Treball de fi de màster
Títol: Neuroeducación en Ciclos Formativos: Guía para el Profesorado.
Cognoms:
Sevilla VillanuevaNom: Beatriz
Titulació: Màster en Formació del Professorat d’Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat,
Formació Professional i Ensenyament d’Idiomes
Especialitat: Formació Professional
Director/a:
Fernández Muñoz, Marcel
A mi padre y a la memoria de mi madre
Agradecimientos
Me gustaría agradecer sobretodo a mis compañeras Diana y Julia que me han acompa-ñado durante la elaboración de este trabajo. Ellas han sido mi pilar y mi casa durante estos meses de con namiento. Les agradezco la comprensión, el cuidado, el cariño, la escucha, las risas, los momentos de baile y una lista interminable de cosas que me han ofrecido.
Junto con ellas, agradezco a mis amigas Anna, Zoraida, Alejandra y Pury que han estado pendiente de mi estado emocional en todo momento (incluso por videollamada), y que es tan importante para la concentración, motivación y aprendizaje. Ellas son parte de mi familia elegida, parte de mi vida y espero que siempre lo sigan siendo.
Por supuesto, agradezco a Montse y Robert todo este año, su presencia ha hecho más llevable este máster. Me ha encantado conocerle y conocerla, les agradezco todo su apoyo y cariño durante estos meses y espero que pueda seguir disfrutando de él y ella por mucho tiempo.
También, le agradezco a Nehir que me ha ayudado a liberar estrés acompañándome en largos paseos por Montjuïc y teniendo conversaciones interminables usando todas las funciones cognitivas de orden superior. Además de haberme proporcionado un enlace para encontrar libros y artículos, por supuesto, le doy las gracias por haber corregido el inglés.
Le agradezco a Jordi su constancia por preocuparse por mi, por preguntarme diariamente cómo estaba y cómo lo llevaba y aguantar todas mis neuras.
Aunque no los haya podido ver, como siempre agradezco a mi familia su comprensión, cariño y amor incondicional.
Finalmente, me gustaría agradecer a Toni la retroacción que me hizo del capítulo del cerebro y aprendizaje que me sirvió mucho y me indicó nuevo material donde encontrar información.
Resumen
Resumen
La neuroeducación nace de la sinergia de la educación con la neurociencia. El objetivo de la educación es que el alumnado aprenda centrándose en el proceso de enseñanza-aprendizaje y el de la neurociencia es estudiar el funcionamiento del cerebro incluyendo el proceso de aprendizaje. Por tanto, esta nueva disciplina aporta un nuevo conocimiento a la educación bene ciándola.
Es necesario un cambio de paradigma donde la educación esté centrada en el alumnado y que las personas encargadas de esta educación reajusten sus metodologías, dinámicas y estrategias consiguiendo un aprendizaje más óptimo. Por ello, es importante que entiendan cómo funciona el cerebro de su alumnado, cómo funciona el proceso de aprendizaje y qué técnicas o herramientas se ajustan más a él.
En este trabajo se ha realizado una revisión de la bibliografía de las últimas décadas de las publicaciones que tratan el tema del aprendizaje desde la perspectiva de la neuroeducación y su aplicación en el aula. Se recogen los aspectos cognitivos principales que in uyen en este proceso. El aprendizaje es un proceso complejo donde interaccionan diferentes aspectos cognitivos tales como la curiosidad, la motivación, la atención, la memoria e incluso las emociones junto con ciertos procesos siológicos tales como la plasticidad y las neuronas espejo. Aunque, cada uno de estos aspectos se pueda explicar independientemente, están muy relacionados y no se pueden entender completamente por separado cuando se habla de aprendizaje.
La información y publicaciones sobre la aplicación de la neuroeducación en ciclos forma-tivos son muy reducidas, por ello se han incluido las estrategias enfocadas a la adolescencia y los consejos que in uyen durante toda la vida como son el aumento de la atención, mo-tivación y la curiosidad. A modo de conclusión, este trabajo reúne información valiosa que pretende servir como guía para el profesorado.
Resum
La neuroeducació neix de la sinergia de l'educació amb la neurociència. L'objectiu de l'educació és que l'alumnat aprengui centrant-se en el procés d'ensenyament-aprenentatge i el de la neurociència és estudiar el funcionament del cervell incloent el procés d'aprenentatge. Por tant, aquesta nova disciplina aporta un nou coneixement a l'educació bene ciant-la.
És necessari un canvi de paradigma en l'educació on es centri en l'alumnat i que las persones encarregades d'aquesta educació reajustin les seves metodologies, dinàmiques i estratègies arribant a un aprenentatge més òptim. Per això, és important que entenguin com funciona el cervell del seu alumnat, com és el procés d'aprenentatge i quines tècniques o eines s'ajusten més a ell.
En aquest treball s'ha realitzat una revisió de la bibliogra a de les últimes dècades de les publicacions que tracten el tema de l'aprenentatge des de la perspectiva de la neuroeducació i la seva aplicació a l'aula. Es recullen els aspectes cognitius principals que in ueixen en aquest procés. L'aprenentatge és un procés complex on interaccionen diferents aspectes cognitius com són la curiositat, la motivació, l'atenció, la memòria e inclús les emociones junt amb certs processos siològics com la plasticitat i les neurones mirall. Encara que cadascun d'aquests aspectes es pugui explicar independentment estan molt relacionats i no es poden entendre completament per separat quan es parla d'aprenentatge.
La informació i publicacions sobre l'aplicació de la neuroeducació a cicles formatius són molt reduïdes, per això s'han inclòs les estratègies enfocades a l'adolescència i els consells que in ueixen durant tota la vida com són l'increment de l'atenció, motivació i curiositat. A manera de conclusió, aquest treball reuneix informació valuosa que pretén servir com a guia per al professorat.
Resumen
Abstract
Neuroeducation was born from the synergy of education and neuroscience. The objective of education is the learning of the student by focusing on the teaching-learning process, and the objective of neuroscience is the study of how the brain works, including the learning process. Therefore, this new discipline brings new knowledge to education that can greatly bene t from it.
A paradigm shift is necessary, where education focuses on the students, and the teachers readapt their methodologies, classroom dynamics and strategies to achieve a more optimal learning process. Therefore, it is important for them to understand how their students' brains work and what techniques or tools are best suited to them.
In this work, a literature review of the last decades has been made, including the relevant publications that deal with the subject of learning from the perspective of neuroeducation, as well as its application in the classroom.
The main cognitive aspects that in uence this process are gathered. Learning is a complex process where dierent cognitive processes such as curiosity, motivation, attention, memory and even emotions interact together with certain physiological processes, such as plasticity and mirror neurons. Although each of these aspects can be explained independently, they are very interrelated and cannot be completely understood separately when it concerns the learning process.
The available information and publications on the application of neuroeducation in voca-tional education or training courses are very limited, for this reason, various strategies that are focused on adolescence and advices that in uence throughout life have been included, such as the advancement of attention, motivation and curiosity. In conclusion, this work gathers valuable information that is intended to serve as a guide for teachers.
