La neurociencia educacional (o neuro-educación , [1] un componente de la Mente Cerebro y Educación ) es una emergente científica campo que reúne a investigadores en neurociencia cognitiva , la neurociencia cognitiva del desarrollo , psicología de la educación , la tecnología educativa , la teoría de la educación y otras disciplinas relacionadas para explorar las interacciones entre los procesos biológicos y la educación. [2] [3] [4] [5] Los investigadores en neurociencia educativa investigan los mecanismos neuronales de la lectura ,[4] cognición numérica , [6] atención y sus dificultades concomitantes, incluida la dislexia , [7] [8] la discalculia [9] y el TDAH en relación con la educación . Los investigadores en esta área pueden vincular los hallazgos básicos en la neurociencia cognitiva con la tecnología educativa para ayudar en laimplementación del plan de estudios para la educación matemática y la educación en lectura . El objetivo de la neurociencia educativa es generar una investigación básica y aplicada que proporcione una nueva cuenta transdisciplinar del aprendizaje y la enseñanza , que sea capaz de informar la educación. Uno de los principales objetivos de la neurociencia educativa es cerrar la brecha entre los dos campos mediante un diálogo directo entre investigadores y educadores, evitando a los "intermediarios de la industria del aprendizaje basado en el cerebro". Estos intermediarios tienen un interés comercial creado en la venta de "neuromitos" y sus supuestos remedios. [4]
El potencial de la neurociencia educativa ha recibido diversos grados de apoyo tanto de los neurocientíficos cognitivos como de los educadores. Davis [10] sostiene que los modelos médicos de cognición, "... tienen solo un papel muy limitado en el campo más amplio de la educación y el aprendizaje, principalmente porque los estados intencionales relacionados con el aprendizaje no son internos de los individuos de una manera que pueda ser examinada por el cerebro actividad". Pettito y Dunbar [11], por otro lado, sugieren que la neurociencia educativa "proporciona el nivel de análisis más relevante para resolver los problemas centrales de la educación actual". Howard-Jones y Pickering [12] encuestaron las opiniones de profesores y educadores sobre el tema y encontraron que, en general, estaban entusiasmados con el uso de los hallazgos neurocientíficos en el campo de la educación, y que sentían que estos hallazgos probablemente influirían más su metodología de enseñanza que el contenido del plan de estudios. Algunos investigadores adoptan una visión intermedia y sienten que un vínculo directo entre la neurociencia y la educación es un "puente demasiado lejos", [13] pero que una disciplina puente, como la psicología cognitiva o la psicología educativa [14] puede proporcionar una base neurocientífica para la educación. práctica. La opinión predominante, sin embargo, parece ser que el vínculo entre la educación y la neurociencia aún tiene que realizar todo su potencial, y ya sea a través de una tercera disciplina de investigación o mediante el desarrollo de nuevos paradigmas y proyectos de investigación en neurociencia, es el momento adecuado para aplicar los hallazgos de la investigación neurocientífica a la educación de una manera prácticamente significativa. [2] [4] [5]
La necesidad de una nueva disciplina
El surgimiento de la neurociencia educativa ha nacido de la necesidad de una nueva disciplina que haga que la investigación científica sea prácticamente aplicable en un contexto educativo. Al abordar el campo más amplio de "la mente, el cerebro y la educación", Kurt Fischer afirma: "El modelo tradicional no funcionará. No es suficiente que los investigadores recopilen datos en las escuelas y pongan esos datos y los trabajos de investigación resultantes a disposición de los educadores". [15] ya que este método excluye a los profesores y alumnos de contribuir a la formación de métodos y preguntas de investigación apropiados.
El aprendizaje en psicología cognitiva y neurociencia se ha centrado en cómo los seres humanos individuales y otras especies han evolucionado para extraer información útil del mundo natural y social que los rodea. [16] Por el contrario, la educación, y especialmente la educación formal moderna, se centra en descripciones y explicaciones del mundo que no se puede esperar que los alumnos adquieran por sí mismos. De esta manera, el aprendizaje en el sentido científico y el aprendizaje en el sentido educativo pueden verse como conceptos complementarios. Esto crea un nuevo desafío para que la neurociencia cognitiva se adapte a los requisitos prácticos del aprendizaje educativo del mundo real. Por el contrario, la neurociencia crea un nuevo desafío para la educación, porque proporciona nuevas caracterizaciones del estado actual del alumno, incluido el estado cerebral, el estado genético y el estado hormonal, que podrían ser relevantes para el aprendizaje y la enseñanza. Al proporcionar nuevas medidas de los efectos del aprendizaje y la enseñanza, incluida la estructura y la actividad del cerebro, es posible discriminar diferentes tipos de métodos de aprendizaje y logros. Por ejemplo, la investigación en neurociencia ya puede distinguir el aprendizaje de memoria del aprendizaje a través de la comprensión conceptual en matemáticas. [17]
La Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos publicó un informe importante, destacando que, "La neurociencia ha avanzado hasta el punto en que es hora de pensar críticamente sobre la forma en que la información de investigación se pone a disposición de los educadores para que se interprete de manera apropiada para la práctica. identificar qué resultados de la investigación están listos para su implementación y cuáles no ". [18]
En su libro The Learning Brain , los investigadores del "Centro de Neurociencia Educativa" de Londres, Blakemore & Frith describen la neurofisiología del desarrollo del cerebro humano que ha dado lugar a muchas teorías sobre la neurociencia educativa. [19] Uno de los pilares fundamentales que sustentan el vínculo entre educación y neurociencia es la capacidad del cerebro para aprender. La neurociencia está desarrollando y aumentando nuestra comprensión del desarrollo temprano del cerebro y cómo estos cambios cerebrales podrían relacionarse con los procesos de aprendizaje.
