Neurociencias y Educación Clase 4.

Neurociencias y Educación Clase 4 from boscanandrade

Elementos vinculantes de las Neurociencias en la Educación

El estudio de las bases biofisiológicas del cerebro contribuye ampliamente en la exploración de elementos interactivos en el proceso de enseñanza aprendizaje. Al respecto Caine y Caine (1997) sostienen que existen tres elementos basados en estas premisas, que se describen a continuación:

1. Inmersión orquestada en una experiencia compleja: crear entornos de aprendizaje que sumerjan totalmente a los alumnos en una experiencia educativa.

2. Estado de alerta relajado: eliminar el miedo en los alumnos, mientras se mantiene un entorno muy desafiante.

3. Procesamiento activo: permitir que el alumno consolide e interiorice la información procesándola activamente.

En consecuencia, para crear entornos enriquecidos que ayuden a los estudiantes a aprender, los profesores tienen que tratar de comprometer las siguientes capacidades de aprendizaje que tienen todos los alumnos.

Para crear un estado de alerta relajado:

• Reduzca la amenaza y mejore la autoeficacia.
• Comprometa la interacción social.
• Comprometa la búsqueda innata de significado.
• Comprometa las conexiones emocionales.

Para crear una inmersión orquestada en una experiencia compleja:

• Comprometa la fisiología en el aprendizaje.
• Comprometa tanto la habilidad para centrar la atención como para aprender de un contexto periférico.
• Reconozca y comprometa las etapas y los cambios de desarrollo.
• Comprometa el estilo individual de los alumnos y su unicidad.
• Comprometa la capacidad para reconocer y dominar pautas esenciales.

Para crear un procesamiento activo:

• Comprometa la habilidad para percibir tanto las partes como el todo.
• Comprometa tanto el procesamiento consciente como el inconsciente.
• Comprometa la capacidad para aprender a partir de la memorización de hechos aislados y de eventos biográficos.

Según Purpose Associates (1998-2001), la aplicación de la teoría del aprendizaje compatible con el cerebro impacta a la educación en tres aspectos fundamentales:

Currículo: los profesores deben diseñar el aprendizaje centrado en los intereses del alumno y hacer un aprendizaje contextual. 

Enseñanza: los educadores deben permitirles a los alumnos que aprendan en grupos y usen el aprendizaje periférico. Los profesores que estructuran el aprendizaje alrededor de problemas reales, estimulan también a los estudiantes a aprender en entornos fuera de la sala de clase y fuera de la escuela.

Evaluación: ya que los alumnos están aprendiendo, su evaluación debería permitirles entender sus propios estilos de aprendizaje y sus preferencias. De esa manera, los alumnos supervisan y mejoran sus procesos de aprendizaje.

Neurodidáctica

Sistema Hitachi de espectroscopía por luz cercana al infrarrojo. Imagen cedida por Hitachi Medical Systems

La revelaciones que se muestran a través de las neuroimágenes en tiempo real para observar los procesos mentales, explican en términos científicos las interrogantes que por siglos han sido objeto de debate entre pensadores, filósofos, psicólogos, pedagogos, educadores y sociólogos.

Las Neurociencias forman un conjunto de ciencias basadas en investigaciones del sistema nervioso estableciendo relaciones vinculantes para entender  cómo el encéfalo produce y ejecuta acciones como las percepciones, recuerdos, emociones, pensamientos, entre otras determinantes en la conducta, el aprendizaje y la memoria.

Por consiguiente, se atribuye la confluencia de las neurociencias con la psicología y la didáctica en una nueva disciplina denominada neurodidáctica, permitiendo el desarrollo en la planificación de la praxis docente con estrategias mas efectivas para crear ambientes desafiantes que optimicen el aprendizaje, la comunicación y la convivencia. 

En efecto, los métodos didácticos de los pedagogos se extiende a los fundamentos basados en teorías neurocientíficas, entre las cuales se destacan la teoría de los Hemisferios de Roger Sperry (1981), teoría del cerebro total de Ned Hermann (1989), teoría del cerebro triuno de Paul Mclean (1990)  y la teoría de las inteligencias múltiples de Howard Gadner. (1997).