Neuroeducación en Ciclos Formativos:
Índice general
1. Introducción 2
2. Propuesta 4
3. Marco Teórico 5
3.1. De nición de Neuroeducación y Neurodidáctica . . . 5
3.2. Neuroeducación . . . 6
3.3. Neurociencia . . . 7
4. Metodología 10 5. Aprendizaje y Cerebro 12 5.1. Plasticidad y Ventanas Plásticas . . . 14
5.2. Imitación . . . 16
5.3. Neurotransmisores . . . 17
5.4. Memoria . . . 19
5.4.1. Memoria Sensorial . . . 20
5.4.2. Memoria a Corto Plazo . . . 20
5.4.3. Memoria a Largo Plazo . . . 20
5.5. Motivación . . . 23
5.6. Atención . . . 24
5.6.1. Red Atencional de Vigilancia y/o Alerta . . . 24
5.6.2. Red de Orientación o Red Atencional Posterior . . . 25
5.6.3. Red Ejecutiva o Red Atencional Anterior . . . 25
5.7. Curiosidad . . . 26
5.8. Emoción . . . 26
5.8.1. Una visión alternativa de las Emociones . . . 27
6. Enseñando desde la Neuroeducación 28 6.1. Entendiendo la Adolescencia . . . 30
6.2. Estrategias para Optimizar el Proceso de Enseñanza Aprendizaje . . . 32
6.2.1. Llamando a la Atención y la Curiosidad . . . 33
6.2.2. Incrementando la Motivación . . . 33
6.2.3. Entrenando las Funciones Ejecutivas . . . 35
6.2.4. Mejorando el Estado Emocional . . . 36
6.2.5. Se necesita la Interacción Social . . . 37
6.2.6. Metodologías de Aprendizaje . . . 37
6.2.7. La importancia de la Evaluación . . . 39
6.3. Otros Aspectos in uyentes en el Aprendizaje . . . 40
6.3.1. El ritmo circadiano y el Aprendizaje . . . 41
6.3.2. El Mayor Enemigo del Aprendizaje: el Estrés . . . 42
ÍNDICE GENERAL
6.4. Casos Prácticos de la Neuroeducación en el Aula . . . 44
6.4.1. Neuroeducación en estudios TIC . . . 44
6.4.2. Atención y motivación en el rendimiento académico . . . 45
6.4.3. Autorregulaciñon del aprendizaje . . . 45
6.4.4. Igualdad de Género . . . 46
6.4.5. Mejorando la Atención . . . 47
7. Conclusiones 48 7.1. Trabajo Futuro . . . 50
Referencias 51
A. Nutrición para el Cerebro 58
Neuroeducación en Ciclos Formativos:
Índice de guras
1.1. Neurociencia . . . 2
3.1. Neuroeducación . . . 5
3.2. Neuroeducación . . . 5
3.3. Transdisciplinidad de la Neurodidáctica . . . 6
5.1. Tipos de Memoria Humana . . . 19
5.2. Modelo del procesamiento de la información. Fuente: [1] . . . 20
5.3. Taxonomía del sistema de memoria a largo plazo [2] . . . 21
5.4. Ciclo Motivacional. Fuente: [3] . . . 23
5.5. Redes Atencionales de Posner . . . 25
6.1. Los 12 principios del aprendizaje del cerebro. Fuente: [4] . . . 28
6.2. Algoritmo del Aprendizaje. Fuente: [1] . . . 30
Capítulo 1
Introducción
La comprensión del ser humano está latente a lo largo de toda la historia de la humanidad. Existen múltiples disciplinas que estudian el ser humano desde diferentes ángulos, desde la genética hasta su comportamiento y el entorno que lo rodea.
El siglo XXI está caracterizado por grandes avances en el conocimiento del ser humano a un nivel más cientí co. Así, por ejemplo, la secuenciación del genoma humano en el 20031 creó un precedente para la realización de otros proyectos de tan larga envergadura y abrió una puerta a estudiar el ser humano a otro nivel. Junto a la genética, el otro gran misterio del ser humano es su cerebro [5]. El comportamiento del ser humano ha sido objeto de estudio durante muchos siglos desde la psicología y/o losofía.
En la actualidad, el conocimiento de cómo funciona el cerebro y, por tanto, la neurociencia es uno de los retos más importantes que existen dentro de la comunidad cientí ca. Con el gran avance en neurociencias se intenta dar respuesta con una base cientí ca a todo aquello que se ha observado desde otras perspectivas.
La expresión de la conducta va cambiando constantemente en su constante interacción con el mundo. De aquí sale el concepto de Ambioma: conjunto de in uencias no genéticas desde la concepción hasta la muerte que cambian la bioquímica, anatomía y siología del cerebro o pueden determinar la expresión clínica de una enfermedad. Hoy se sabe que la genética in uye un 25 % sobre la construcción del cerebro y un 75 % lo hace el ambioma [6].
Figura 1.1: Neurociencia
La neurociencia es la encargada de entender el meca-nismo del sistema nervioso y del cerebro. A bajo nivel, se pretende entender cómo funciona el sistema nervioso, có-mo las neuronas están conectadas, las deferentes regiones del cerebro, la plasticidad de éste, etc.
Esta disciplina se ha aplicado a diversas áreas creando nuevas disciplinas o transdisciplinas como la neuroana-tomía, neurobiología, neuropsicología e incluso a áreas que no previamente relacionadas con la medicina como la neuroeconomía, neuroética o la neuroestética (véase Figura 1.1). Las ciencias de la educación también han en-contrado una simbiosis con la neurociencia, dando lugar a la transdisciplina (interdiscipline o subdisciplina) de la neuroeducación.
Estamos entrando en una nueva cultura. En una neuro cultura con parámetros nuevos, con parámetros diferentes. Es una cultura basada fundamentalmente en cómo funciona el cerebro y, también, es la educación porque la educación no es más allá de lo que al amparo de esa cultura ha nacido la neuro losofía, ha nacido la neuroética, la neuroeconomía, la neuroestética y, ahora, la neuroeducación [7] 1https://www.genome.gov/human-genome-project
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN Por tanto, la neuroeducación nace de la sinergia de la educación con la neurociencia. El objetivo de la educación es que el alumnado aprenda y el papel de la neurociencia es estudiar el funcionamiento del cerebro incluyendo el proceso de aprendizaje. De esta manera, la neurociencia aporta nuevo conocimiento a la educación que puede verse bene ciada. Para ello, es necesario un cambio de paradigma donde la educación esté centrada en el alumnado y que las personas encargadas de esta educación reajusten sus metodologías, dinámicas y estrategias para conseguir un aprendizaje más óptimo.
Por esta razón, es importante que el profesorado entienda cómo funciona el cerebro de su alumnado y qué técnicas o herramientas se ajustan más a él. El profesorado es el que tiene que aprender a cómo enseñar para usar todas estas técnicas. Si los/as docentes tuviesen el conocimiento de cómo funciona el desarrollo del cerebro podrían ser más exibles y sacar provecho de éste para diseñar nuevas estrategias y metodologías [8].
En el presente trabajo se ha realizado una revisión de la bibliografía de las últimas décadas de las publicaciones que tratan el tema del aprendizaje desde la perspectiva de la neuroeducación.
El aprendizaje es un proceso complejo donde interaccionan diferentes aspectos cogniti-vos como son la curiosidad, motivación, atención, memoria e incluso las emociones. Se han recogido estos aspectos principales para poder entender el proceso de aprendizaje y cuá-les son los factores que lo in uencian, junto con ciertos procesos siológicos, como son la plasticidad y las neuronas espejo. Aunque, cada uno de estos aspectos se pueda explicar independientemente, están muy relacionados y no se pueden entender completamente por separado cuando se habla de aprendizaje.
Asimismo, se han compilado todas aquellas técnicas y metodologías que se han propues-to desde la neuroeducación para poder ayudar al profesorado ofreciéndole alternativas al método clásico de enseñanza.
El presente documento está organizado de la siguiente forma: En el Capítulo 2 se inclu-yen los objetivos de este trabajo. El Capítulo 3 explica el origen de la neuroeducación, su de nición y el porqué es importante comprender qué es el aprendizaje. En el Capítulo 4 se expone la metodología que se ha seguido para llevar a cabo este trabajo. El Capítulo 5 se centra en cómo el cerebro aprende y cuáles son los factores cognitivos y siológicos que lo in uencian. En el Capítulo 6 se incluyen las estrategias encontradas de neuroeducación para que profesorado pueda incluir en el diseño de sus clases, orientadas sobretodo a la adoles-cencia y la temprana adultez. También, se incluye una selección de casos prácticos donde se ha usado la neuroeducación. Finalmente, se termina con una breve discusión exponiendo las conclusiones nales y el trabajo futuro en el Capítulo 7.
Capítulo 2
Propuesta
El presente trabajo tiene los siguientes objetivos:
La revisión de la literatura para comprender el proceso de aprendizaje y los factores que lo in uencian.
La revisión y análisis de la literatura en neuroeducación y su aplicación en estudios post-obligatorios como son los ciclos formativos.
La compilación de las estrategias, técnicas o metodologías estudiadas para crear una guía para el profesorado.
La neuroeducación puede guiar a crear nuevas estrategias de enseñanza teniendo en cuenta los procesos neuronales del aprendizaje y dependiendo de la persona a la que vaya dirigido. El papel de la neuroeducación puede ser clave para enseñar a los/as que enseñan, formando en transformar la enseñanza en algo interesante para que aprendan amando y formar potenciando el pensamiento crítico y el creativo [7].
El profesorado es quién tiene que aprender a cómo enseñar para usar todas estas técnicas. Para ello, es importante que el propio profesorado tenga el conocimiento de cómo funciona el desarrollo del cerebro y, así, poder ser más exibles y sacar provecho de éste.
En el presente trabajo se dedica una capítulo (ver Capítulo 5) a la compilación de la información necesaria para comprender cómo funciona el cerebro y los aspectos cognitivos y siológicos que in uyen en el proceso de aprendizaje. Esta revisión se ha hecho desde la perspectiva de la neuroeducación.