Desarrollo temprano del cerebro
Casi todas las neuronas del cerebro se generan antes del nacimiento, durante los primeros tres meses de embarazo, y el cerebro del recién nacido tiene un número similar de neuronas al de un adulto. Se forman muchas más neuronas de las necesarias, y solo sobreviven aquellas que forman conexiones activas con otras neuronas. En el primer año después del nacimiento, el cerebro del bebé pasa por una fase intensa de desarrollo, durante la cual se forman un número excesivo de conexiones entre neuronas, y muchas de estas conexiones en exceso deben cortarse mediante el proceso de poda sináptica que sigue. Este proceso de poda es una etapa de desarrollo tan importante como el rápido crecimiento temprano de las conexiones entre las células cerebrales. El proceso durante el cual se forman un gran número de conexiones entre neuronas se llama sinaptogénesis . Para la visión y la audición (corteza visual y auditiva), existe una sinaptogénesis temprana extensa. La densidad de conexiones alcanza un máximo de alrededor del 150% de los niveles de los adultos entre los cuatro y los 12 meses, y luego las conexiones se podan ampliamente. La densidad sináptica vuelve a los niveles de los adultos entre los dos y los cuatro años en la corteza visual. Para otras áreas, como la corteza prefrontal (que se cree que sustenta la planificación y el razonamiento), la densidad aumenta más lentamente y alcanza su punto máximo después del primer año. La reducción a los niveles de densidad de los adultos lleva al menos otros 10 a 20 años; de ahí que haya un desarrollo cerebral significativo en las áreas frontales incluso en la adolescencia. El metabolismo cerebral (absorción de glucosa, que es un índice aproximado de funcionamiento sináptico) también está por encima de los niveles de los adultos en los primeros años. La captación de glucosa alcanza su punto máximo en aproximadamente el 150% de los niveles de los adultos en algún lugar alrededor de los cuatro a cinco años. Alrededor de los diez años, el metabolismo cerebral se ha reducido a niveles adultos para la mayoría de las regiones corticales. El desarrollo del cerebro consiste en ráfagas de sinaptogénesis, picos de densidad y luego reordenamiento y estabilización de la sinapsis. Esto ocurre en diferentes momentos y ritmos diferentes para diferentes regiones del cerebro, lo que implica que puede haber diferentes períodos sensibles para el desarrollo de diferentes tipos de conocimiento. La investigación en neurociencia sobre el desarrollo temprano del cerebro ha informado la política de educación del gobierno para niños menores de tres años en muchos países, incluidos los EE. UU. Y el Reino Unido. Estas políticas se han enfocado en enriquecer el entorno de los niños durante la etapa de la guardería y preescolar, exponiéndolos a estímulos y experiencias pensadas para maximizar el potencial de aprendizaje del cerebro joven.
¿Puede la neurociencia informar la educación?
Aunque un número cada vez mayor de investigadores buscan establecer la neurociencia educativa como un campo productivo de investigación, el debate aún continúa con respecto al potencial de colaboración práctica entre los campos de la neurociencia y la educación, y si la investigación neurocientífica realmente tiene algo que ofrecer a los educadores.
Daniel Willingham [20] afirma que "si la neurociencia puede ser informativa para la teoría y la práctica educativas no es discutible, lo ha sido". Llama la atención sobre el hecho de que la investigación del comportamiento por sí sola no fue decisiva para determinar si la dislexia del desarrollo era un trastorno de origen principalmente visual o fonológico. La investigación de neuroimágenes pudo revelar una activación reducida para los niños con dislexia en las regiones del cerebro que se sabe que apoyan el procesamiento fonológico, [21] respaldando así la evidencia conductual de la teoría fonológica de la dislexia.
Mientras que John Bruer [13] sugiere que el vínculo entre la neurociencia y la educación es esencialmente imposible sin un tercer campo de investigación que vincule a los dos, otros investigadores creen que este punto de vista es demasiado pesimista. Si bien reconoce que se deben construir más puentes entre la neurociencia básica y la educación, y que los llamados neuromitos (ver más abajo) deben deconstruirse, Usha Goswami [22] sugiere que la neurociencia del desarrollo cognitivo ya ha hecho varios descubrimientos útiles para la educación, y también ha condujo al descubrimiento de "marcadores neuronales" que se pueden utilizar para evaluar el desarrollo. En otras palabras, se están estableciendo hitos de actividad o estructura neuronal, contra los cuales se puede comparar a un individuo para evaluar su desarrollo.
Por ejemplo, la investigación del potencial relacionado con eventos (ERP) ha descubierto varias firmas neuronales del procesamiento del lenguaje, incluidos marcadores de procesamiento semántico (por ejemplo, N400), procesamiento fonético (por ejemplo, negatividad de desajuste) y procesamiento sintáctico (por ejemplo, P600). Goswami [22] señala que estos parámetros ahora se pueden investigar longitudinalmente en los niños y que ciertos patrones de cambio pueden indicar ciertos trastornos del desarrollo. Además, la respuesta de estos marcadores neuronales a las intervenciones educativas enfocadas puede usarse como una medida de la efectividad de la intervención. Investigadores como Goswami afirman que la neurociencia cognitiva tiene el potencial de ofrecer varias posibilidades interesantes a la educación. Para la educación especial, estos incluyen el diagnóstico temprano de necesidades educativas especiales; el seguimiento y la comparación de los efectos de diferentes tipos de insumos educativos sobre el aprendizaje; y una mayor comprensión de las diferencias individuales en el aprendizaje y las mejores formas de adaptar las aportaciones al alumno. [22]
Una aplicación potencial de la neuroimagen destacada por Goswami [22] es la diferenciación entre el desarrollo retrasado y el desarrollo atípico en los trastornos del aprendizaje. Por ejemplo, ¿un niño determinado con dislexia está desarrollando funciones de lectura de una manera totalmente diferente a los lectores típicos, o se está desarrollando en la misma trayectoria, pero simplemente tarda más en hacerlo? De hecho, ya existe evidencia que sugiere que en los niños con deficiencias específicas del lenguaje y dislexia, el desarrollo del sistema del lenguaje se retrasa en lugar de ser de naturaleza fundamentalmente diferente. [23] [24] Sin embargo, en trastornos como el autismo, el desarrollo del cerebro puede ser cualitativamente diferente, mostrando una falta de desarrollo en las regiones del cerebro asociadas con una "teoría de la mente". [25]
Goswami [22] también sugiere que la neuroimagen podría usarse para evaluar el impacto de programas de entrenamiento particulares, como el Dore, un programa de ejercicios basado en la hipótesis del déficit cerebeloso que tiene como objetivo mejorar la lectura a través de una serie de ejercicios de equilibrio. Algunas investigaciones sobre imágenes cerebrales están comenzando a mostrar que para los niños con dislexia que reciben intervenciones educativas específicas, sus patrones de activación cerebral comienzan a parecerse más a los de las personas sin trastornos de la lectura y, además, que otras regiones del cerebro están actuando como mecanismos compensatorios. [26] [27] Dichos hallazgos pueden ayudar a los educadores a comprender que, incluso si los niños disléxicos muestran una mejora conductual, los mecanismos neuronales y cognitivos mediante los cuales procesan la información escrita pueden ser diferentes, y esto puede tener implicaciones prácticas para la instrucción continua de estos niños. [28]
La investigación en neurociencia ha demostrado su capacidad para revelar "marcadores neuronales" de los trastornos del aprendizaje, sobre todo en el caso de la dislexia. Los estudios de EEG han revelado que los bebés humanos en riesgo de dislexia (es decir, con familiares directos que sufren de dislexia) muestran respuestas neuronales atípicas a los cambios en los sonidos del habla, incluso antes de que sean capaces de comprender el contenido semántico del lenguaje. [29] Dicha investigación no solo permite la identificación temprana de posibles trastornos del aprendizaje, sino que además respalda la hipótesis fonológica de la dislexia de una manera que no está disponible para la investigación conductual.