Para entender las tendencias hacia donde se dirige las ciencias de la educación, es conveniente, enfocar el interés por desarrollar nuevos perfiles epistemológicos y didácticos, configurando la concepción de un neurodidácta, al respecto  Westerhoff (2010) señala que los pedagogos necesitarían aumentar sus conocimientos neurobiológicos y así desempeñar mejor su tarea docente.  Asimismo, el autor mencionado hace referencia a los trabajos de Spitzer en la Organización para la Colaboración Económica y el Desarrollo (OCED) considera que la neurología ha de prestar un importante servicio a la pedagogía; con el fin de promover la colaboración entre pedagogos y neurólogo.

Nicolas Westerhoff (2010) en un artículo de la Revista Mente y Cerebro de septiembre/octubre N°44, señala que Spitzer está convencido de que los maestros, cual entrenadores, deben mantener en forma el cerebro. El gimnasio donde trabajan se llama escuela. Por desgracia los maestros suelen tener escasos conocimientos del encéfalo a entrenar. Henning Scheich, del Instituto Leibnitz de Neurobiología en Magdeburg, agrega que quien no entiende cómo funciona el cerebro "no tiene ni idea de qué método hay que utilizar para que los niños aprendan mejor". Para los neurodidactas, tal parece, los pedagogos necesitarían aumentar sus conocimientos neurobiológicos y así desempeñar mejor su tarea docente. 

Paralelamente se presentan los criterios doctrinales sustentados en las aportaciones de Piaget. Vigotsky, Gagné,. Ausubel, Novak, Gowin, entre otros enfoques de tipo constructivistas y cognitivistas, que consideran el contexto, la experiencia y la actividad mental, con las visiones educativas basado en el cerebro o compatible con el cerebro iniciadas por Leslie Hart , y otros como Susan Kovalik, Renate Caine, Geoffrey Caine, James Healey, Robert Silvestre, Pat Wolfe, Erick Jensen, y otros como en el neuropsicologo ruso Alexander Romanovich Luria , discípulo del gran Lev Semenovich Vygotsky, quienes en conjunto han dado explicaciones sobre las competencias del cerebro en el aprendizaje, memoria y las emociones.

En efecto, la valiosa compilación de los estudios realizados sobre la temática crea una amplia referencia que justifican y validan su importancia. De igual modo, las neurociencias, afirma Salas (2003) constituye  un conjunto de ciencias cuyo sujeto de investigación es el sistema nervioso relacionando la conducta y el aprendizaje,  estas condiciones han mostrado pertinencia en la practica educativa y favoreciendo cambios didácticos en la enseñanza.

Ahora bien, es preciso puntualizar fundamentos didácticos y metodológicos para establecer las interrelaciones de las disciplinas mencionadas, por tanto, es importante referirse a los procesos que involucran conocimiento, al respecto, Restak (2005) define  a la cognición como la capacidad del cerebro y el sistema nervioso para recibir estímulos complejos, identificarlos y responder conductualmente, en este sentido, se hace necesario hacer énfasis en la activación de los procesos mentales durante  la formación de educadores integrales cuando inician el aprendizaje de habilidades pedagógicas. 

El eje medular de la neurodidáctica, radica en el estudio armónico de los procesos biológicos del cerebro y la interacción social, cuyos fundamentos están previstos, según Friedrich, Gerhard y Preiss, Gerhard (2003), en una nueva disciplina donde los neurólogos pueden ayudar a profesores y pedagogos a desarrollar mejores estrategias didácticas. En este sentido, la Neurodidáctica es una disciplina que sugiere una forma de interacción entre las neurociencias y la educación revelando condiciones bajo las cuales se optimizan al máximo del aprendizaje humano.

Es evidente que los argumentos tienen valor y coherencia, que ha despertado el interés de expertos  neurocientíficos, que proyectan sus estudios hacia las ciencias de la educación, más aún desde los ámbitos universitarios, en este sentido, de forma análoga, Jensen (2004) se refiere a la educación basada en el cerebro como el entrecruzamiento de varias estrategias basadas en los principios derivados de  comprensión de las investigaciones del cerebro. Estos estudios fortalecen la integración de las medicina, las ciencias cognitivas y los principios básicos de la didáctica en nuevas denomina Neurodidáctica. 