Durante este trabajo se pretende hacer un estudio sobre las estrategias, técnicas o me-todologías para crear una guía para el profesorado enfocada a los ciclos formativos. Como se ha previsto una falta de información en este colectivo, se recogerá sobretodo información sobre como aplicar la neuroeducación en adolescentes mayores de 16 años.
Inicialmente, se pensaba evaluar esta guía de forma cualitativa recogiendo la retroacción de profesores/as en activo que estuvieran en ciclos formativos. Sin embargo, la evaluación no ha sido posible por falta de tiempo dado que la revisión de la literatura y la generación de este documento ha sido más larga de lo esperado y a su vez di cultado por el estado de alarma del país.
Capítulo 3
Marco Teórico
3.1. De nición de Neuroeducación y Neurodidáctica
La de nición de 'neuroeducación' tiene cierta controversia, coexisten diversas versiones para el término tanto en la literatura como en los recursos en línea. Se ha encontrado de nida como una interdisciplina, transdisciplina o subdisciplina.
Figura 3.1: Neuroeducación
Como punto común, la de nición fusiona las neuro-ciencias con las neuro-ciencias de la educación.
En la Figura 3.1 se de ne como el cruce de la educa-ción con la psicología y las neurociencias coincidiendo con la mayoría de las de niciones encontradas [912]. Se po-dría de nir la neuroeducación como una disciplina puente entre la neurología y las ciencias de la educación, en la que la psicología educativa tiene un papel clave. Por lo tanto, se puede considerar que la neuroeducación es una interdisciplina o transdisciplina que nace de la interacción y de la interrelación entre las neurociencias, la psicología y la educación. Cuyo objetivo principal es integrar en el ámbito educativo los conocimientos sobre funcionamiento y desarrollo cerebral, aportando estrategias y tecnologías educativas centradas en éste, para ayudar a mejorar la
práctica pedagógica de maestros/as y docentes [9] y, por lo tanto, optimizando el proceso de enseñanza y aprendizaje [1012].
Figura 3.2: Neuroeducación
Para el Dr. Mora [13] todavía no es una disciplina en sí y de ne "la neuroeducación es tomar ventaja de los conocimientos sobre cómo funciona el cerebro integrados con la psicóloga, la sociología y la medicina en un intento de mejorar y potenciar tanto los procesos de aprendizaje y memoria de los estudiantes como enseñar mejor en los profesores".
Otros/as autores/as de nen la neuroeducación como la interrelación entre las neurociencias y la educación [14]. En la Figura 3.2 muestra un diagrama similar al de la Figura 3.1 sin incluir la psicología.
Desde el Instituto Superior de Estudios Psicológicos, se de ne como una disciplina que promueve la integra-ción entre las ciencias de la educaintegra-ción y la neurología donde educadores y neurocientí cos desarrollan
neuro-CAPÍTULO 3. MARCO TEÓRICO educación es descubrir cómo el cerebro aprende [15].
Figura 3.3: Transdisciplinidad de la Neurodidáctica
Los términos de neuroeducación y neurodidáctica se pueden encontrar como sinónimos [10, 12]. Otros/as au-tores/as de nen la neurodidáctica como una rama del la neuroeducación más aplicada al aula. En [16] de nen la neurodidáctica como la rama de la neuroeducación que se encarga de aplicar los nuevos conocimientos sobre el cerebro y la cognición al proceso mismo de enseñanza-aprendizaje. En la Figura 3.3 muestran un diagrama re-interpretando el diagrama de la Figura 3.2 presentado por Tokuhama Espinosa en [14]. Sin embargo, la autora de- ne la intersección de las tres disciplinas como MBE (de las siglas en inglés de Mind, Brain and Education science) y luego se re ere a ella como neuroeducación [17].
En [18] también las diferencia re riéndose a ellas como las disciplinas que han surgido con la ampliación del cono-cimiento de cómo el cerebro aprende: la neuroeducación hace referencia al conocimiento del cerebro relacionado
con el ámbito educativo y la neurodidáctica a su aplicación en el aula.
Aunque no parece que haya una de nición o cial para ninguno de los dos términos, si parece que todas comparten que se trata de una nueva visión de cómo comprender el proceso del aprendizaje y, en consecuencia, en la enseñanza, cómo se puede transformar en diferentes metodologías para aplicar en el aula. A efectos prácticos, en este trabajo no se diferenciará entre neuroeducación o neurodidáctica puesto que en la mayoría de los trabajos que se han analizado no parece claro en límite entre una disciplina y la otra.
3.2. Neuroeducación
Hasta ahora la enseñanza estaba muy enfocada en el profesorado, la gran mayoría de clases que se hacían eran magistrales donde el alumnado tenia un papel muy pasivo. Es-te paradigma está cambiando, se está poniendo más foco o se está centrando más en el estudiantado.
Se ha visto que la manera de aprender varía mucho con la edad y, también, es particular de cada persona [1922].
La neuroeducación es una interdisciplina o transdisciplina que promueve una mayor integración de las ciencias de la educación con aquellas que se ocupan del desarrollo neuro-cognitivo (ver la anterior Sección 3.1). Por lo tanto, esta disciplina puede guiar para crear nuevas estrategias de enseñanza teniendo en cuenta los procesos neuronales del aprendizaje y dependiendo de la persona a la que va dirigido.
El Dr. Mora [13] proclama que se está entrando en una nueva era, una neuro era. Y en el tema de la educación, es la neuroeducación. Para él, la neuroeducación no es una disciplina todavía y, algunos cientí cos consideran que es muy temprano para aplicarla en el aula. Para ello, primero, se debería conocer cómo funciona el cerebro y, a día de hoy, continua siendo objeto de estudio. Sin embargo, sí se tienen ciertas teorías que ya se podrían aplicar. La neuroeducación es una nueva forma de evaluar lo que es la educación desde el cerebro, alejado de ideologías, de perspectivas que puedan ser discutibles, al menos no desde el método cientí co. La idea es usar los conocimientos de cómo funciona el cerebro integrando la psicología, la sociología y la medicina. Y se puede aplicar tanto a potenciar el aprendizaje y la memoria de los/as estudiantes como a formar a los/as profesores/as para que puedan enseñar mejor.
La neuroeducación y la neurodidáctica comprenden estrategias basadas en cómo el ce-rebro aprende y qué factores lo estimulan. El objetivo es aprovechar al máximo el funcio-namiento de la mente, en especial cuando se trata de adquirir nuevos conceptos y donde la Neuroeducación en Ciclos Formativos:
CAPÍTULO 3. MARCO TEÓRICO emoción, la curiosidad y la atención son las bases de este proceso.
El papel de la neuroeducación puede ser clave para enseñar a los/as que enseñan, for-mando en transformar la enseñanza en algo interesante para que aprendan afor-mando y formar potenciando el pensamiento crítico y el creativo [6].
Por eso es necesaria una nueva gura, la del neuroeducador/a. Puede ser una gura interdisciplinar y puente entre la neurociencia y los/as docentes.
La neuroeducación como nueva disciplina y con el carácter interdisciplinar también tiene sus detractores. A lo largo de la historia las nuevas teorías o cambios de paradigmas conlle-van corrientes que las critiquen o estén en desacuerdo. Además, el carácter interdisciplinar favorece que aparezcan resistencias y miedo al intrusismo en el mundo educativo. En [23] se expone que existe una tendencia de algunos neurocientí cos, entre ellos el Dr. Francisco Mora, a alentar una concepción hegemónica de la neurociencia como guía de la educación. Se cuestionan si es adecuado y/o deseable dejar que sean las neurociencias las que lideren como se debe enseñar, si deben guiar la educación o si es la solución a los problemas de la práctica educativa. En ese trabajo se propone incluir la ética.
Sin embargo, es muy interesante que la escuela cuente con diferentes tipos de educado-res/as y que se creen sinergias entre ellos/as. La riqueza de la interdisciplinaridad se debería potenciar y perder el miedo a sentirse invadido o intrusismo. Los papeles de los pedagogos/as, psicólogos/as y ahora neuroeducadores/as pueden ser claves para conseguir una educación más plena, ajustada a las necesidades de las personas y donde se potencie a desarrollarse como persona a parte del contenido de las materias.
3.3. Neurociencia
En la actualidad, el conocimiento de cómo funciona el cerebro y, por tanto, la neurociencia es uno de los retos más importantes que existen dentro de la comunidad cientí ca.
