Neuroeducación es la nueva interdisciplina o transdisciplina que promueve una mayor integración de las ciencias de la educación con aquellas que se ocupan del desarrollo neurocognitivo de la persona humana. Interdisciplina en tanto es la intersección de muchas neurociencias relacionadas con el aprendizaje y la enseñanza en todas sus formas, transdisciplina en cuanto es una nueva integración, absolutamente original de aquellas en una nueva categoría conceptual y práctica. Ello implica la formación de “neuroeducadores” con aquellos docentes interesados por la investigación en neurociencias y con los neurocientíficos interesados en la educación, es decir la neuroeducación abre la puerta a una nueva profesión y a un nuevo tipo de expertos.
El cerebro humano es un órgano de una complejidad asombrosa y es el fruto de una historia evolutiva que resulta crucial a la hora de proceder a su estudio, por eso las investigaciones comparadas de los procesos de aprendizaje entre diferentes especies son imprescindibles y, a su vez, resaltan el valor excepcional de la persona humana, el único ser capaz de enseñar y de transmitir nuevos conocimientos de generación en generación. Los niños pequeños son ya capaces de enseñar a otros, y enseñando aprendemos, como decían los antiguos maestros, “docendo discimus” (Strauss, 2005). Pero es preciso explicitar las funciones neurocognitivas propias tanto del aprendizaje como de la enseñanza con el mayor detalle posible. Hoy la neuroeducación cuenta con recursos de alta tecnología como las imágenes cerebrales, las pruebas genéticas y las simulaciones computacionales. Mucho se está haciendo con ayuda de estas técnicas especialmente en el campo de las discapacidades y trastornos del aprendizaje, dislexia, discalculia, autismo, defectos de atención, etc. El desafío actual estriba en que la neuroeducación se extiende más allá de los estudios habituales de la patología del aprendizaje y es capaz de explorar los más variados temas de importancia educativa.
La práctica de la neuroeducación: El NeuroLab en la escuela
En la actualidad la mayoría de las investigaciones neuroeducativas se realizan con alumnos voluntarios que aceptan formar parte de un experimento a realizar fuera de la escuela, en laboratorios de prestigio académico donde se toman todos los recaudos éticos para que ello se haga de la manera más correcta posible, no dé lugar a engaño ni dañe la intimidad del sujeto ¿Qué sucederá cuando comiencen a introducirse nuevas tecnologías neuroeducativas, especialmente cuando sea común el estudio de las imágenes cerebrales, en las propias escuelas? Seguramente se repetirá lo que pasó con las primeras computadoras. Sólo un pequeño grupo de expertos estará a cargo, inicialmente, del laboratorio de neuroeducación de la escuela, del "NeuroLab". Estará formado por personas competentes, bien entrenadas, ligadas principalmente a la neurología y a la psicología cognitiva. Este grupo inicial dará las pautas de la investigación, será referente ante las instituciones académicas y sus integrantes se convertirán en los autores principales de los trabajos y publicaciones. Además, sabrán respetar los códigos éticos que son de rigor en los laboratorios de investigación del cerebro humano. Sin embargo, esta primera etapa es necesaria pero no suficiente. Podemos prever que el equipo inicial de profesionales de las neurociencias cognitivas ajenos a la escuela, poco a poco irá aumentando con docentes del propio establecimiento y de otros lugares. Se constituirá, de esta manera, un grupo heterogéneo que abrirá nuevas perspectivas de investigación y una nueva temática educativa. Será necesario, también, que desde el mismo colegio se asegure la creación de un comité de ética ad hoc, como ya existen en hospitales y centros de investigación sobre el cerebro.