Se sugiere la lectura del libro de Ann Fóres y Marta Ligioiz (2009) Descubrir la neurodidáctica: aprender desde, en y para la vida. 

Explicaciones epistemológicas basadas en el estudio de los sistemas cerabrales. II parte

En el cerebro humano existen una serie de en jerarquía de controles en diversos niveles, siendo el yo el nivel que conserva la mayor altura o el primer orden donde los objetos son revisados de forma crítica por la mente consciente, es autoreflexivo, se le atribuye una función maestra, superior, interpretativa  y controladora en su revisión con el cerebro, pues, acepta o rechaza, usa o modifica, valora o evalúa los contenidos. De acuerdo con Popper, el yo, en cierto sentido toca el cerebro del mismo modo que un pianista a su piano o un conductor a su vehículo.    

El cerebro tiene una serie de divisiones que establecen jerarquías de control 

Una vez que la mente centra su atención, elección e interés se crean relaciones mezclando los resultados de todas las áreas, formando una unidad integradora de experiencias conscientes, es decir, la mente autoconsciente desempeña la función principal de la acción en la búsqueda, selección, descubrimiento, organización e integración de contenidos. Estos planteamientos coinciden con los hallazgos actuales demostrados científicamente por las neurociencias, a través de los cuales se observa detalladamente que presentamos un hemisferio derecho para comprensiones estructurales, sincréticas, configuracionales y gestálicas, determinantes según Martinez (1987) en la posiciones holisticas, no lineales, complejas, tácitas, simultáneas y acausal, derivadas de la capacidad analógica, percepción gestáltica (como percibe la mente los objetos) y  percepción estereognósica (capacidad de percibir a través del tacto). 

La mente consciente puede buscar en la memoria y relacionar datos e ideas apropiados para la solución de un problema, pero eso casi siempre lo hace relacionando  el planteamiento del problema con nuestra estructura cognoscitiva personal, la cual activa las ideas antecedentes pertinentes y las soluciones dadas a problemas anteriores parecidos que, a su vez, son reorganizadas y transformadas en forma de proposiciones de solución al nuevo problema que se plantea

Gran parte de los descubrimientos neurocientíficos van revelando estructualmente las potencialidades de la mente humana, en este sentido, es interesante mencionar las investigaciones de Eric Kandel expuesta en su obra En busca de la memoria, quien explica que en el curso de sus investigaciones le llevaron a recibir el Premio Nobel. La primera parte se describen los avances en el conocimiento de la memoria implícita ("la que que no se expresa con palabras, la procedimental, que no requiere atención consciente para su recuperación, la cual adopta la forma de hábitos, estrategias perceptivas o motoras y condicionamiento asociativo o no"). 

Eric Kandel Fue galardonado en 2000 con el Premio Nobel por sus descubrimientos acerca de la "transmisión de señales en el sistema nervioso"

Por otro lado revela el autor como conoce a su gran amor, la Aplysia, babosa marina en la que realiza todos sus descubrimientos. Es sorprendente como su trabajo consiste en explicar los descubrimientos de Ivan Paulov (Premio Nobel en 1904). Paulov descubrió en perros tres formas simples de aprendizaje: la habituación, la sensibilización y el condicionamiento clásico. Kandel explica estos aprendizajes en Aplysia tanto en la memoria a corto plazo (que supone modificación de proteínas existentes) como en la memoria a largo plazo (que supone intervención de los genes para la síntesis de nuevas proteínas). Kandel cubre todos los pasos de la neurociencia cognitiva: la explicación conductual, celular, molecular y genética.

La segunda parte del libro, el retorno a la memoria compleja es más confusa debido a que Kandel es solo protagonista en parte y a que nuestro conocimiento sobre ella es peor. En todo caso sigue siendo interesante y plantea el estado del arte actual sobre la memoria. Kandel habla también de la atención, la genética, la biotecnología e incluso se adentra en la explicación de la conciencia

   

Explicaciones epistemológicas basadas en el estudio de los sistemas cerebrales

"El cerebro equivale a averiguar el cauce material del pensamiento y de la voluntad " 

 Santiago Ramón y Cajal

El cerebro ha sido campo de gran interés durante todos los períodos de la evolución del pensamiento.Para Martínez (2007) en su texto  La Nueva Ciencia . Su desafío, lógica y método, existe una alta contribución que ofrecen los aportes de las neurociencias que explican el proceso de conocer.