Las raíces de la neurociencia se pueden situar en la última parte del siglo XIX y la primera o segunda década del siglo XX. Durante esta época, la estructura y la función del sistema nervioso comenzaron a ser estudiadas rigurosamente por guras tan importantes como el anatomista Santiago Ramón y Cajal, los siólogos Sherrington, Langley y Adrián, los neurólogos Charcot y Hughlings Jackson, y el neurobiólogo del desarrollo Harrison [24]. Santiago Ramón y Cajal se le ha considerado como el padre la neurociencia por su doc-trina de la neurona. La docdoc-trina de la neurona es el esquema estructural del sistema nervioso de nido como un aglomerado de unidades independientes y de nidas. La doctrina de la neu-rona es la idea según la cual las neuneu-ronas son la formación básica y funcional del sistema nervioso. Esta doctrina continúa siendo fundamental y el principio central de la neurociencia moderna. Su trabajo no fue reconocido internacionalmente hasta que lo presentó en 1889 en el Congreso de la Sociedad Anatómica Alemana, celebrado en Berlín. Este estudio lo reali-zó usando las técnicas histológicas desarrolladas por en anatomista Camillo Golgi. Ambos recibieron el Premio Novel en Medicina y Fisiología en 1906 y en su discurso defendieron teorías diferentes. Golgi se mantenía con la teoría reticular y Ramón y Cajal con la doctrina de la neurona [25].
Hasta casi la última década del siglo XX hubo tres grandes avances y repentinos entre momentos de poco progreso y estos se debieron principalmente a razones tecnológicas. El primer gran avance de descubrir las neuronas, dendritas y axones, se debió a la invención del microscopio acromático. El segundo gran avance, de descubrir que las neuronas no se fusionan y que contienen las dendritas y los axones, se produjo con el desarrollo de nuevas técnicas de tinción, como el método de Golgi. El tercer gran avance en neurotransmisores se logró cuando se consiguieron las técnicas microelectro siológicas y el microscopio electrónico [25]. El éxito continuado de la neurociencia y su actual entusiasmo posiblemente derivan de la incorporación de varias disciplinas anteriormente independientes. Esta síntesis ha sido gradual, a partir de la década de 1950s y hasta la década de 1960s, se produjo la fusión en un campo uni cado de la neurociencia de varias disciplinas previamente independientes:
CAPÍTULO 3. MARCO TEÓRICO neuroanatomía, neuro siología, neurofarmacología, neuroquímica y comportamiento. En se-gundo lugar, la aparición de una neurociencia coherente fue seguida a principios de los 1980s por la integración de la neurociencia con otras áreas de la biología, en particular la biología molecular y la genética molecular, una fusión que demostró tener una in uencia importante en la neurología y consiguientemente en la psiquiatría. Finalmente, a mediados de los 1980s, la fusión de la neurociencia con la psicología cognitiva. Esta fusión ha llevado a la formación de la neurociencia cognitiva, un enfoque coherente y sistemático basado en el cerebro que promete entender de una nueva manera las funciones mentales [26].
La última década del siglo XX fue la denominada Década del Cerebro por el presidente estadounidense George H.W Bush para aumentar la conciencia pública de los bene cios deri-vados de las investigaciones sobre el cerebro donde participaron la Biblioteca del Congreso y el Instituto Nacional de Salud Mental de los Institutos Nacionales de Salud [27]. La iniciativa se llevo a cabo mediante una variedad de actividades que incluían publicaciones y programas destinados a presentar a los miembros del Congreso, a su personal y al público en general las investigaciones de vanguardia sobre el cerebro humano y fomentar el diálogo público sobre las implicaciones éticas, losó cas y humanísticas de estos descubrimientos [28].
Fue en esta década cuando aparecen la imagen por resonancia magnética funcional (fRMI de las siglas en inglés functional Magnetic Resonance Imaging). Se trata de un procedimiento clínico y de investigación que permite mostrar en imágenes las regiones cerebrales activas. Esta técnica fMRI no invasiva ha sido clave en el desarrollo de múltiples estudios neuro-lógicos junto con otras técnicas como la tomografía por emisión de positrones (PET) y la electroencefalografía (QEEG) revelan nuevos paradigmas, teorías y escenarios para que la toma de decisiones no quede en un limbo sin conocimiento cientí co [29,30].
Desde entonces los avances en Neurociencia han sido espectaculares. La investigación sobre el cerebro-mente-comportamiento, los conocimientos sobre la organización funcional del cerebro y los procesos mentales, están proporcionando aplicaciones de máximo interés en diversos campos, como la salud y la educación. De hecho, estos avances han dado lugar a diferentes neurodisciplinas en diversos campos como en el biomédico (neurogenética, neuro-biología, neuroanatomía, neurología neuro siología, neuropsicología, neurolingüística, etc.), en el social (neuroderecho, neuropolítica, neurocriminología, neuroeconomías, neuromarke-ting, neuropedagogía, neuroeducación, neurodidáctiva, neurocultura, etc.), o en el campo de la losofía y las humanidades (neuro losofía, neuroepistemología, neuroestética, neuroética, etc.) [18].
Cabe destacar el gran avance en genética cuando en el 2001 se publicó el primer secuen-ciamiento del genoma humano llevado a cabo por el Human Genome Project (HGP). Esta iniciativa inspiró diversas iniciativas y proyectos para comprender el cerebro des del 2000. El aumento de nuevas tecnologías de secuenciación permitió a los cientí cos aumentar la comprensión de las vías genéticas que generan los trastornos neurológicos y psiquiátricos.
En el 2003 se creo el Allen Institute for Brain Science1para comprender el funcionamiento del cerebro humano. se trata de una organización de investigación médica independiente y sin nes de lucro con sede en Seattle. Esta organización comenzó a trazar un mapa de las regiones de actividad genética en el cerebro del ratón y a agrupar los resultados en bases de datos en línea, que ahora también incluyen datos sobre primates humanos y no humanos. Los mapas de la actividad genética son gratuitos y exhaustivos y ayudan a los investigadores a diseñar ratones que expresen tipos de células especí cas o a descubrir genes relevantes en ciertas enfermedades o comportamientos [31].
El proyecto de 5 años The Human Connectome Project(HCP)2 comenzó en Julio del 2009, patrocinado por 16 componentes de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH de las siglas en inglés de National Institues of Heath). Se trata del primero de los tres grandes retos propuestos por el Plan de los NIH para la investigación en Neurociencia. El objetivo de este proyecto es construir un mapa de las redes neuronales (conectoma) que pueda ayudar
1https://alleninstitute.org
2http://www.humanconnectomeproject.org/
Neuroeducación en Ciclos Formativos:
CAPÍTULO 3. MARCO TEÓRICO a entender la conectividad anatómica y funcional de un cerebro humano sano y generar datos para ayudar en la investigación de desordenes cerebrales como la dislexia, autismo, la enfermedad de Alzheimer y la esquizofrenia.
El proyecto Human Brain Project (HBP)3 comenzó en Octubre del 2013 y tiene una duración de 10 años. Se trata de un proyecto médico-cientí co y tecnológico nanciado por la Unión Europea. Este proyecto se basa en la supercomputación a exaescala con el n de construir una infraestructura colaborativa para la investigación cientí ca y avanzar en el conocimiento de la neurociencia, computación y medicina relacionada con el cerebro. Para ello el proyecto esta dividido en diferentes plataformas que se encargan desde los avances en supercomputación, de recoger datos de neurocientí cos, hacer simulaciones del cerebro e incluso experimentar con robots virtuales controlados por modelos cerebrales creados en el proyecto con la plataforma de computación neuromór ca.
The White House BRAIN Initiative (Brain Research through Advancing Innovative Neu-rotechnologies)4 es una iniciativa inspirada por el HBP. Se trata de una iniciativa colabo-rativa pública-privada anunciada por la administración Obama en Abril del 2013 con el objetivo de dar soporte al desarrollo y aplicación de nuevas tecnologías que permitan crear una comprensión del funcionamiento dinámico del cerebro. Aspiran a ayudar a los investiga-dores a descubrir los misterios de los desordenes cerebrales como el Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, depresión y las lesiones cerebrales. Los participantes de esta iniciativa y sus a liados incluyen a DARPA y IARPA, numerosas compañías privadas, universidad y otras organizaciones de Estados Unidos, Australia, Canadá y Dinamarca.
En Japón, el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología impul-só el proyecto Brain/MINDS (Brain Mapping by Integrated Neurotechnologies for Disease Studies)5 en Junio de 2014. Este proyecto se focaliza en 3 áreas: el estudio del cerebro del tití común, el desarrollo de tecnologías para el mapeo del cerebro y el mapeo del cerebro humano.
