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Cerebro y aprendizaje. Hacia una propuesta educativa

Por Humberto Caicedo López
Magisterio
09/11/2016 - 15:00
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Foto de UGR Media. Tomada de Flickr

El artículo describe el origen y las bases para una propuesta de enseñanza y aprendizaje basada en el funcionamiento del cerebro y la forma como aprende a la luz de los recientes hallazgos de la neurociencia y ciencias afines. Identifica propiedades del cerebro potencialmente aplicables en la práctica educativa y se advierte la existencia de principios y elementos pedagógicos que, en conjunto, se constituyen en los fundamentos teóricos de la propuesta.

 

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Introducción

 

En los últimos veinte años se ha estado gestando y consolidando la idea de una propuesta educativa que tiene como ejes centrales los resultados de la investigación neurocientífica y ciencias relacionadas en lo referente al desarrollo del cerebro y su funcionamiento, aspectos en los que se ha avanzado cualitativa y cuantitativamente en forma sorprendente y que han permitido disponer de explicaciones más apropiadas sobre cómo evolucionan y ocurren los procesos cognitivos básicos naturales y de nivel superior, la expresión del desarrollo emocional y, en general, cómo estos aspectos afectan y explican el desempeño y el comportamiento humano.

 

+Conozca la revista Neurociencias y procesos de formación

 

Paralelamente, otras ciencias afines como la sicología del desarrollo, la sicología cognitiva, entre otras, han sustentado por largo tiempo proyectos educativos importantes y todavía son la base de muchos de ellos, adquieren nueva presencia y junto con otras disciplinas de evolución reciente como la neurociencia cognitiva, la neurogenética, la neurobiología del desarrollo, para solo citar algunas, se constituyen en una fuente valiosísima con la que es posible comprender mejor los procesos de aprendizaje, de memorización y la forma como actúa y se adapta el ser humano en relación con su entorno y ambientes que lo afectan, el escolar por ejemplo. Con todo este conocimiento disponible y que hoy circula, la nueva propuesta educativa parece avanzar con paso seguro no obstante voces en contrario de algunos atados a paradigmas tradicionales. Esto, sin embargo, es lo que ocurre cuando se trata de construir y validar nuevos conocimiento y establecer nuevos paradigmas.

 

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Origen de la propuesta

 

Aunque algunos reconocen la iniciación oficial del movimiento de la educación basada en el cerebro en las ideas expuestas por Hart (1883), el impulso definitivo a estas ideas se considera se dio a través de proyectos clave como el denominado La Década del Cerebro auspiciada por el gobierno los Estados Unidos, el proyecto transnacional Learning Sciences and Brain Research patrocinado por la Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OECD), el programa desarrollado simultáneamente en el Reino Unido, el TLRP, Teachig and Learning Research Programme, en el que una de las actividades fue la de indagar sobre las implicaciones de los avances de la neurociencia aplicables a la educación, influenciado por los resultados de la investigación reciente sobre el cerebro y la percepción de sus neurocientíficos que la educación podría beneficiarse de tales hallazgos.

 

La Década del Cerebro, aunque no tenía propósitos relacionados con la educación, pues estuvo orientada a proveer evidencia sobre los problemas neurológicos que afectan la sociedad contemporánea, sus resultados sobre diversos aspectos del cerebro humano, su desarrollo y funcionamiento y el uso de nuevas tecnologías para su investigación, desencadenaron interés prioritario sobre la investigación neurocientífica y dieron origen a muchos proyectos de interés médico y terapéutico y paralelamente a proyectos interesados en el mejoramiento de la educación desde esa otra perspectiva.

 

El proyecto sobre las ciencias del aprendizaje impulsado por la OCDE desde un principio tuvo propósitos educativos y pretendía no solo establecer relaciones entre las ciencias del aprendizaje y la investigación del cerebro, sino poner en contacto a investigadores, educadores y responsables de establecer currículos en los países miembros para establecer un proyecto educativo que condujera al mejoramiento de las prácticas pedagógicas en los centros educativos.