Muchos investigadores abogan por un optimismo cauteloso con respecto al matrimonio entre la educación y la neurociencia, y creen que para cerrar la brecha entre las dos, es necesario el desarrollo de nuevos paradigmas experimentales y que estos nuevos paradigmas deben diseñarse para capturar las relaciones entre la neurociencia y la neurociencia. educación en diferentes niveles de análisis (neuronal, cognitivo, conductual). [28]
Neurociencia y educación: casos de muestra
Lenguaje y alfabetización
El lenguaje humano es una facultad única de la mente [30] y la capacidad de comprender y producir el lenguaje oral y escrito es fundamental para los logros y los logros académicos. [31] Los niños que experimentan dificultades con el lenguaje oral plantean desafíos importantes para la política y la práctica educativas; [32] Estrategias nacionales, Every Child a Talker (2008). Es probable que las dificultades persistan durante los años de la escuela primaria [33] donde, además de los déficits centrales del lenguaje oral, los niños experimentan problemas de alfabetización, [34] aritmética [35] y comportamiento y relaciones con los compañeros. [36] La identificación e intervención tempranas para abordar estas dificultades, así como la identificación de las formas en que los entornos de aprendizaje pueden apoyar el desarrollo del lenguaje atípico son esenciales. [32] Las necesidades de habla y lenguaje no tratadas resultan en costos significativos tanto para el individuo como para la economía nacional (ICAN, 2006).
Durante la última década, ha habido un aumento significativo en la investigación en neurociencia que examina el procesamiento del lenguaje de los niños pequeños en los niveles fonético, de palabras y oraciones. [37] Hay indicios claros de que los sustratos neuronales para todos los niveles del lenguaje pueden identificarse en los puntos tempranos del desarrollo. Al mismo tiempo, los estudios de intervención han demostrado las formas en que el cerebro conserva su plasticidad para el procesamiento del lenguaje. La remediación intensa con un programa de procesamiento del lenguaje auditivo ha ido acompañada de cambios funcionales en la corteza temporoparietal izquierda y la circunvolución frontal inferior. [27] Sin embargo, se debate hasta qué punto estos resultados se generalizan al lenguaje hablado y escrito. [38]
Aún no se han establecido las relaciones entre la satisfacción de las necesidades educativas de los niños con dificultades del lenguaje y los hallazgos de los estudios de neurociencia. Una vía concreta para el progreso es utilizar métodos neurocientíficos para abordar cuestiones que son importantes para la práctica en entornos de aprendizaje. Por ejemplo, la medida en que las habilidades lingüísticas se pueden atribuir a un solo rasgo común y la coherencia de dicho rasgo con el desarrollo son temas de debate. [39] Sin embargo, las evaluaciones directas de la actividad cerebral pueden informar estos debates. [40] Una comprensión detallada de los subcomponentes del sistema lingüístico y las formas en que estos cambian con el tiempo pueden producir inevitablemente implicaciones para la práctica educativa.