El proyecto China Brain Project es un proyecto de 15 años de duración aprobado en Marzo del 2016. Este es uno de los 4 programas piloto del programa Innovation of Science and Technology Forward 2030 program con el propósito de investigar las bases neuronales de la función cognitiva. Además, incluyen en sus objetivos la mejora del diagnostico y prevención de enfermedades cerebrales y el impulso de tecnologías de la información e inteligencia arti cial (IA) inspirados en el cerebro, dando más importancia a las de IA. Este proyecto también cubre la parte legal, ética, asuntos sociales relacionados con la emulación del cerebro (neuroética) según los estándares internacionales y los valores propios de China.
3https://www.humanbrainproject.eu 4www.nih.gov/science/brain 5http://brainminds.jp/en/
Capítulo 4
Metodología
El presente trabajo es de tipo exploratorio. Se ha empleado el método documental. Pa-ra aplicar este método se ha requerido una revisión exhaustiva de distintas fuentes: libros, revistas académicas y cientí cas, recursos electrónicos, videoconferencias, tesis, entre otros, con el n de obtener información relevante sobre la neuroeducación, neurodidáctica, el pro-ceso de enseñanzaaprendizaje y sobre los factores que pueden in uir en ésta. A la hora de buscar información en el ámbito de las propuestas de la neuroeducación en el aula se ha intentado centrarse en la adolescencia o la temprana adultez, siendo el conjunto de personas que mayoritariamente cursan ciclos formativos.
1. De nición de la Neuroeducación.
2. Marco teórico y estado del arte de la neuroeducación. 3. Revisión del proceso de aprendizaje y el cerebro.
4. Compilación de técnicas o metodologías a usar en el aula por el profesorado tanto a nivel general como en estudios post-obligatorios o superiores englobando los ciclos formativos.
Este trabajo trata de resaltar como los avances en neurociencias pueden ayudar en las ciencias de la educación. Para ello, se ha de nido que es la neuroeducación y cuál es el estado actual. Para comenzar a tratar las estrategias que se proponen para el proceso de enseñanza aprendizaje, se ha considerado importante entender cómo los seres humanos aprenden y por ello, uno de los objetivos es sintetizar los factores cognitivos y siológicos relevantes para comprender el proceso del aprendizaje en cerebro.
Con esta nalidad, se ha realizado una revisión de las publicaciones existentes incluyendo libros, artículos, textos y vídeos divulgativos de autores expertos en la materia. La bibliogra-fía consultada es mayoritariamente posterior al año 2000 con la intención de que incluya los últimos avances en neurociencia y, por ende, los últimos conocimientos y/o descubrimientos del funcionamiento del cerebro.
Los principales motores de búsqueda han sido google scholar y google en general. La búsqueda bibliográ ca se ha hecho incluyendo términos en castellano, catalán e in-glés. Las búsquedas se han hecho por terminología y por autor. Los siguientes términos y cualquiera de sus combinaciones han sido los más usados: Neuroeducación, neurodidácti-ca, neurociencia, aprendizaje, tipos de aprendizaje, cerebro, motivación, creatividad, aten-ción, redes atencionales, emociones, neuronas espejo, ventanas plásticas (períodos sensibles, momentos óptimos), neuroplasticidad, plasticidad, sistemas cognitivos, memoria, tipos de memoria, tipos de atención, educación, ritmos circadianos, factores cognitivos, funciones ejecutivas, memoria de trabajo, autorregulación, neuroarquitectura, adolescentes, adultos secundaria, neurotransmisores, estudios superiores.
CAPÍTULO 4. METODOLOGÍA Entre los autores más consultados, se encuentran: Francisco Mora, Jesús Guillén, Héc-tor Ruiz Martin, Tracey Tokuhama-Espinosa, Michael Posner, David Bueno, Anna Forés e Ignacio Morgado.
La información ha sido clasi cada entre el conocimiento más teórico del cerebro y el proceso de aprendizaje y entre los estudios más aplicados al aula.
Por un lado, una vez que se ha identi cado los factores que in uencian en el aprendizaje, se ha buscado información sobre el tema en concreto como puede ser la motivación, redes atencionales, neuronas espejo, etc.
Por otro lado, se ha ido seleccionando toda la información referente a la aplicación de la neuroeducación, discerniendo entre la que era más general, más adaptada a los adolescentes y adultos y, por último, la que presentaba un carácter más práctico. Se ha profundizado en los temas que re eren al proceso de enseñanzaaprendizaje como son el estrés y otros factores externos como los hábitos y el contexto.
Capítulo 5
Aprendizaje y Cerebro
Como se ha mencionado en la Sección 3.1, uno de los máximos intereses de la neuroedu-cación es conocer los procesos intrínsecos del aprendizaje.
El cerebro como órgano presenta una estructura que le permite ser una de las fuentes principales de todo comportamiento humano. Desde las conscientes como el pensamiento, la cognición, memoria hasta las inconscientes como la respiración y la secreción hormonal, todas ellas son actividades que encuentran su fuente de funcionamiento en el cerebro [32].
Para comprender este órgano, es necesario conocer algunos elementos de su estructura y funcionamiento. El cerebro junto con la médula espinal forman parte de lo que se denomina el Sistema Nervioso Central (SNC). Este sistema está conformado por dos tipos de células: las neuronas y las gliales. Las mayor diferencia de las neuronas con otras células corporales es que tienen capacidad de transmitir información y conformarse en redes mediante señales químicas y eléctricas, lo anterior exige una estructura morfológica distinta a las demás células corporales. Este proceso de compartir información es la sinapsis y es donde se producen señales bioquímicas denominadas neurotransmisoras. Los neurotransmisores junto con los receptores controlan la comunicación entre las redes neuronales. Las células gliales, son denominadas células no excitables que sostienen y mantienen el SNC. También, intervienen aportando y retirando moléculas y materiales para la síntesis de neurotransmisores [32].
Desde que nacemos hasta que llegamos a una edad adulta el cerebro crece más de un kilo de peso, pero este crecimiento no es de forma determinística ni cronometradamente. El cerebro se va desarrollando con la interacción con el medio ambiente y mediante unas ventanas plásticas [13].
Aquí entra el concepto de plasticidad que es la capacidad que tiene el cerebro de cambio. La plasticidad está durante toda la vida de una persona y, aunque es una capacidad que se va perdiendo con la edad, no deja de existir [13].
El proceso de aprendizaje permite al sujeto su adaptación al entorno cultural. Este proceso requiere de cambios en el sistema nervioso, de ahí la necesidad de la plasticidad del cerebro para poder tener capacidad de aprendizaje y de adaptarse a nuevas situaciones. La capacidad de aprender también está mediada por la memoria que posibilita el aprendizaje por la experiencia [32].
Por otro lado, el aprendizaje y la memoria son estados funcionales que requieren la participación de numerosas estructuras nerviosas y la correcta activación temporal entre ellas. No son procesos puntuales que ocurren en un sitio cerebral determinado. Por ello, el aprendizaje depende de muchos factores, como el estado motivacional y emocional del individuo que aprende, de su grado de atención, de sus conocimientos y habilidades previas, así como de sus receptores sensoriales y del estado de sus músculos, dependiendo del tipo de tarea que vaya a ejecutar [33].
Aprender y memorizar es, en esencia, cambiar el cerebro tanto físicamente como quími-camente, sus conexiones, la expresión de los procesos mentales y la propia conducta y, por ende, van estrechamente ligados a la plasticidad neuronal [13].
CAPÍTULO 5. APRENDIZAJE Y CEREBRO Los siguientes aspectos cognitivos son primordiales para el aprendizaje:
La memoria. La motivación. La atención. La curiosidad. Las emociones.
Y estos aspectos cognitivos dependen de los siológicos como las neuronas, su sinapsis y la propia capacidad de cambiar.
El aprendizaje es una conducta (consciente o inconsciente) innata en los seres vivos. Aprender es intrínseco al proceso de la vida misma, un proceso inherente a la supervivencia y adaptación al medio, como lo es comer, beber [6]. Para aprender se necesita el contacto directo con el mundo y, por ende, depende del sistema sensorial para percibir cualquier tipo de estimulo.