 

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Para tal fin convocó a prominentes neurocientíficos, investigadores en ciencias relacionadas con la educación, a destacados educadores y pensadores de la educación quienes compartieron sus logros, resultados y conclusiones inicialmente en tres foros internacionales sobre el aprendizaje temprano, el aprendizaje juvenil o adolescente y al aprendizaje adulto, los cuales, a su vez, fueron complementados en una segunda etapa con la creación de redes y simposios con agendas específicas. Informes sobre los resultados y conclusiones han sido ampliamente divulgados en documentos parciales y globales (OECD-CERI, 2007), documentos que contiene información valiosa para los interesados en comprender las nuevas propuestas educativas basadas en el funcionamiento del cerebro.

 

Desde entonces, numerosos programas de investigación, programas de formación y publicaciones periódicas se han creado en los cuales se promueven acciones y se divulgan resultados que, cada vez, confirman la idea de que una educación basada en el funcionamiento del cerebro puede mejorar significativamente la práctica educativa. La literatura destaca programas de maestría y doctorado en el área ofrecidos por prestigiosas universidades dentro de ellas la de Harvard y las ya reconocidas publicaciones como Brain and Cognition, Cognitive Neuroscience, Brain and Behavior, Learning and Memory, entre muchas otras, lo cual es un buen indicador de la importancia que la comunidad científica y educativa le asigna a estas nuevas ideas.

 

Características del funcionamiento cerebral aplicables a la educación

 

Una de las cuestiones que mas interesa a los comprometidos con la educación y el desarrollo de proyectos educativos es la relacionada con las propiedades del cerebro que pueden ser potencialmente útiles para proponer estrategias pedagógicas más eficaces, para orientar aprendizajes efectivos y para diseñar ambientes escolares que los propicien. Desde hace ya varios años como producto de los diálogos de los neurocientíficos e investigadores de otras disciplinas afines, con la comunidad de educadores, se han identificado varias de estas propiedades así como factores internos y externos que se pueden constituir en variables educativas importantes que, por lo tanto, deberían tenerse en cuenta en la práctica educativa. Algunas de ellas son bien conocidas y aceptadas como la plasticidad cerebral, la neurogénesis, el papel de las emociones en la cognición y la identificación de períodos sensibles a ciertos aprendizajes. Otras propiedades comienzan a ser confirmadas y comentadas en recientes publicaciones (Jensen, 2010) y en el libro que sirve de referencia a este artículo (Caicedo, 2012).

 

La plasticidad cerebral o neuroplasticidad es la propiedad que se refiere a la portentosa capacidad del cerebro de cambiar, adaptarse y responder a diferentes experiencias y ambientes cognitivos. Es la que da la capacidad de aprender durante toda la vida. Según esto, el cerebro cambia permanentemente con la experiencia y, por tal razón, la escuela y los educadores deben ser conscientes de que pueden ser gestores de cambios significativos en el cerebro de sus estudiantes. Conocer cómo esto ocurre y cuál es el mecanismo es fundamental para una mejor enseñanza.

 

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Geake y Cooper (2003), basados en la forma como el cerebro aprende, mediante la formación y reforzamiento de conexiones sinápticas, sugieren, además, que la neuroplasticidad explica la efectividad de la revisión y el reforzamiento oportuno de los aprendizajes para hacerlos duraderos y efectivos ya que en estas actividades, las interconexiones neuronales, las sinapsis, base del aprendizaje humano, se refuerzan y se consolidan. Por esta misma razón concluyen que las actividades curriculares con pretensiones de cubrimientos temáticos muy amplios que por lo general no permiten tales reforzamientos pueden afectar la calidad y la eficacia de los aprendizajes.

 

La neurogénesis, la propiedad que exhibe la capacidad del cerebro para crear nuevas neuronas en todas las edades, contrario a lo que se creía hasta hace poco, es otro de los descubrimientos recientes de interés educativo. Se han identificado varias estructuras internas del cerebro en donde este fenómeno ocurre, entre estas el hipocampo que interviene en procesos cognitivos, la memoria a largo plazo y el aprendizaje.