Matemáticas
Las habilidades matemáticas son importantes no solo para la economía nacional sino también para las oportunidades de vida de un individuo: un bajo nivel de aritmética aumenta la probabilidad de arresto, depresión, enfermedades físicas, desempleo. [41] Una de las principales causas de la escasez de conocimientos numéricos es una afección congénita llamada discalculia. Como dice el informe Foresight sobre Capital mental y bienestar, "Discalculia del desarrollo: debido a su bajo perfil pero alto impacto, su prioridad debe ser aumentada. La discalculia se relaciona con la aritmética y afecta entre el 4 y el 7% de los niños. que la dislexia, pero también puede tener impactos sustanciales: puede reducir los ingresos de por vida en £ 114,000 y reducir la probabilidad de lograr cinco o más GCSE (A * -C) en 7-20 puntos porcentuales. Las intervenciones en el hogar y la escuela han sido nuevamente identificadas por Además, las intervenciones tecnológicas son sumamente prometedoras, ya que ofrecen instrucción y ayuda individualizada, aunque necesitan más desarrollo ". (Resumen ejecutivo, sección 5.3) Comprender el desarrollo matemático típico y atípico es un pilar fundamental para el diseño del plan de estudios de matemáticas convencional y para ayudar a quienes no logran mantenerse al día. [42] Durante los últimos diez años, se ha identificado un sistema cerebral para el procesamiento simple de números [43] [44] y un puñado de estudios sobre el cerebro de los niños arrojan luz sobre su desarrollo. [9]
Una creciente convergencia de evidencia sugiere que la discalculia puede deberse a un déficit en un sistema central heredado para representar el número de objetos en un conjunto, y cómo las operaciones en conjuntos afectan el número [45] y en los sistemas neuronales que apoyan estas habilidades. [9] Este déficit central afecta la capacidad del alumno para enumerar conjuntos y ordenar conjuntos por magnitud, lo que a su vez hace que sea muy difícil entender la aritmética y muy difícil proporcionar una estructura significativa para los hechos aritméticos. Los estudios de gemelos [46] y familiares [47] sugieren que la discalculia es altamente heredable, y las anomalías genéticas, como el síndrome de Turner, indican un papel importante de los genes en el cromosoma X. [48]
Esta sugerencia de que la discalculia es causada por un déficit en un déficit central en sentido numérico es análoga a la teoría de que la dislexia se debe a un déficit central en el procesamiento fonológico. A pesar de estas similitudes en términos de progreso científico, la conciencia pública sobre la discalculia es mucho menor que la de la dislexia. El Asesor Científico Jefe del Reino Unido , John Beddington , señala que "la discalculia del desarrollo es actualmente el pariente pobre de la dislexia, con un perfil público mucho más bajo. Pero las consecuencias de la discalculia son al menos tan graves como las de la dislexia". [49]
La aplicación de la neurociencia para comprender el procesamiento matemático ya ha dado como resultado una comprensión más allá de las primeras teorías cognitivas. La investigación en neurociencia cognitiva ha revelado la existencia de un sistema innato de "sentido numérico", presente en animales y bebés, así como en adultos, que es responsable del conocimiento básico sobre los números y sus relaciones. Este sistema está ubicado en el lóbulo parietal del cerebro en cada hemisferio. [43] [50] Este sistema parietal está activo en niños y adultos durante las tareas numéricas básicas, [51] [52] pero en el transcurso del desarrollo parece volverse más especializado. Además, los niños con problemas de aprendizaje matemático (discalculia) muestran una activación más débil en esta región que los niños con un desarrollo típico durante las tareas numéricas básicas. [9] Estos resultados muestran cómo la neuroimagen puede proporcionar información importante sobre los vínculos entre las funciones cognitivas básicas y el aprendizaje de nivel superior, como los que existen entre la comparación de dos números y el aprendizaje de la aritmética.
Además de este sentido numérico básico, la información numérica se puede almacenar verbalmente en el sistema del lenguaje, un sistema que la investigación en neurociencia está comenzando a revelar como cualitativamente diferente a nivel cerebral al sistema del sentido numérico. [53] Este sistema también almacena información sobre otras secuencias verbales bien aprendidas, como días de la semana, meses del año e incluso poesía, y para el procesamiento numérico apoya el conteo y el aprendizaje de las tablas de multiplicar. Mientras que muchos problemas aritméticos están tan sobreaprendidos que se almacenan como hechos verbales, otros problemas más complejos requieren alguna forma de imaginería mental visuoespacial. [54] Mostrar que estos subconjuntos de habilidades aritméticas están respaldados por diferentes mecanismos cerebrales ofrece la oportunidad de una comprensión más profunda de los procesos de aprendizaje necesarios para adquirir competencia aritmética.
Los estudios de neuroimagen de las discapacidades del aprendizaje matemático son todavía poco frecuentes, pero la discalculia es un área de creciente interés para los investigadores de neurociencia. Dado que diferentes mecanismos neuronales contribuyen a diferentes elementos del rendimiento matemático, es posible que los niños con discalculia muestren patrones variables de anomalía a nivel cerebral. Por ejemplo, muchos niños con discalculia también tienen dislexia, y aquellos que la tienen pueden mostrar una activación diferente de las redes verbales que apoyan las matemáticas, mientras que aquellos que solo tienen discalculia pueden mostrar deficiencias en el sistema de sentido numérico parietal. De hecho, los pocos estudios llevados a cabo en niños con discalculia solo apuntan a un deterioro a nivel cerebral del sistema de sentido numérico. [9] [55]
Dicha evidencia está comenzando a contribuir a un debate teórico entre los investigadores que creen que la discalculia es causada por un déficit cerebral del sentido numérico y aquellos que creen que el trastorno se deriva de un problema en el uso de símbolos numéricos para acceder a la información del sentido numérico. Con el desarrollo continuo de modelos teóricos de discalculia que generan hipótesis comprobables explícitas, el progreso debe ser rápido en el desarrollo de investigaciones que investiguen el vínculo entre los trastornos del aprendizaje matemático y sus correlatos neurales. [20]
Cognición social y emocional
En los últimos 10 años, ha habido una explosión de interés en el papel de las habilidades y características emocionales para contribuir al éxito en todos los aspectos de la vida. El concepto de Inteligencia Emocional (IE) [56] ha ganado un amplio reconocimiento y aparece en el informe Foresight sobre Capital Mental y Bienestar. Algunos han hecho afirmaciones influyentes de que la IE es más importante que la inteligencia cognitiva convencional y que puede mejorarse más fácilmente. [57] La investigación sistemática aún tiene que proporcionar mucho apoyo a estas afirmaciones, aunque se ha encontrado que la IE está asociada con el éxito académico [4] [58] y hay alguna evidencia de que puede ser de particular importancia para los grupos en riesgo de fracaso académico y exclusión social. A pesar de la escasa base empírica, se ha prestado especial atención a la promoción de la competencia social y emocional, la salud mental y el bienestar psicológico de niños y jóvenes, [59] en particular en las escuelas como resultado de la inversión en servicios universales, prevención y intervención temprana (por ejemplo, el proyecto Aspectos sociales y emocionales del aprendizaje (SEAL) en el Reino Unido [DfES, 2005, 2007]).