Los mecanismos del aprendizaje se pueden clasi car entre implícitos y explícitos. La diferencia primordial radica en la consciencia de este aprendizaje [34]. El aprendizaje implí-cito lo de nió Arthur Reber (pionero en este tema) como la adquisición de conocimientos que tiene lugar en gran medida independientemente de los intentos conscientes de aprender y en ausencia de un conocimiento explícito de lo adquirido [35]. En [34] se detalla que es la agregación no selectiva y pasiva de información sobre la co-ocurrencia de eventos y características ambientales. Lo aprendido implícitamente no se puede evocar verbalmente posteriormente. En este aprendizaje implícito, el proceso es automático y requiere tiempo y repetición y con él se adquieren habilidades visio-motoras. Participan en él áreas cerebrales como la corteza cingulada anterior, los ganglios basales, cerebelo y corteza premotora [6]. Por contraposición, el aprendizaje explícito hace referencia al aprendizaje del cual la persona tiene intención de aprender y es consciente de qué aprende [36]. Es decir, es un proceso que re ere a la asociación de hechos y sucesos con el tiempo y que se puede evocar y contar tras memorizarlo. Su sustrato neural está radicado en muchas áreas de la corteza cerebral (corteza prefrontal y temporal) y también del sistema límbico (hipocampo) [6].
Estos dos procesos de aprendizajes son independientes del concepto de memoria implícita y explícita (véase Sección 5.4). Aunque hay una tendencia a que lo aprendido de manera implícita se almacene implícitamente de igual manera sobre lo aprendido de forma explíci-ta [34]. El conocimientos aprendido explíciexplíci-tamente puede volverse implícito en el sentido de que la persona puedan perder la conciencia de su estructura con el tiempo. De la misma forma, la persona puede llegar a ser consciente de la estructura del conocimiento implíci-to cuando se intenta acceder a él, por ejemplo para aplicarlo a un nuevo conteximplíci-to o para transmitirlo verbalmente [34].
Sin embargo, cada cerebro es único e irrepetible, producto de una organización cerebral particular proveniente de la propia herencia genética y la interacción con la experiencia en la que se desarrolla la persona [19, 21]. Por lo tanto, dentro de una aula existen diferentes formas de aprender, diferentes intereses y, por ende, diferentes inteligencias [19]. La teoría de las inteligencias múltiples de psicólogo Gardner se considera un neuromito y no tienen base cientí ca [37]; desde la neurociencia se reconoce una única inteligencia [38]. El propio Gardner reconoce que debería haber usado otro término como talento [38]. Sin embargo, esta teoría ha sido de gran ayuda para resaltar que cada persona tiene diferentes capacidades y ha conseguido, que en muchos casos, se deje atrás la concepción de que existen alumnos/as más inteligentes que otros/as para, en su lugar, pensar que cada cual estaba más desarrollado/a en una de las ocho inteligencias (o capacidades) [37]. Esta teoría también ha puesto de mani esto que la escuela se ha centrado sobretodo en las capacidades lógico-matemáticas.
Llevando toda esta información a la educación, se puede educar englobando más aspec-tos de los que se han tenido en cuenta hasta ahora. Aspecaspec-tos que ayudarán a la persona
CAPÍTULO 5. APRENDIZAJE Y CEREBRO a desarrollarse como persona autónoma, ofreciendo un medio en el que se cambie la con-ducta potenciado la memoria, la inhibición de la impulsividad, el cambio constante de foco atencional, la toma de decisiones y la solución e ciente y colaborativa de problemas nuevos.
5.1. Plasticidad y Ventanas Plásticas
La capacidad del sistema nervioso de cambiar se le llama plasticidad neuronal. La plas-ticidad es clave para aprender nuevas habilidades, establecer nuevas memorias y responder a las adversidades del medio. Se puede considerar al aprendizaje como el proceso por el cual las personas (y seres vivos) modi can su conducta para adaptarse a las condiciones cambiantes del medio que los rodea y, por tanto, la manera principal de adaptación [39].
Las investigaciones de la plasticidad neuronal en relación con el aprendizaje y la memoria estudian el modo en que el cerebro codi ca físicamente nuevas informaciones y constituye uno de los objetivos principales de las neurociencias [33].
El cerebro es un órgano con mucha plasticidad, capaz de adaptarse continuamente al medio, reorganizarse estableciendo nuevos sistemas funcionales. La plasticidad cerebral es una capacidad inherente y consustancial al ser humano y, aunque se va perdiendo o disminu-yendo a lo largo de la vida, con la edad, no deja de existir. Cabe remarcar, que la plasticidad es mayor durante la infancia y la adolescencia [13]. La plasticidad es fundamental para comprender las propiedades del sistema nervioso, el cual también nos permite comprender procesos, aparentemente disímiles, como el de aprendizaje y la recuperación de funciones tras una lesión cerebral. De acuerdo con el concepto de neuroplasticidad, el sistema nervioso es un producto nunca terminado, es el resultado, siempre cambiante por la interacción de factores genéticos, epigenéticos y ambientales [33].
El Dr. Mora enfatiza que sería esencial conocer cuál es el momento óptimo de lo que enseñar para que se pueda aprender mejor y de una manera más e ciente. A estos momen-tos óptimos de aprendizaje se les llaman las ventanas plásticas, ventanas de oportunidad o periodos sensibles o críticos [33]. Son los momentos en los que una parte u otra del cerebro están más dispuesta a desarrollarse. No todas las partes del cerebro tienen las mismas ven-tanas ni se desarrollan en el mismo momento. Por ejemplo, la parte de la corteza prefrontal se desarrolla más tardíamente; o, el habla que se desarrolla antes de los 7 años y, luego, ya no se puede aprender a hablar si no ha habido ninguna interacción con el lenguaje como se pudo estudiar en el caso de Genie, la niña salvaje [40].
El desarrollo cerebral se produce de forma asincrónica, es decir, que tiene tiempos y ritmos diferentes en función de la etapa de desarrollo en la que esté. Estas ventanas plásticas se abren en determinados momentos y, es cuando la información del entorno, motora, sensorial, social o emocional puede penetrar de una manera más impactante, más idónea y luego se cierran para dar paso a otras [41]. Muchas capacidades humanas dependen críticamente de las experiencias ganadas durante los primeros años de vida. Estas capacidades van desde las fundamentales como visión estereoscópica, la agudeza visual, y la coordinación binocular hasta capacidades de orden superior como el comportamiento social, lenguaje, y la habilidad de percibir formas y caras [42]. Debido a que en cada caso, las determinadas experiencias vividas durante las primeras etapas de la vida y, a veces, quedan restringidas a esos períodos como etapas esenciales para la desarrollo normal de ciertas capacidades, a estos períodos se les denominan períodos críticos [42].
Por lo tanto, el conocimiento de estas ventanas sería un gran avance y una oportunidad en la enseñanza. Este concepto es determinante para saber qué elementos y estímulos son los más relevantes para una mejor educación y enseñanza. Si sabemos qué se está desarrollando y cuándo, entonces se puede ser más e caz a la hora de exponer los factores ambientales y estímulos [41]. Hoy se sabe durante los primeros años es cuando más plasticidad hay y que en los primeros 5 años, la esencia del aprendizaje y memoria está en el juego. Por eso, se debería empezar por un aprendizaje perceptivo y no enseñar el pensamiento abstracto [6].
Se trata de un tema en desarrollo y hay cada vez más documentación acerca de cuáles Neuroeducación en Ciclos Formativos:
CAPÍTULO 5. APRENDIZAJE Y CEREBRO son estas ventanas [13]. Los ejemplos que se han encontrado están relacionados a la visión, audición y el lenguaje y sitúan estas períodos en edades tempranas y/o antes de llegar a la pubertad (recuperación de la visión después de ser operados por cataratas, implante coclear, la activación de la corteza visual durante la lectura de Braille, etc.) [33].
Los períodos sensibles más conocidos y estudiados en los seres humanos son los del lenguaje. Existe una clara relación entre la edad de exposición a un idioma y el nivel de competencia alcanzado en ese idioma [42]. Esta relación se mantiene para el aprendizaje de los dos primeros idiomas. La adquisición de un primer idioma ha sido evaluada en niños que han sido criados en la ausencia de cualquier lenguaje (niños salvajes o maltratados) o, más frecuentemente, en forma congénita niños sordos que han sido criados sin la ayuda del signo el lenguaje. Se puede encontrar grandes avances sobre las ventanas plásticas en el lenguaje y la percepción fonética tanto desde que se nace, como se desarrolla en la infancia y la exposición que tienen a un particular idioma como en adultos de diferentes culturas, en infantes con discapacidades de desarrollo e incluso hasta en animales [43]. Se dispone de muchos más datos sobre las personas que comenzaron a aprender un segundo idioma a diferentes edades. Por ejemplo, el período óptimo de la adquisición de este segundo lenguaje se sitúa en la infancia y va siendo menos óptimo a medida que crecemos [43]. Para ambos primera y segunda lenguas, un dominio profundo del lenguaje es alcanzado por aquellos que lo aprenden antes de 7 años de edad [42].