 

Por otra parte, se ha logrado establecer que existen factores que favorecen, regulan e incluso pueden inhibir la neurogénesis. Así, por ejemplo, se sabe que el ejercicio, la actividad motora, la buena nutrición y el sueño suficiente la favorecen y el estrés por el contrario la inhibe. Por consiguiente el aprendizaje y otros procesos cognitivos sobre los que tiene influencia la neurogénesis pueden afectarse positiva o negativamente. Es claro el papel que pueden jugar tanto la escuela como la familia en el control de dichos factores.

 

La investigación neurocientífica ha confirmado que las emociones son, en buena parte, responsables del desempeño cognitivo de los niños y adultos y por esta razón se considera que este factor debe ser una variable educativa básica. Hay acuerdo entre científicos y educadores en que el aprendizaje debe entenderse como un proceso en el que intervienen factores cognitivos, emocionales y fisiológicos lo cual coincide con lo que se ha definido sobre los componentes de la expresión emocional que incluye las estructuras denominadas cerebro emocional o el sistema límbico, que se comunica y tiene fuertes conexiones con la corteza frontal responsable de los procesos cognitivos superiores.

 

La existencia de la comunicación plena entre las estructuras emocionales y cognitivas es la que proporciona la capacidad de actuar con competencia emocional o inteligencia emocional que es parte fundamental del comportamiento individual, así como del funcionamiento cognitivo y el aprendizaje. La responsabilidad de ayudar a los escolares a ser emocionalmente competentes es una tarea que le corresponde a la comunidad educativa, la escuela, profesores y padres de familia. Estrategias para lograrlo como el uso de imágenes mentales, la demora en la gratificación y premio ayudan a controlar los impulsos y logran habilidades de autocontrol que pueden redundar en mejores rendimientos académicos y la adquisición de destrezas sociales que ayudan al niño a convertirse en un mejor ciudadano.

 

Una concepción amplia de aprendizaje como una correlación cuerpo-cerebro la presenta Candace Pert (1999), quien asigna a las emociones un papel muy importante. Según esta concepción la comunicación neuronal durante el aprendizaje está asociada también a “sustancias informativas”, especies químicas, péptidos, que viajan por el torrente sanguíneo que a su paso se comunican con otros sistemas diferentes al neurológico como el endocrino o el inmunológico que pueden influir en la selección de estímulos y en la prioridad de la información que llega al cerebro y, por consiguiente, en lo que se percibe y lo que merece atención o no.

 

Si se acepta que los estados emocionales resultan de un sistema complejo de información química a través del cuerpo, es claro que estos pueden afectar lo que se percibe y lo que requiere atención. Los estados emocionales que implican amenaza, como un insulto o agresión, son prioritarios para el cerebro pues implican sobrevivencia, función para lo cual evolucionó el sistema nervioso, y por consiguiente, hace caso omiso de cualquier otra actividad racional, como por ejemplo, poner atención en una clase. Esto indica la importancia de crear climas seguros, predecibles y de comprensión mutua en los escenarios de aprendizaje. Las emociones “manejan la atención que a su vez maneja el aprendizaje, la memoria y todo lo demás” (Sylwester, 1997).

 

La existencia de períodos durante el desarrollo inicial del cerebro en los que hay una predisposición innata para ciertos aprendizajes ha sido confirmada por la investigación neurocientífica. Los primeros resultados fueron obtenidos experimentando con animales, gatos, en la Universidad de Harvard, en donde se demostró que si se tapaba un ojo al animal en los primeros días de vida, este perdía la visión para siempre, por falta de estimulación visual en ese período, al cual denominaron período crítico. En el caso del aprendizaje humano a estos períodos en los que determinados eventos de aprendizaje son mas propicios, más rápidos y eficientes se denominan períodos sensibles o “ventanas de oportunidad” para resaltar el hecho de que estos aprendizajes pueden darse en otros tiempos, aunque tal vez no con la misma calidad y eficiencia.