Se ha investigado la base neural del reconocimiento emocional en niños con desarrollo típico [60] , aunque hay poco trabajo de neuroimagen en niños con desarrollo atípico que procesan las emociones de manera diferente. [4] Los varones suelen estar sobrerrepresentados en estas poblaciones de desarrollo atípico y una ventaja femenina se informa comúnmente tanto en las medidas de IE como en la mayoría de las áreas del procesamiento de emociones. Al procesar las expresiones faciales, la ventaja femenina parece explicarse mejor mediante un relato integrado que considere tanto la maduración cerebral como la interacción social. [61]
El daño cerebral prefrontal en los niños afecta el comportamiento social, provocando insensibilidad a la aceptación, aprobación o rechazo social. [62] Estas áreas del cerebro procesan emociones sociales como la vergüenza, la compasión y la envidia. Además, este daño afecta la toma de decisiones cognitivas y sociales en contextos del mundo real [55] [63], lo que respalda la visión vygotskiana de que los factores sociales y culturales son importantes en el aprendizaje cognitivo y la toma de decisiones. Esta visión enfatiza la importancia de aunar perspectivas neurocientíficas y construccionistas sociales , en este caso al examinar la influencia de la emoción en el aprendizaje transferible. [64]
Sin embargo, actualmente existen muchas lagunas en el intento de unir la ciencia del desarrollo y la neurociencia para producir una comprensión más completa del desarrollo de la conciencia y la empatía. [65] La investigación educativa se basa en el autoinforme preciso de las emociones del alumno, lo que puede no ser posible para algunos alumnos, por ejemplo, aquellos con alexitimia, una dificultad para identificar y describir sentimientos, que se encuentra en el 10% de los adultos típicos. La conciencia emocional se puede medir utilizando métodos de neuroimagen [66] que muestran que los diferentes niveles de conciencia emocional están asociados con una actividad diferencial en la amígdala, la corteza insular anterior y la corteza prefrontal medial. Los estudios sobre el desarrollo del cerebro en la infancia y la adolescencia muestran que estas áreas experimentan cambios estructurales a gran escala. [67] Por lo tanto, el grado en que los niños en edad escolar y los adultos jóvenes son conscientes de sus emociones puede variar a lo largo de este período de tiempo, lo que puede tener un impacto importante en el comportamiento en el aula y en la medida en que ciertos estilos de enseñanza y enfoques curriculares pueden ser eficaz.
El trabajo de neuroimagen también está comenzando a ayudar en la comprensión de los trastornos de conducta social en los niños. Por ejemplo, los rasgos insensibles y carentes de emociones en los niños son un problema particularmente difícil de abordar para los maestros y representan una forma particularmente grave de alteración de la conducta. Jones y col. (2009) [68] mostró que los niños con rasgos insensibles y carentes de emociones revelaron menos activación cerebral en la amígdala derecha en respuesta a rostros temerosos, lo que sugiere que los correlatos neurales de ese tipo de alteración emocional están presentes en las primeras etapas del desarrollo.
Los investigadores del Centro de Neurociencia Educativa de Londres han sido fundamentales en el desarrollo de un organismo de investigación que investiga cómo se desarrolla la cognición social en el cerebro. En particular, Sarah-Jayne Blakemore, coautora de "The Learning Brain", ha publicado una influyente investigación sobre el desarrollo del cerebro relacionado con la cognición social durante la adolescencia. Su investigación sugiere que la actividad en las regiones del cerebro asociadas con el procesamiento emocional experimenta cambios funcionales significativos durante la adolescencia. [69]
Atención y control ejecutivo
La atención se refiere a los mecanismos cerebrales que nos permiten enfocarnos en aspectos particulares del entorno sensorial con relativa exclusión de otros. La atención modula el procesamiento sensorial "de arriba hacia abajo". Mantener la atención selectiva hacia un elemento o persona en particular durante un período prolongado es claramente una habilidad fundamental para el aula. La atención es la habilidad cognitiva clave deteriorada en el TDAH que resulta en dificultad para completar tareas o prestar atención a los detalles. [70] Los aspectos de la atención también pueden ser atípicos en los niños que presentan comportamientos antisociales y trastornos de conducta. Desde la perspectiva de la neurociencia básica, la evidencia reciente sugiere que las habilidades de atención pueden ser una de las funciones del cerebro humano que responden mejor a la intervención y el entrenamiento tempranos (por ejemplo, [71] ).
Además, desde una perspectiva neuroconstructivista , la atención es un mecanismo vital a través del cual el niño puede seleccionar activamente aspectos particulares de su entorno para un mayor aprendizaje. Las funciones ejecutivas incluyen la capacidad de inhibir información o respuestas no deseadas, planificar con anticipación una secuencia de pasos o acciones mentales y retener información relevante y cambiante para la tarea durante breves períodos (memoria de trabajo). [72] Al igual que la atención, las habilidades de la función ejecutiva proporcionan una plataforma crítica para la adquisición de conocimientos y habilidades específicos del dominio en un contexto educativo. Además, estudios recientes muestran que el entrenamiento preescolar de habilidades ejecutivas puede prevenir el fracaso escolar temprano. [73] [74] Los niños con TDAH, comportamiento antisocial, trastornos de conducta y autismo pueden mostrar patrones atípicos de función ejecutiva. Los estudios de neurociencia básica han identificado las estructuras y circuitos cerebrales primarios involucrados en las funciones ejecutivas, incluida la corteza prefrontal, en adultos. Sin embargo, queda mucha investigación por hacer para comprender el desarrollo de este circuito y las bases genéticas y neuronales de las diferencias individuales en la función ejecutiva. [75] El proyecto Foresight Mental Capital and Wellbeing específicamente identifica y destaca la importancia de las habilidades de atención y función ejecutiva en los desafíos futuros de las dificultades de aprendizaje (secciones 2.2.4 y 2.4 en "Dificultades de aprendizaje: desafíos futuros").
Neurociencia y educación: ¿un puente demasiado lejos?
A pesar del optimismo de muchos que creen que la neurociencia puede hacer una contribución significativa a la educación y que existe el potencial para el establecimiento de un campo de investigación de neurociencia educativa, algunos investigadores creen que las diferencias entre las dos disciplinas son demasiado grandes para que puedan ser directamente vinculados de una manera prácticamente significativa. En 1997, John Bruer publicó una importante crítica de lo que llamó el "argumento de la neurociencia y la educación". [13]
El "argumento de la neurociencia y la educación", como lo define Bruer, se deriva de tres hallazgos importantes en la neurobiología del desarrollo.