La educación es mucho más que el aprendizaje, es el diálogo constructivo entre el aprendiz y el maestro, pero hasta el momento todo se ha concentrado en el aprendizaje del alumno, tal vez por el peso de la tradición del laboratorio experimental y de los modelos animales. Ciertamente el animal aprende pero no enseña (en el sentido en que lo hacemos los humanos). Llama, por ejemplo, poderosamente la atención que no existen aún estudios sistemáticos ¡sobre el cerebro docente! No conocemos ninguna imagen cerebral del maestro cuando enseña, pero tenemos miles de imágenes del cerebro de alumnos cuando aprenden. Es por tanto necesario que la neuroeducación se ocupe cuanto antes tanto del aprendizaje como de la enseñanza. Nuestro objetivo al proponer la creación de un NeuroLab dentro de la propia escuela es, precisamente, estudiar el diálogo entre el alumno y el docente a nivel de los procesos cerebrales de ambos participantes. Para ello es imprescindible contar con equipos de imágenes cerebrales en el establecimiento educativo y dar a los docentes una clara participación en la investigación junto a los expertos en neurociencias. Y además es imprescindible superar la barrera de las patologías. Muchas veces cuando se estudian los trastornos de aprendizaje más corrientes con ayuda de las neurociencias no se tiene en cuenta la gran plasticidad del cerebro humano durante su desarrollo, y lo que se entiende como discapacidad puede ser sólo una manifestación de la enorme diversidad de los aprendizajes posibles. Es el estudio científico de esta diversidad en el sentido más amplio, que incluye a la discapacidad - pero no se agota con ella- uno de los objetivos de la neuroeducación.
Por decirlo con un ejemplo, cuando un neurólogo se ocupa de la aritmética, generalmente lo hace impulsado por un disturbio en el proceso de cálculo, provocado por una lesión cerebral que produce una discalculia o acalculia. Cuando un docente enseña a sumar o restar se preocupa en seguir ciertas pautas pedagógicas, primero enseña las operaciones con enteros positivos, después con números negativos, etc. Se basa en el sentido común y en una tradición secular. No necesita para ello la ayuda de experto en ciencias del cerebro. Un matemático, por su parte, se contenta con formular estructuras abstractas, formales y consistentes, como las operaciones de grupo, sin necesidad de hacer concesiones a la neuropsicología y a la pedagogía (Changeux & Connes, 1989). En cambio, un neurocientífico, más aún si es matemático de formación, tratará de unir las dos puntas, utilizando las tecnologías más avanzadas y las experiencias mejor controladas para entender cómo el cerebro es capaz de calcular "efectivamente" una simple diferencia entre números, por ejemplo (Dehaene, 1999). Hasta el momento, para hacer estos estudios se usan instrumentos de gran complejidad que sólo existen en laboratorios de avanzada. En el futuro, el propio contexto escolar guiará las investigaciones sobre la enseñanza de las matemáticas, a medida que estos instrumentos se instalen en la escuela. El trabajo en equipo entre neurocientíficos y docentes planteará, sin duda, nuevos problemas neurocognitivos, difíciles de imaginar fuera de la vida diaria de la escuela. Es de esperar que los propios alumnos se acoplarán a esta aventura del espíritu, como ha sucedido ya en el campo de la informática y de las comunicaciones. Como ejemplo de una intervención de las neurociencias cognitivas en educación en la Argentina presentaremos a continuación el proyecto de Cronoeducación del NeuroLab Marín.
Cronoeducación: Estudios cronobiológicos sobre la calidad de sueño y aprendizaje en niños y adolescentes
El aprendizaje puede ser definido como la adquisición de nuevos conocimientos, nuevas habilidades o nuevas conductas y su almacenamiento en forma de memoria (Salamon, 2002). El hombre se ha interesado en la forma en que este proceso se lleva a cabo desde la Antigüedad. En la historia de la filosofía y la psicología, dos corrientes contrapuestas de pensadores han tratado de brindar explicaciones al fenómeno. Unos pensaban que el aprendizaje se basaba en el procesamiento de la experiencia sensorial, mientras que otros creían que el conocimiento derivaba pura y exclusivamente del funcionamiento racional de la mente. Una tercera corriente ha tratado de integrar ambas ideas, proponiendo que el aprendizaje surge de la interacción entre la experiencia sensorial y su procesamiento racional en la mente.