 

Los casos más conocidos de aprendizaje humano que se favorecen en períodos sensibles incluyen el aprendizaje del lenguaje, sonidos del habla y gramática, así como el aprendizaje de una segunda lengua. El cerebro está dotado desde su nacimiento con circuitos neurales y áreas para entender y aprender el lenguaje, pero para lograrlo se requiere de estímulos y experiencias apropiadas y oportunas. Por ejemplo, se nace con la habilidad de distinguir cambios sutiles en una escala fonética, sin embargo al final del primer año esta capacidad de distinguir sonidos a los que no han sido expuestos se pierde y en la misma forma en tiempos relativamente cortos se pierde capacidad para el aprendizaje eficiente de la gramática y el de una segunda lengua. Entre más temprano en estas áreas se inicie el aprendizaje, mejor y más eficientemente responde el cerebro (Neville, 2000), siempre y cuando se usen estrategias apropiadas.

 

No obstante que el aprendizaje temprano del lenguaje es más efectivo en los períodos sensibles identificados, este se da a cualquier edad tal vez con menos eficiencia y en el caso de aprendizaje tardío de una lengua extranjera no se logra completamente con el acento nativo ya que probablemente el cerebro usa la estructura de la lengua nativa ya construida en vez de una nueva estructura lingüística. Otras investigaciones han observado que la habilidad musical se desarrolla mejor durante los primeros períodos de vida que se hace expresa en una mayor actividad de la región cortical somatosensorial la cual se hace más intensa cuanto más precozmente se inicie el aprendizaje musical lo que demuestra que el cerebro es más receptivo a estos aprendizajes en estos períodos. Adicionalmente a lo anterior se reporta la identificación de otros períodos sensibles a otros aprendizajes en otras edades, en la adolescencia por ejemplo, pero sobre los cuales aún no hay resultados concluyentes y por ahora son apenas posibilidades que de confirmarse podrían proporcionar nuevas oportunidades a la educación.

 

Nuevos hallazgos sobre las propiedades del cerebro y sobre factores que pueden modificar su funcionamiento cognitivo incluyen conclusiones sobre la maleabilidad de la memoria, o sea que es cambiante, es un proceso en marcha y, además, que no se aprende y memoriza de una sola vez; el impacto que tiene el estrés, muy frecuente en el ambiente escolar, en la cognición, la memoria y el juzgamiento social; el cambio que acusa el cerebro por efecto de las condiciones sociales del aprendiz en la cognición, en la capacidad de afecto y el autoconcepto, efectos muy marcados en los primeros años y la evidencias sobre el efecto que tienen los factores ambientales, los nuevos aprendizajes, la actividad física y la nutrición sobre los genes, situaciones que son comunes en la escuela y que como lo expresa Rossi (2004) son potenciadores de la expresión genética, lo cual implica que los genes no definen solos el destino de las personas, pues el ambiente tiene mucho que ver en ello. Las implicaciones educativas de estos hallazgos son evidentes, pero hay que decir que sobre ellas, para su aplicación, se requieren más y mejores estudios desde la práctica escolar.

 

Una propuesta educativa basada en el cerebro

 

Las posibilidades de aplicación a la educación de los hallazgos recientes sobre el funcionamiento del cerebro provistos por la neurociencia y ciencias afines complementarias como la neurosicología, la neurociencia cognitiva y la neurosociología, entre otras, ha generado compromisos muy serios entre investigadores, educadores, organizaciones internacionales e instituciones de educación superior de indudable prestigio, para considerar nuevas aproximaciones teóricas basadas en evidencias, para el desarrollo de propuestas educativas compatibles con el funcionamiento del cerebro.

 

La educación basada en el cerebro tal como se entiende hoy después de aproximadamente 20 años de evolución, se sustenta en principios derivados de resultados relevantes de la investigación sobre el cerebro los cuales han sido seleccionados por científicos de diferentes disciplinas relacionadas y educadores para que se constituyan en los fundamentos teóricos del nuevo paradigma y sean la base para el diseño de estrategias pedagógicas y, por consiguiente, el punto de partida para la adopción de metodologías que los pongan en práctica. Dada la forma como aparece y las disciplinas que intervienen en su construcción hay que decir que es una propuesta interdisciplinaria y a la vez multidisciplinaria. Y no podría se de otra manera porque, como se sabe, el aprendizaje y la educación no son una cuestión que se pueda abordar por una sola ciencia.