- La primera infancia se caracteriza por un rápido crecimiento en el número de sinapsis en el cerebro (sinaptogénesis), y esta expansión va seguida de un período de poda.
- Existen los llamados períodos críticos dependientes de la experiencia durante los cuales el cerebro en desarrollo está mejor preparado para desarrollar ciertas habilidades sensoriales y motoras.
- Un entorno rico en estímulos provoca una mayor sinaptogénesis. El argumento esencial es que los niños son capaces de aprender más a una edad temprana cuando tienen un crecimiento sináptico excesivo y una actividad cerebral máxima.
El conocimiento del desarrollo temprano del cerebro proporcionado por la neurobiología se ha utilizado para respaldar varios argumentos con respecto a la educación. Por ejemplo, la idea de que cualquier tema pueda enseñarse a los niños pequeños de alguna forma intelectualmente honesta, debido a la gran adaptabilidad y potencial de aprendizaje del cerebro joven. [76] Alternativamente, la idea de que existen períodos críticos para aprender ciertas habilidades o conjuntos de conocimientos apela al hecho de que en los estudios con animales, si el cerebro en desarrollo se ve privado de ciertas entradas sensoriales, las áreas del cerebro responsables de procesar esas entradas no se desarrollan completamente. más adelante en el desarrollo, y por lo tanto "si pierdes la ventana, estás jugando con una desventaja". [77]
Uno de los principales puntos de discordia de Bruer con los informes a favor de la neurociencia y la educación es la falta de evidencia neurocientífica real. Informes como Years of Promise: A Comprehensive Learning Strategy for America's Children (Carnegie Corporation of New York, 1996) citan muchos estudios de psicología cognitiva y conductual, pero no más que un puñado de estudios basados en el cerebro y, sin embargo, extraen inferencias dramáticas con respecto a el papel del cerebro en el aprendizaje.
Bruer sostiene que la ciencia del comportamiento puede proporcionar una base para informar la política educativa, pero el vínculo con la neurociencia es "un puente demasiado lejos", y las limitaciones de la aplicación de la neurociencia a la educación se derivan de las limitaciones del propio conocimiento de la neurociencia. Bruer apoya su crítica argumentando las limitaciones del conocimiento actual con respecto a los tres principios clave del argumento de la neurociencia y la educación. Ver neuromitos.
Otro problema es la discrepancia entre la resolución espacial de los métodos de obtención de imágenes y la resolución espacial de los cambios sinápticos que se sugiere que subyacen a los procesos de aprendizaje. Un problema similar es cierto con respecto a la resolución temporal. Esto hace que sea difícil relacionar los subcomponentes de las habilidades cognitivas con la función cerebral. Sin embargo, la falla principal del argumento de la neurociencia de la educación en opinión de Bruer es que intenta vincular lo que sucede en el nivel sináptico con el aprendizaje y la instrucción de orden superior. La terminología, "Mente, cerebro y educación" alude a la idea de que si no podemos unir la educación y la neurociencia directamente, podemos utilizar dos conexiones existentes para informar la educación. Estos son el vínculo entre la psicología cognitiva y la educación, y entre la psicología cognitiva y la neurociencia.
Bruer sostiene que la neurociencia en su forma actual tiene poco que ofrecer a los educadores a nivel práctico. La ciencia cognitiva, por otro lado, puede servir como base para el desarrollo de una ciencia aplicada del aprendizaje y la educación. Otros investigadores han sugerido puentes alternativos a la psicología cognitiva sugerida por Bruer. [13] Mason [14] sugiere que la brecha entre la educación y la neurociencia se puede salvar mejor con la psicología educativa, que describe como preocupada por "desarrollar modelos descriptivos, interpretativos y prescriptivos del aprendizaje de los estudiantes y otros fenómenos educativos".
Desafíos para la neurociencia educativa
A pesar de la afirmación de Willingham [20] de que el potencial de la neurociencia para contribuir a la práctica y la teoría educativas ya está fuera de toda duda, destaca tres desafíos que deben superarse para unir las dos disciplinas de manera efectiva.
El problema de las metas : Willingham sugiere que la educación es una supuesta "ciencia artificial" que busca construir un "artefacto", en este caso un conjunto de estrategias y materiales pedagógicos. La neurociencia, por otro lado, es una de las llamadas "ciencias naturales", que se ocupa del descubrimiento de principios naturales que describen la estructura y función neuronales. Esta diferencia significa que algunos objetivos establecidos por la educación son simplemente imposibles de responder utilizando la investigación en neurociencia, por ejemplo, la construcción del carácter o el sentido estético en los niños.
El problema vertical : niveles de análisis: Willingham sugiere que el nivel más alto de análisis empleado por los neurocientíficos es el mapeo de la estructura y actividad del cerebro en la función cognitiva, o incluso la interacción de funciones cognitivas (es decir, el impacto de la emoción en el aprendizaje). Dentro de la investigación en neurociencia, estas funciones se estudian de forma aislada en aras de la simplicidad, y no se considera el sistema nervioso en su conjunto, funcionando en su totalidad con toda su enorme composición de interacciones funcionales. Para los educadores, por otro lado, el nivel más bajo de análisis sería la mente de un solo niño, con niveles que aumentan para incorporar el aula, el vecindario, el país, etc.
Por lo tanto, importar la investigación sobre un solo factor cognitivo de forma aislada, en un campo en el que el contexto es esencialmente importante, crea una dificultad inherente. Por ejemplo, si bien se puede demostrar que el aprendizaje de memoria mejora el aprendizaje en el laboratorio de investigación, el maestro no puede implementar esa estrategia sin considerar el impacto en la motivación del niño. A cambio, es difícil para los neurocientíficos caracterizar tales interacciones en un entorno de investigación.