A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, a partir de los trabajos de Pavlov y Skinner, el aprendizaje fue concebido como un mecanismo esencialmente asociativo. Según estos autores, las ideas se asocian entre ellas en la mente con la ayuda de la experiencia. Estas ideas pueden descomponerse en ideas más simples y viceversa, estando determinadas las características de las más complejas por las características de las más simples. El avance en el campo de las neurociencias ha permitido en los últimos años reformular estas teorías, introduciendo conceptos de la neurología, neurobiología y biología celular (Salamon, 2002).
Uno de los procesos esenciales del aprendizaje es la memorización. La información se almacenaría en el cerebro en tres instancias diferentes. La "memoria de trabajo", cuyo sustrato neuroanatómico es la corteza prefrontal, almacenaría la información durante segundos, mientras el sujeto esté prestando atención a ella. Las otras dos instancias corresponden a las etapas de consolidación de la memoria. Al final del proceso, la información se almacena en la corteza cerebral, en las denominadas "cortezas de alto orden y asociativas", que son las responsables de la capacidad operativa del cerebro. La "memoria de largo plazo" hace referencia al almacenamiento de la información consolidada en esas cortezas (Cardinali, 2005a).
La información en proceso de consolidación es la "memoria de corto plazo". Mientras el sujeto está aprendiendo un nuevo concepto, por ejemplo, lo aprendido está en proceso de consolidarse y forma parte de la memoria de corto plazo. Si el sujeto cesara el aprendizaje, la información adquirida terminaría por borrarse. Si el sujeto completara el aprendizaje, es decir, si la información llegara a consolidarse, pasará a formar parte de la memoria de largo plazo. El hipocampo es el área del cerebro involucrado en la consolidación de la memoria, aunque, como se ha dicho, no es el sitio donde la misma se almacena (Salamon, 2002; Cardinali, 2005a).
La capacidad de focalizar la atención en una determinada tarea es fundamental para el aprendizaje, muchos niños y adultos con déficit de atención tienen serias dificultades para llevar a cabo aprendizajes. La corteza prefrontal está involucrada en este proceso.
Durante la consolidación de la memoria, es decir en el pasaje de memoria de corto plazo a memoria de largo plazo ocurre un extensivo proceso de elaboración, que determina la calidad de la información almacenada. Además de la práctica, la elaboración de la información es clave para la memorización de la misma. El aprendizaje motor, vital para la correcta interacción del sujeto con el medio ambiente tiene circuitos diferentes a los comentados, estando involucrados estructuras subcorticales como los ganglios de la base o el cerebelo. El hipocampo no juega un papel significativo (Cardinali, 2005a).
Influencia del sueño en el proceso de aprendizaje
Durante el sueño ocurren varios procesos relacionados con el aprendizaje durante la vigilia, por ejemplo ciertas etapas de la consolidación de la memoria (Cartwright, 2004; Ficca & Salzarulo 2004; Walker & Stickgold, 2004). Durante el sueño, lo aprendido se consolidaría independientemente de la práctica, proceso vital para que ese aprendizaje en particular no se olvide y para el mantenimiento de aprendizajes anteriores. Una etapa del sueño es conocida como "sueño de ondas lentas" parecería ser especialmente importante para la consolidación de la memoria episódica. En esta etapa también ocurren importantes fenómenos fisiológicos, como la liberación de la hormona de crecimiento. El efecto del sueño sobre la consolidación dependería del aumento en el rendimiento del hipocampo. Una etapa del sueño, conocida como etapa REM, parecería tener especial relevancia para los aprendizajes motores y semánticos. El sueño es también vital para que, durante la vigilia puedan realizarse otros procesos relacionados al aprendizaje, por ejemplo, la focalización de la atención (Fletcher & Henson 2001; Casey et al., 2005).
