una estructura fonológica, y que dicha estructura es diná- mica: los fonemas se pueden manipular a voluntad para formar nuevas palabras.
• Entre los cinco y siete años aprende a leer palabras porque
identifica su estructura fonológica. Luego las escribe guián- dose por la fonología, que cede paso a la ortografía al trans- formar el fonema en grafema. Cuando comienza a escribir oraciones.
•Desde los siete años lee párrafos y luego textos de manera
compresiva, adentrándose en el significado del material es- crito.
• Desde los siete años escribe sus propias narraciones. •Desde los ocho años comprende y emplea conceptos gra-
dualmente más complejos. Enriquece sus narraciones y usa de manera creativa y flexible dichos conceptos.
dígitos para formar cifras, las que emplea para realizar ope- ratoria mediante el uso de algoritmos específicos. Aplica dicha operatoria para resolver problemas.
El profesor utiliza sus recursos del HI cuando:
•Centra sus estrategias pedagógicas en lo verbal: explica, lee,
dicta.
•Invita a sus alumnos a razonar, reflexionar analíticamente
mediante proposiciones conceptuales centradas en el análi- sis lógico de datos, situaciones y hechos objetivos.
• Emplea conocimientos conceptuales previos para enseñar
nuevos conocimientos, y los amplía a través de la entrega de información.
•Invita a los alumnos a analizar dicha información y la inte-
gra en esquemas conceptuales nuevos más complejos y so- fisticados. Por ejemplo, cuando en la asignatura de Historia propone analizar las consecuencias sociales de un determi- nado suceso, y las relaciona con lo que ocurría simultánea- mente en otro continente.
•Frente a problemas disciplinarios, tiende a centrarse en el
hecho y sus consecuencias. Efectúa un análisis objetivo y da importancia fundamental a las sanciones como vías de modificación de la conducta.
Ambos hemisferios cerebrales procesan la información de mo- dos muy diferentes. El HD acepta todos los formatos de informa- ción; no aplica ninguna ley de la lógica para crear productos men- tales; procede de modo sincrético y transforma la realidad objetiva en una interna, subjetiva e íntimamente ligada a las emociones.
El HI requiere un formato previo para incorporar y procesar información nueva. Por ejemplo, no puede leer caracteres escritos en chino mandarín si desconoce dicha lengua. Aplica la lógica ana- lítica y trabaja relativamente independiente de lo emocional.
Durante el desarrollo madurativo cognitivo (primeros 20 años), ambos hemisferios cerebrales se acoplan de manera funcional a tra- vés de la llamada integración interhemisférica. Ella depende bioló- gicamente de la adecuada mielinización de paquetes axonales que cruzan de un hemisferio a otro, y desde y hacia el cerebelo.
Esta integración interhemisférica y cerebro-cerebelosa es incre- mentada por todas las actividades consideradas de potenciación cognitiva que mencionaremos más adelante.
Nuevos aprendizajes para el cerebro
Un aprendizaje es un cambio en la configuración de un módulo neuronal. Una red se establece a través de la repetición de un es- quema cognitivo determinado (verbal, espacial, rítmico, kinésico, etc.). Las primeras repeticiones son rígidas, estereotipadas y va- cilantes, dependen en forma estricta de los recursos de adminis- tración y se afirman en estrategias. Este aprendizaje se denomina declarativo.
El profesor puede saber que un aprendizaje recién se está for- mando cuando el alumno necesita estrategias y se aferra rígidamen- te a ellas. Un niño que tiende a representar con gráficas las canti- dades cuando realiza una suma se está aferrando a la deducción concreta, por lo tanto, hay que darle tiempo.
En otras palabras, para aprender se necesita tiempo, el que debe estar dedicado a practicar mediante estrategias: organizar la infor-