El problema horizontal : traducir los resultados de la investigación: si bien la teoría y los datos de la educación son casi exclusivamente conductuales, los resultados de la investigación en neurociencia pueden adoptar muchas formas (por ejemplo, eléctrica, química, espacial, temporal, etc.). La forma más común de datos tomados de la neurociencia a la educación es el mapeo espacial de la activación del cerebro a la función cognitiva. Willingham (2009) destaca la dificultad de aplicar dicha información espacial a la teoría educativa. Si se sabe que una determinada región del cerebro apoya una función cognitiva relevante para la educación, ¿qué se puede hacer realmente con esa información? Willingham sugiere que este 'problema horizontal' puede resolverse solo cuando ya existe un rico cuerpo de datos y teorías conductuales, [78] y señala que tales métodos ya han tenido éxito en la identificación de subtipos de dislexia (p . Ej., [79] [80] ).
Willingham sugiere que lo esencial para una unión exitosa de la neurociencia y la educación es que ambos campos tengan expectativas realistas el uno del otro. Por ejemplo, los educadores no deben esperar que la neurociencia proporcione respuestas prescriptivas para la práctica educativa, respuestas para objetivos educativos que son incompatibles con los métodos neurocientíficos (por ejemplo, formación estética) o niveles de análisis más allá del nivel individual. Finalmente, Willingham sugiere que la neurociencia solo será útil para los educadores cuando se dirija a un problema específico en un nivel de análisis detallado, como la forma en que la gente lee, pero que estos datos solo serán útiles en el contexto de teorías conductuales bien desarrolladas.
Otros investigadores, como Katzir & Pareblagoev [28], han señalado que la metodología de neuroimagen tal como está puede no ser adecuada para el examen de funciones cognitivas de nivel superior, porque se basa principalmente en el "método de sustracción". Mediante este método, la actividad cerebral durante una tarea de control simple se resta de la de una tarea cognitiva de "orden superior", dejando así la activación que está relacionada específicamente con la función de interés. Katzir y Pareblagoev sugieren que si bien este método puede ser muy bueno para examinar el procesamiento de bajo nivel, como la percepción, la visión y el tacto, es muy difícil diseñar una tarea de control eficaz para el procesamiento de orden superior, como la comprensión en la lectura y la realización de inferencias. Por lo tanto, algunos investigadores [81] [82] argumentan que las tecnologías de imágenes funcionales pueden no ser las más adecuadas para la medición del procesamiento de orden superior. Katzir y Pareblagoev, sugieren que esto puede no ser un déficit de la tecnología en sí, sino más bien del diseño de experimentos y la capacidad de interpretar los resultados. Los autores abogan por el uso de medidas experimentales en el escáner para las que los datos de comportamiento ya se comprenden bien y para las que existe un marco teórico sólido.
Transformando desafíos en oportunidades
Otra revisión reciente del debate sobre neurociencia educativa realizada por Varma, McCandliss y Schwartz [83] se centra en ocho desafíos principales, divididos en desafíos científicos y desafíos prácticos, que enfrentan el campo e intenta transformar esos desafíos en oportunidades.
Desafíos científicos
Métodos : Los métodos de neurociencia crean entornos artificiales y, por lo tanto, no pueden proporcionar información útil sobre los contextos del aula. Además, la preocupación es que si la neurociencia comienza a influir demasiado en la práctica educativa, puede haber una falta de énfasis en las variables contextuales y las soluciones a los problemas educativos pueden volverse principalmente biológicas en lugar de instructivas. Sin embargo, Varma et al. argumentan que los paradigmas experimentales novedosos crean la oportunidad de investigar el contexto, como la activación cerebral siguiendo diferentes procedimientos de aprendizaje [84] y que la neuroimagen también puede permitir el examen de cambios estratégicos / mecánicos del desarrollo que no pueden aprovecharse únicamente con el tiempo de reacción y las medidas conductuales. Además, Varma et al. cite investigaciones recientes que muestren que los efectos de las variables culturales pueden investigarse utilizando imágenes cerebrales (por ejemplo, [85] ), y los resultados utilizados para extraer implicaciones para la práctica en el aula.
Datos : conocer la región del cerebro que respalda una función cognitiva elemental no nos dice nada sobre cómo diseñar la instrucción para esa función. Sin embargo, Varma et al. sugieren que las neurociencias brindan la oportunidad de realizar un análisis novedoso de la cognición, descomponiendo la conducta en elementos invisibles a nivel conductual. Por ejemplo, la cuestión de si diferentes operaciones aritméticas muestran diferentes perfiles de velocidad y precisión es el resultado de diferentes niveles de eficiencia dentro de un sistema cognitivo versus el uso de diferentes sistemas cognitivos.
Teorías reduccionistas : la aplicación de la terminología y la teoría de la neurociencia a la práctica educativa es una reducción y no tiene ningún uso práctico para los educadores. No se gana nada con redescribir un déficit de comportamiento en términos neurocientíficos. Varma y col. señalan que el reduccionismo es un modo mediante el cual se unifican las ciencias, y que la apropiación de la terminología de las neurociencias no requiere la eliminación de la terminología de la educación, simplemente brinda la oportunidad para la comunicación y la comprensión interdisciplinarias.
Filosofía : La educación y la neurociencia son fundamentalmente incompatibles, porque intentar describir los fenómenos conductuales en el aula mediante la descripción de los mecanismos físicos del cerebro individual es lógicamente incorrecto. Sin embargo, la neurociencia puede ayudar a resolver los conflictos internos dentro de la educación que resultan de las diferentes construcciones teóricas y terminologías utilizadas en los subcampos de la educación al proporcionar una medida de uniformidad con respecto a la presentación de informes de resultados.
Preocupaciones pragmáticas
Costos : los métodos de neurociencia son muy costosos y los resultados esperados no justifican los costos. Sin embargo, Varma et al. señalan que la neurociencia educativamente relevante puede atraer fondos adicionales para la investigación educativa en lugar de usurpar recursos. La afirmación esencial de la neurociencia educativa es que los dos campos son interdependientes y que una parte de los fondos asignados colectivamente a los dos campos debe dirigirse a preguntas compartidas.