Es común observar excesiva somnolencia diurna en niños y adolescentes (Cardinali, 2005b). La somnolencia proviene de falta de sueño o perturbaciones en el mismo y muchas veces se acompaña de cambios en el humor o disminución en la capacidad intelectual. Sin embargo muchos escolares atribuyen esta somnolencia a la actividad escolar. Existen también otras circunstancias que pueden enmascararla, como el consumo de estimulantes (por ej. cafeína), la realización de ejercicio o por emociones intensas (Fallone et al., 2002).
El crecimiento se acompaña de cambios importantes en la necesidad del sueño. Se ha observado que la cantidad de horas de sueño disminuye con el envejecimiento, siendo de alrededor de 11 en niños de 5 años y de 7 o menos en adolescentes de 18 años. Más aún, los requerimientos de sueño aumentan en forma proporcional con la edad. Entonces, aquellos que duermen menos son los que más lo necesitan (Cardinali, 2005b).
Se han observado severas alteraciones en la conducta y capacidad en niños y adolescentes con excesiva somnolencia. Por ejemplo, muestran mayores índices de falta de atención y conductas caprichosas, mayor propensión a tomar conductas de alto riesgo o a adquirir hábitos perniciosos, como el consumo de alcohol o nicotina (Harpin, 2005). Estas alteraciones determinan que una gran proporción de niños y adolescentes con trastornos de sueño muestren bajo desempeño académico. En muchos casos, la restauración de la normalidad del sueño, disminuyó la somnolencia diurna, mejoró el humor y restableció la capacidad disminuida (Fallone et al., 2002).
El proyecto
Las técnicas de no invasivas de imágenes, como por ejemplo la Resonancia Magnética Funcional, han sido fundamentales para el avance de la neurobiología (Fletcher & Henson, 2001). Sin embargo, estos estudios son llevados a cabo en situaciones no naturales, alejados del ambiente donde normalmente se realiza el aprendizaje, la institución educativa. Tampoco se ha intentado analizar, mediante imágenes, las diferencias entre el aprendizaje en sujetos con o sin trastornos de sueño.
Al acercar la neurobiología del aprendizaje al lugar donde tiene lugar dicho proceso, se vuelve posible utilizar las conclusiones de estos estudios para mejorar la forma en la que niños y adolescentes aprenden, preparándolos mejor para su vida futura. De esta manera, la ciencia da paso inmediato a la tecnología, en este caso en el ámbito educativo. En este proyecto se pondrá en acción una premisa fundamental de la creación del NeuroLab Marín: los experimentadores serán aquéllos docentes que indiquen su deseo de participar en el proyecto y quienes actuarán integralmente en el diseño, ejecución y evaluación bajo la orientación de los investigadores del NeuroLab. Sus Objetivos generales son: (a) Investigar la relación entre la calidad y cantidad de sueño del sujeto con la capacidad de aprendizaje y el desempeño académico; también intentarán relacionarán características familiares y sociales con ambos procesos. (b) Estudiar, mediante técnicas de imágenes no invasivas, el proceso normal del aprendizaje en niños y adolescentes.
Nota: Estado actual de los estudios neuroeducativos
En menos de una década la evolución de la neuroeducación ha sido extraordinaria y se expande a todo el mundo. Merece recordarse al respecto que, sólo hace dos años, uno de los textos más prestigiosos de las ciencias neurocognitivas no menciona siquiera el término "educación" en su índice (Gazzaniga, 2003). Pero las fronteras de la ciencia se mueven muy rápidamente y las iniciativas ligadas a la neuroeducación se multiplican en todas partes. Ya resulta difícil estar al corriente de las publicaciones, seminarios, congresos, cursos y proyectos sobre el tema.
http://es.wikipedia.org/wiki/Neuroeducaci%C3%B3n
http://www.daniel-cardinali.medem.com
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