A grandes rasgos, se han distinguido tres grandes etapas desde el nacimiento hasta la adultez [6, 20, 21] y son las siguientes:
Etapa de los 03 años. Etapa esencial para imprimir el carácter y temperamento. De los 0 a los 3 años, el cerebro prioriza las conexiones entre neuronas cercanas en la denomi-nada corteza cerebral. La corteza constituye la capa más externa del cerebro, y es donde se generan y gestionan los aspectos más complejos y típicamente humanos del comportamiento: el lenguaje, la toma de decisiones, el control ejecutivo, la empatía, el raciocinio y el control emocional, entre otros.
A estas edades el cerebro absorbe el ambiente para adaptarse a él. En esta primera etapa, se supone que el cerebro tiene muy pocas conexiones y se aprende mucho desde la mímica, simplemente escuchan, imitan, ensayan e integran.
Es muy importante ofrecer un feedback de todo lo que va aprendiendo del mundo y de la percepción de sus experiencias. Es de vital importancia el vínculo seguro con sus progenitores o sus cuidadores [21].
Lo aprendido en esta etapa cuesta mucho de deshacer [20].
Etapa de los 411 años. Época donde muy poco a poco se van generado las conexiones para aprender el control de las emociones. Empiezan a ser conscientes de la emoción de aprender, y cuando aprender no va asociado a una emoción, tienden a aburrirse.
El hecho de que hasta los 3 o 4 años no se empiecen a formar conexiones entre la corteza y el hipocampo explica por qué casi nadie recuerda de forma consciente las experiencias anteriores a los 3 años de edad [21].
Esta etapa es la que tiene más in uencia sobre las destrezas instrumentales y académicas, incluyendo la capacidad de razonamiento y de interrelación y de la memoria. Cuando se aprende a leer y escribir, cuando se empiezan a hacer razonamientos lógico-matemáticos, etc. y cuando se aprende a memorizar. No importa tanto lo que memoricen, sino que aprendan la destreza de memorizar y ésta se desarrollará más si se hace de una manera placentera.
Es importante resaltar que cada cerebro madura a un ritmo ligeramente diferente a los demás, lo que implica que la edad de aprender estas destrezas sea un poco variable depen-diendo de cada persona. Esto implica que para sacar el máximo provecho del desarrollo del cerebro, se deben respetar los ritmos individuales, evitando el aburrimiento en las personas que madura antes y el estrés en las que maduran más lentamente.
En general, en esta etapa el cerebro percibe como máxima utilidad aquellos aprendizajes asociados a la aceptación, valoración y reconocimiento social.
CAPÍTULO 5. APRENDIZAJE Y CEREBRO Es una época que se considera que hay más materia gris y es cuando se crean muchas cone-xiones, sobretodo en el córtex prefrontal. El córtex prefrontal está involucrado en numerosas funciones cognitivas. Entre otras el control de los impulsos (ver la Sección 6.1).
En esta época se hacen conexiones de larga distancia para establecer los aprendizajes más conceptuales de las etapas anteriores.
La adolescencia se caracteriza por la búsqueda de las novedades. Esta búsqueda de no-vedades está asociada con la exploración del entorno, tanto física como intelectualmente, y se desencadena como una respuesta a una situación o un estímulo nuevo. Una de las mejores formas que tiene el cerebro de adquirir nuevos conocimientos, especialmente los sociales, y estimular su plasticidad, es por imitación [20].
En [44] se resaltan 7 niveles de desarrollo de ciertas capacidades y las edades óptimas (marcadas con un *) y funcionales de cada uno de ellos:
1. Representaciones individuales → de los 2* a 5 años. 2. Asignaciones representativas → de los 4* a 8 años.
3. Sistemas de representación → de los 7* a 12 años. Edad óptima: 6* años. 4. Abstracciones individuales → de los 12 a 20. Edad óptima: 10* años. 5. Mapeo abstracto → de los 17 a 30 años. Edad óptima: 15* años.
6. Sistemas abstractos → de los 23 a 40 años (o nunca para muchos dominios). Edad óptima: 20* años.
7. Principios individuales → de los 30 a 45 años (o nunca para muchos dominios). Edad óptima: 25* años.
5.2. Imitación
Las neuronas espejo o especulares fueron descubiertas por Giacomo Rizzolatti, junto a su equipo formado por Vittorio Gallesi y Leonardo Fogassi, en los años 1990s, por casualidad mientras buscaba el modo en que el cerebro de los mamíferos plani ca los movimientos [45]. El sistema de neuronas espejo permite hacer propias las acciones, sensaciones y emociones de los demás [11]. Parece que codi can plantillas para acciones especí cas, lo que permite llevar a cabo acciones motoras sin pensar en ellas y comprender las acciones observadas sin necesidad de razonar previamente sobre ello.
A este tipo de neuronas se las ha bautizado como las neuronas de la empatía [46], denominadas así por estar implicadas en la comprensión de las emociones de los otros y en la comunicación interpersonal [47]. Las neuronas espejo del observador actúan como un sistema que permite la comprensión de las demás acciones de los otros y por lo consiguiente experimentar la empatía, la imitación, emulación y la teoría de la mente. Incluso se desprende que el sistema de neuronas espejo sería el mecanismo neural básico para el desarrollo de lenguaje [11]. Las neuronas espejo permiten entender la mente de nuestros semejantes, y no a través de razonamiento conceptual, sino directamente, sintiendo y no pensando [47]. La activación de las neuronas espejo depende de lo familiarizados/as que estemos con lo que se esté observando. Así, cuando las personas observaban acciones motoras descontextualizadas se activan menos neuronas que cuando aparecen los objetivos claros de la acción que se está observando.
Es importante el conocimiento de las neuronas espejo en la práctica docente ya que hace consciente al/a la docente de que es un/a referente para el alumnado tanto en los aspectos académicos como en los emocionales, puesto que las neuronas espejo del/de la estudiante entran en acción, durante la interacción y aprendizaje.
Neuroeducación en Ciclos Formativos:
CAPÍTULO 5. APRENDIZAJE Y CEREBRO
5.3. Neurotransmisores
Los neurotransmisores son biomoléculas que permiten la neurotransmisión, es decir, la transmisión de información desde una neurona hacia otra neurona, una célula muscular o una glándula, mediante la sinapsis que los separa. La neurona que libera el neurotransmisor se le llama neurona presináptica. A la neurona receptora de la señal se le llama neurona postsináptica. Dependiendo del tipo de receptor, las neuronas postsinápticas son estimuladas (excitadas) o desestimuladas (inhibidas). Cada neurona se comunica con muchas otras al mismo tiempo. Puesto que una neurona puede enviar o no un estímulo, su comportamiento siempre se basa en el equilibrio de in uencias que la excitan o la inhiben en un momento dado. Las neuronas son capaces de enviar estímulos varias veces por segundo.
Cuando los/as estudiantes están emocionalmente comprometidos con el aprendizaje, cier-tos neurotransmisores en el cerebro envían señales al hipocampo, estructura vital del cerebro que incluye la memoria, para estampar estos eventos con gran intensidad [32]. Los tres neu-rotransmisores más implicados en el proceso de aprendizaje son: la dopamina (encargada de dar el impulso), la norepinefrina (encargada de situar la motivación) y la serotonina (encargada de activar la sensación de paz o realización una vez concluida la tarea) [48].
El aprendizaje se intensi ca por el desafío e inhibiendo la amenaza. El cerebro baja sus niveles de acción cuando percibe amenaza, por el contrario, este se activa en forma óptima cuando es apropiadamente desa ado. La principal señal del descenso de la actividad es un sentimiento de impotencia, el aprendiz llega a ser menos exible y se revierte a lo automático y, frecuentemente, a las más primitivas rutinas de comportamiento. La exposición a constantes amenazas o traumas tempranos, frecuentemente alteran el comportamiento neuronal, creando niveles extremos de serotonina y noradrenalina [32].
La serotonina es uno de los neurotransmisores más conocidos, se almacena en determina-das células del cerebro, activa parte del córtex cerebral, estimula la memoria y actúa sobre el centro emocional del cerebro, lugar donde se generan y modulan los sentimientos; desempeña un papel relevante en la regulación del comportamiento humano [49]. Clave para el bienes-tar, actúa como un intensi cador del humor, calma, involucrada en el control y disminución de la depresión y el estrés. La serotonina se relaciona con la memoria, el sueño, el control del apetito, la sexualidad y la regulación de la temperatura del cuerpo, por ello, posibilita estados de atención y relajación necesarios en procesos de aprendizaje. En consecuencia, las acciones de amenaza hacia la persona, provocan bajos niveles de este neurotransmisor. La carencia de este neurotransmisor ha sido vinculado especialmente con la depresión, y comportamientos como la agresión impulsiva, la ira explosiva, el alcoholismo, la violencia y el suicidio [32, 49].