Desde estas perspectivas es de máxima importancia el que esclarece el proceso de de atribución de significados, a través del cual se mencionan los estudios de transmisión neurocerebral, donde se demuestran la conexiones bidireccionales de cien y hasta mil veces entre la sensación visual, auditiva, olfativa o sensomotra antes de producirse una respuesta o expresión oral.

Las múltiples sinapsis son las estructuras que permiten la comunicación entre los aproximadamente 28 mil millones de neuronas de nuestro sistema nervioso. Se producen entre un terminal del axón y una dendrita de otra neurona. La comunicación entre dos neuronas se realiza mediante señales químicas y eléctricas y se lleva a cabo en los botones sinápticos, situados en cada extremo de las ramificaciones del axón, que conectan con otra neurona en las sinapsis.

En el interior de cada botón sináptico existen pequeños depósitos llenos de una sustancia química llamada neurotransmisores, que ayudan a traspasar la información de una célula a otra. Existen muchas moléculas que cumplen esta función de neurotransmisores, entre otras: acetilcolina, dopamina, glutamato, glicina, etc.

Cada uno de estos viajes de ida y vuelta tiene como finalidad ubicar o insertar los elementos de la imagen sensible en diferentes contextos del acervo nemónico (memoria) buscándole un sentido o significado, el que se establecerá de acuerdo al mundo interno personal y la respectiva estructura en que se ubica: valores, actitudes, creencias, necesidades, intereses, ideales, temores, entre otros.

En la obra de Popper y Eccles (1980), se destaca que uno de los elementos clave de su epistemología se precisan señalando que no existen datos sensoriales, por el contrario, existe un reto del mundo sentido que pone al cerebro a trabajar para interpretarlo. 

Yo y el cerebro. Popper y Eccles from boscanandrade

Neurociencia y Educación

Neurociencia y educación clase 3 from boscanandrade

Complejidad cerebral desde distintas perspectivas

En la búsqueda de una mayor compresión en el estudio del cerebro se han generado analogías que son reflejo de los elementos más emblemáticos de cada época histórica. Así  la noción de alma aparece ya en estadios muy antiguos del pensamiento humano, señala De la Cruz  y puede encontrarse de un modo u otro en todas las culturas. El enterramiento del cadáver acompañado de alguno de sus objetos y los ritos funerarios, que aparece ya en el Hombre de Neandertal muestran los primeros signos de algún tipo de creencias relacionadas con la muerte y algún tipo de inmortalidad. 

En las civilizaciones orientales la idea de alma ocupa un lugar central en las religiones orientales. El hinduismo consideraba el alma individual (atmán) como el principio que controla todas las actividades y que forma parte de un alma universal (Brahma) a la que aspira volver a integrarse al cabo de un ciclo de reencarnaciones en distintos seres, tratando de alcanzar la purificación y el conocimiento necesarios para ello.

Para el budismo, en cambio, niega la existencia de un alma individual permanente o atmán. La persona no es sino la combinación temporal de cinco realidades distintas que están en cambio permanente: el cuerpo, los sentimientos, las percepciones, la predisposición ante las cosas y la conciencia. No puede hablarse de la persona como de una unidad permanente ya que sus elementos constitutivos están en continuo cambio; tampoco hay ningún alma personal que sobreviva a la muerte aunque el modo de vida y el conocimiento alcanzado durante una encarnación determina el carácter de la reencarnación siguiente en una nueva vida. El deseo de placer, poder y riquezas, de bienes individuales, en suma, genera una energía o karma que mantiene al individuo atado a la Rueda de la Vida (el ciclo de reencarnaciones), pues se ve contaminado por toda clase de impurezas (la codicia, el odio, la ignorancia) que son el origen de su infelicidad.

De tal modo que el budista aspira alcanzar, mediante la supresión del deseo, un estado de conciencia o iluminación (nirvana), que le libere de todas las impurezas que conlleva la existencia, para poder salir de la Rueda de la Vida, anonadándose en el Todo. 