 

Sobre los principios que sustentan la propuesta educativa se debe mencionar que las formas en que se presentan difieren, aunque no sustancialmente, dependiendo de la fuente o grupo de estudios que los originan y en la misma forma difieren en los juicios e interpretaciones a la hora de hacer recomendaciones para aplicarlos, que incluyen aquellos que reclaman cautela en este propósito, pues se trata de transferencia directa de conocimientos de la investigación científica proceso que requiere de especial rigurosidad. Sin embargo, resultados de su aplicación en desarrollo de prácticas escolares han demostrado su utilidad y potencialidad para mejorarlas significativamente. Una descripción de estos principios se encuentra ya disponible en varias publicaciones entre ellas el libro que sirve de base a este artículo (Caicedo, 2012) en el que se ha hecho un esfuerzo para recoger los que se consideran más reconocidos y aceptados, complementados con sugerencias para su implementación en escenarios específicos de aprendizaje en la escuela.

 

Una cuestión importante se refiere a lo que pueden hacer las instituciones educativas, profesores y, en general, la comunidad educativa para mejorar las prácticas de enseñanza. La idea principal, básica y sugerente de acciones, que ya es un lema entre los seguidores de la propuesta educativa, es que el cerebro tiene que ver con todo lo que hacen los profesores y estudiantes en el ambiente escolar y no tenerlo en cuenta puede resultar en frustración, pues es desaprovechar la portentosa capacidad del cerebro para aprender que, entre otras cosas, es lo que mejor sabe hacer y para lo que fue diseñado en su largo proceso de evolución.

 

En relación con las metodologías apropiadas para en esta visión del aprendizaje, no parece que existe “la mejor” dadas las características individuales del funcionamiento del cerebro. La mejor es la que funciona óptimamente utilizando los principios en los diferentes ambientes escolares con profesores y estudiantes reales en escenarios y culturas determinadas. No obstante, para lograrlo se han identificado elementos pedagógicos, pautas y guías orientadoras (Caine, 1993) que pueden integrarse en estrategias para la promoción del aprendizaje natural, el aprendizaje verdadero al decir de los autores referidos. Adicionalmente, está en marcha la construcción de una nueva disciplina la neurodidáctica cuyo objetivo principal es orientar la enseñanza en tal forma que encaje mejor con el funcionamiento del cerebro. Hay, pues, posibilidades y opciones para mejorar nuestro desempeño profesional de educadores.

 

Bibliografía

 

Caicedo, H. (2012). Neuroaprendizaje. Una propuesta educativa. Bogotá: Ediciones de la U.

Caine, R. N. & Caine, G. (1993). Making Connections. Theaching and the Human Brain. Association for Supervision and Curriculum Development.

Geake, J. & Cooper, P. (2003). Cognitive Neuroscience. Implications for Education. Westminster Studies in EducationV.26, No. 1.

Hart, L.(1983). Human Brain, Human Learning. NY.: Logman.

Jensen, E. (2010). 7 Amazing Revolutionary Discoveries From Brain Research. Eric @jlc brain.com

Neville, (2000). Conferencia Foro de Nueva York.En OECD (2000) Preliminary Synthesis of the First High Level Forum. Brain Mechanisms and Early Learning. Sackler Institute. New York.

OECD-CERI. (2007). Understanding the Brain. The Birth of a Learning Science. OECD. Paris.

Pert, C. (1997). Moléculas de emoción. Why you feel the way you feel. Scribner.

Rossi, E. L. (2004). Stress-Induced Alternative Gene Splicing in Mind-Body Medicine. Advances Summer. Vol. 20, No. 2.

Sylwester, R. (1997). How Emotions Affect Learning. Educational Leadership, pp. 60-65.

 

Foto de UGR Media. Tomada de Flickr