La noradrenalina, es un neurotransmisor que mantiene activo al cerebro humano, es decir, hace estar alerta y tener claridad de conocimientos. Se activa cuando una información sensorial llega a la amígdala produciendo su secreción y alcanza su punto máximo en las primeras horas de la mañana [49].
Una concentración baja de noradrenalina causa infraexcitación, búsqueda de emociones, asunción de riesgos y mayor probabilidad de violencia; la concentración alta origina so-breexcitación, pulso rápido, mayor probabilidad de violencia impulsiva, estrés, taquicardia, sudoración, ansiedad, y depresión [49].
Otra faceta de las emociones demuestra que éstas excitan el sistema químico cerebral y, en conjunto con la adrenalina liberada, actúan como un jador en la memoria [32]. La adrenalina (epinefrina), es una hormona y un neurotransmisor secretada por las glándulas suprarrenales, hace que reaccionar ante una situación de emergencia o alto riesgo, acelera la hiperactividad del sistema nervioso para responder a ciertas situaciones de alarma: acelera el ritmo cardíaco; aumenta la respiración para oxigenar la sangre; dilata las pupilas; aumenta la presión sanguínea, detiene momentáneamente los movimientos intestinales; acude a las reservas de glucógeno para proveer a los músculos de combustible; produce estados de euforia, de máxima energía, de capacidad de acción y de relax por la liberación de endor nas. La adrenalina permite reaccionar en situaciones de estrés, una producción elevada produce
CAPÍTULO 5. APRENDIZAJE Y CEREBRO fatiga, falta de atención, insomnio y ansiedad, entre otras; por el contrario, niveles bajos causan decaimiento y depresión [49].
Las endor nas funcionan como neurotransmisores, pertenecen a un grupo de proteínas que se producen en el cerebro a nivel de la glándula hipó sis y tienen características simi-lares a las drogas opiáceas, con propiedades analgésicas y placenteras. El cuerpo produce endor nas como respuesta a múltiples sensaciones, entre las que se encuentran el dolor y el estrés. Son liberadas y distribuidas a través de todo el sistema nervioso central para man-tener el equilibrio, en respuesta al dolor o al esfuerzo sostenido. También, están conectadas con los centros del placer del cerebro, es decir, cuando existe mayor secreción de endor nas la persona se siente contenta, placentera y eufórica. Al favorecer la producción de endor -nas, se mejora el estado de ánimo y la sensación de bienestar. Su producción se aumenta realizando tareas gratas, ejercicio físico, demostraciones de afecto, masajes, caricias, risa, baile, relajación y en contacto con la naturaleza, etc [49].
En [50] acentúan que los neurotransmisores dopamina y acetilcolina incrementan el pro-ceso de aprendizaje. Al aprender algo nuevo, se debe ordenar la nueva información en una conexión ya existente y estos dos neurotransmisores refuerzan la concentración y proporcio-nan satisfacción.
La dopamina es un neurotransmisor con diferentes funciones en el cerebro: incluyendo papeles importantes en el comportamiento y la cognición; la actividad motora; la motivación y la recompensa; la regulación de la producción de leche; el sueño; el humor; la atención; y el aprendizaje.
La dopamina es precursor de la norepinefrina (noradrenalina) y la epinefrina (adrenalina). La dopamina se ve modulada por la serotonina. Cuando la dopamina disminuye también lo hacen las endor nas.
Las neuronas dopaminérgicas (es decir, las neuronas cuyo neurotransmisor primario es la dopamina) tiene una respuesta física cuando se presenta una recompensa inesperada. Por otro lado, estas neuronas son deprimidas cuando la recompensa esperada se omite. Así, las neuronas de dopamina parecen codi car la predicción del error para resultados provechosos. Por lo tanto, la dopamina está asociada con la respuestarecompensa y el estímulo recompensa que son esenciales para el control del comportamiento motivado por la expe-riencia previa [51]. La dopamina juega un papel importante en la consolidación de la memoria y, por ende, en el aprendizaje [51].La dopamina está involucrada de manera crítica en la mo-tivación continua. Existe una fuerte evidencia de que las funciones de la dopamina en la motivación/ movimiento/ fortalecimiento son disociables del aprendizaje [52].
La dopamina, en general, crea un ambiente favorable para la búsqueda del placer y de las emociones así como el estado de alerta. Cuando su síntesis o liberación se disminuye, puede aparecer desmotivacion e incluso depresión. Por tanto, unos niveles altos se relacionan con el buen humor, espíritu de iniciativa y motivación [53].
La acetilcolina es un neurotransmisor que regula la capacidad de retener una informa-ción, almacenarla y recúperarla en el momento necesario. Cuando el sistema que utiliza la acetilcolina se ve perturbado aparecen problema de memoria. Por tanto, un nivel bajo de este neurotransmisor provoca la pérdida de memoria, concentración y aprendizaje. Por el contrario, los niveles altos los potencian [53].
Por último, el cortisol que es una hormona que actúa como neurotransmisor en nuestro cerebro. Considerada por la comunidad cientí ca como la hormona del estrés, el cuerpo la produce ante situaciones de tensión para ayudar a enfrentarlas. La liberación de esta hormona está controlada por el hipotálamo, en respuesta a situaciones estresantes y a un nivel bajo de glucocorticoides en la sangre (véase Sección 6.3.2). En general, niveles bajos o medios mejoran el aprendizaje y aumentan la memoria, mientras que niveles elevados tienen un efecto nocivos para éstos [53].
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5.4. Memoria
No hay memoria sin aprendizaje, ni aprendizaje sin memoria, lo que hace de la memoria una de las herramientas básicas para el aprendizaje [54].
En los últimos años y a diferencia de lo que se pensaba, se ha descubierto que ni el cerebro de los adultos ni el de los niños es estático, sino que están constantemente desarro-llando nuevas conexiones neuronales según se obtienen nuevos conocimientos, a medida que aprende. Estos cambios cerebrales se producen en zonas determinadas (véase Sección 5.1).
El proceso por el que el cerebro almacena una información constituye la memoria, mien-tras que el proceso por el cual el cerebro se adapta a esa información es conocido como aprendizaje. Uno de los estímulos que más favorece el aprendizaje y produce cambios cere-brales es el éxito. Cuando se obtiene una recompensa, el cerebro reconoce lo que ha hecho bien y se producen cambios neuronales que nos llevan a volver a repetir los mismos pasos. Si se trata de un fracaso, el almacenamiento (memoria) es mucho menor y el cerebro apenas sufre cambios.
Existe una vinculación muy fuerte entre la emoción y la memoria. Contra mayor es el impacto emocional, las experiencias mejor se almacenan a largo plazo [5]. De hecho, pue-de que no existan percepciones presentes o recordadas, a través pue-de la memoria, que sean neutrales en términos emocionales. Algunos sentimientos optimizan el aprendizaje y la me-moria. Otros, en particular los que son extremadamente dolorosos, perturban el aprendizaje y suprimen la memoria como protección. En general, el recuerdo de una situación promueve, conscientemente o no, que se eviten las situaciones asociadas a sentimientos negativos y la búsqueda de aquellas que puedan causar sentimientos positivos.
Los procesos de memoria y aprendizaje están relacionados directamente con las redes neuronales que el cerebro produce, a más aprendizaje más redes neuronales se construyen, mismas que a la vez potencian nuevos aprendizajes.
A nivel aula, una de las principales causas de los problemas para memorizar y recordar datos es el estrés. En la infancia y la adolescencia, los individuos pueden estar sometidos a nivel de estrés elevado por causas familiares, sociales, académicas, etc. Cuando se está sobrecargado, el cerebro reacciona haciendo que el cuerpo adquiera un estado de hiperalerta, respuesta siológica que permite sobrevivir a las amenazas del entorno desde hace miles de años. El estrés produce en el cerebro la creación de componentes que ayudan a incrementar el estado de alerta. Sin embargo, cuando el estado de estrés es constante, estos químicos afectan nuestro estado físico, que a su vez hace que haya pérdida de células cerebrales, lo que afecta a la habilidad de retener nueva información. Es por tanto esencial, lograr que el alumnado vea reducido al mínimo sus niveles de estrés, ya que esto puede ser una de las causas de los malos resultados académicos [20].
Figura 5.1: Tipos de Memoria Humana
La memoria puede clasi carse en tres tipos (ver Figura 5.1): sensorial, a corto plazo (operativa o de trabajo) y a largo plazo. La memoria sensorial es la que se percibe a través de