En las memorables obras de Homero y Hesíodo las más antiguas creencias de los griegos sobre el alma humana, se plantea que el alma (psique) aparece como un aliento que mantiene la vida del cuerpo inanimado (soma) y que le abandona cuando el ser humano muere o está moribundo o desmayado. Pero aparte de esta función puramente vital no parece tener ninguna otra. También en los sueños se desprende temporalmente del cuerpo y realiza efectivamente las acciones que en él aparecen, puesto que para los griegos el contenido de los sueños se corresponde a algo real y no imaginario. Cuando sucede la muerte del ser humano, el alma escapa por la boca o las heridas y va al Hades como una sombra o imagen reconocible, ya que mantiene las características físicas y morales que se construyen durante la vida.

En el siglo VI a.C. aparecen los primeros planteamientos filosóficos sobre el alma, que son más bien una racionalización de las ideas religiosas y mitológicas que hemos descrito. Los primeros filósofos griegos concebían que todo aquello que está dotado de vida está regido por un alma en la que reside el principio que las lleva a nacer, desarrollarse y morir. Este alma es concebida como de naturaleza material, si bien de una materia distinta y más sutil que la que constituye los cuerpos.

El planteamiento de estos primeros filósofos es monista: alma y cuerpo no son de naturaleza radicalmente diferente sino manifestaciones distintas de la sustancia única que constituye la totalidad de las cosas (arqué). El alma sigue siendo principio vital pero también la causa de todos los movimientos y cambios que se producen en el ser vivo como el  nacimiento, crecimiento, reproducción.

Por su parte, reseña Ontoria, Gómez y Luque,(2008), Descartes comparó la función del cerebro a las estatuas hidráulicas dirigias del Palacio Real de Saint Germain. Los científicos del principios de siglo XX se comparó con una gigantesca central telefónica y en la era actual se hace la similitud de la red que se conecta al internet y establece conexiones con ordenadores a diferentes distancias. 

Asimismo, Alder (1997), curiosamente describe el cerebro humano como el único ordenador universal que puede funcionar con glucosa y que está fabricado por mano de obra no cualificado, también agrega, que es el único ordenador que se entrega sin manual de instrucciones. De modo que nos vemos obligados a aprender en la medida que avanzamos. 

Entre otras analogías se ha determinado que el cerebro sería equivalente a una computadora con 20 millones de libros y 500 páginas cada uno. Así mismo, comparando el cerebro con la computadora Cray, una de las más potentes del mundo, vemos que a 400 cálculos por segundo, tardaría 100 años en concebir operaciones complejas que el cerebro realizaría en un minuto.

El punto de partida de la interconexión conjugada de la información que distribuye en el sistema nervioso se realiza bajo la responsabilidad de las neuronas, formadas por un núcleo central, una prolongación o axón y las dentritas, que consntituyen la relación neuronal conocida como sinapsis y cada neurona puede efectuar mas de diez mil conexiones por segundo.

Principalmente la actividad neural se produce por impulsos eléctricos que transmiten el pensamiento y los recuerdos a través de las dentritas, siendo el axón de un 1mm ó 1,5mm de longitud, la salida de la información transmitida por la célula nerviosa. Como las neuronas no entran en contacto directo durante la sinapsis, el espacio o brecha de separación entre dos células contienen una sustancia química que facilita la comunicación del pensamiento, denominados neurotransmisores, de los que según las neurociencias parecen existir un centenar con una función diferente cada uno. Con ello puede influirse en los estados de ánimos y en los sentimientos, asi como en la mejora de las capacidades intelectuales y emocionales. 

En relación a las funciones de los neurotransmisores se ha determinado a través de análisis químico sustancias como la acetilcolina, que es el neurotransmisor super estrella de la memoria  y del pensamiento, estimula la concentración;  la serotonina, es el neurotransmisor de sensación de agarado o bienestar, ayuda a conciliar el sueño y contolar el dolor; el GABA (ácido gamma amino butírico) que parece estar implicado en la depresión y la epilepsia.

   

 Entre las distintas teorías que se desarrollan para dar explicaciones al modo de aprender a y pensar se destacan la teoría de los dos hemisferios de Roger Sperry; , centrada en la división o diferenciación de los hemisferios para lograr el conocimientos de sus funciones específicas.  y  la teoría del cerebro pensante, cerebro emocional; relacionada con los procesos de interacción entre ambos.