Momento : la neurociencia, si bien se expande rápidamente, todavía se encuentra en una infancia relativa con respecto al estudio no invasivo de cerebros sanos y, por lo tanto, los investigadores en educación deben esperar hasta que se recopilen más datos y se destilen en teorías concisas. Contrariamente a esto, Varma et al. argumentan que ya es evidente cierto éxito. Por ejemplo, los estudios que examinan el éxito de los programas de corrección de la dislexia [86] han podido revelar el impacto de estos programas en las redes cerebrales que apoyan la lectura. Esto a su vez conduce a la generación de nuevas preguntas de investigación.
Control : si la educación permite que la neurociencia entre por la puerta, las teorías se formularán cada vez más en términos de mecanismos neuronales y los debates dependerán cada vez más de los datos de neuroimagen. La neurociencia canibalizará los recursos y la investigación educativa perderá su independencia. Varma y col. argumentan que el supuesto de una relación asimétrica entre los dos campos es innecesario. La educación tiene el potencial de influir en la neurociencia, dirigiendo la investigación futura hacia formas complejas de cognición y los investigadores de la educación pueden ayudar a la neurociencia educativa a evitar experimentos ingenuos y la repetición de errores anteriores.
Neuromitos : Hasta ahora, la mayoría de los hallazgos de la neurociencia aplicados a la educación han resultado ser neuromitos, extrapolaciones irresponsables de la investigación básica a cuestiones educativas. Además, estos neuromitos se han escapado más allá de la academia y se comercializan directamente entre los profesores, los administradores y el público. Varma y col. responden que la existencia de neuromitos revela una fascinación popular por la función cerebral. La traducción apropiada de los resultados de la neurociencia educativa y la investigación colaborativa bien establecida pueden disminuir la probabilidad de neuromitos.
Una relación bidireccional
Investigadores como Katzir & Pareblagoev [28] y Cacioppo & Berntson (1992) [87] argumentan que, además de que la neurociencia informa a la educación, el enfoque de la investigación educativa puede contribuir al desarrollo de nuevos paradigmas experimentales en la investigación de las neurociencias. Katzir y Pareblagoev (2006) sugieren el ejemplo de la investigación de la dislexia como modelo de cómo se podría lograr esta colaboración bidireccional. En este caso, las teorías de los procesos de lectura han guiado tanto el diseño como la interpretación de la investigación en neurociencia, pero las teorías existentes se desarrollaron principalmente a partir del trabajo conductual. Los autores sugieren que el establecimiento de teorías, que delinean las habilidades y subhabilidades requeridas para tareas educativas relevantes, es un requisito esencial para que la investigación en neurociencia educativa sea productiva. Además, estas teorías deben sugerir conexiones empíricamente comprobables entre los comportamientos educativos relevantes y la función cerebral.
El papel de los educadores
Kurt Fischer, director del programa de posgrado de Mente, Cerebro y Educación de la Universidad de Harvard, afirma que "una de las razones por las que hay tanta basura es que hay tan pocas personas que saben lo suficiente sobre educación y neurociencia para armar todo". [88] Los educadores han dependido de la experiencia de otros para las interpretaciones de la neurociencia, por lo que no han podido discernir si las afirmaciones hechas son representaciones válidas o inválidas de la investigación. Sin un acceso directo a la investigación primaria, los educadores pueden correr el riesgo de hacer un mal uso de los resultados de la investigación en neurociencias. [89] La necesidad de los llamados "intermediarios" en la traducción de la investigación a la práctica ha llevado a una situación en la que la aplicación de los resultados de la investigación de la neurociencia cognitiva se adelanta a la propia investigación.
Para negar la necesidad de intermediarios, algunos investigadores han sugerido la necesidad de desarrollar un grupo de neuroeducadores , una clase de profesionales especialmente capacitados cuya función sería orientar la introducción de la neurociencia cognitiva en la práctica educativa de una manera sensata y ética. . Los neuroeducadores desempeñarían un papel fundamental en la evaluación de la calidad de las pruebas que pretenden ser relevantes para la educación, evaluando quién está en la mejor posición para emplear el conocimiento recién desarrollado y con qué salvaguardas, y cómo lidiar con las consecuencias inesperadas de los hallazgos de la investigación implementada. [90]
Byrnes y Fox (1998) [91] han sugerido que los psicólogos del desarrollo, los psicólogos educativos y los profesores generalmente caen en una de cuatro orientaciones con respecto a la investigación neurocientífica "(1) aquellos que aceptan fácilmente (y a veces sobreinterpretan) los resultados de los estudios neurocientíficos ; (2) aquellos que rechazan completamente el enfoque neurocientífico y consideran que los resultados de los estudios neurocientíficos no tienen sentido; (3) aquellos que no están familiarizados con la investigación neurocientífica e indiferentes hacia ella; y (4) aquellos que aceptan con cautela los hallazgos neurocientíficos como parte proactiva del patrón total de hallazgos que han surgido de diferentes rincones de las ciencias cognitivas y neuronales ". Greenwood (2009) [85] sugiere que a medida que aumenta el conjunto de conocimientos disponibles para los educadores y disminuye la capacidad de ser experto en todas las áreas, el punto de vista más productivo sería el cuarto delineado por, [87] el de la aceptación cautelosa de los hallazgos neurocientíficos y colaboración proactiva.
Bennett y Rolheiser-Bennett (2001) [92] señalan que "los profesores deben conocer y actuar sobre la ciencia dentro del arte de enseñar". Sugieren que los educadores deben conocer otros métodos e incorporarlos a su práctica. Además, Bennett y Rolheiser-Bennett sugieren que los cuerpos de conocimiento específicos jugarán un papel importante en informar a los educadores cuando tomen decisiones importantes con respecto al "diseño de entornos de aprendizaje". Los cuerpos de conocimiento discutidos incluyen inteligencias múltiples, inteligencias emocionales, estilos de aprendizaje, el cerebro humano, niños en riesgo y género. Como explican los autores, estas y otras áreas son simplemente "lentes diseñados para ampliar la comprensión de los profesores sobre cómo aprenden los estudiantes y, a partir de esa comprensión, para tomar decisiones sobre cómo y cuándo seleccionar, integrar y promulgar elementos en la ... lista". . [88]
Mason [14] apoya los llamamientos para una colaboración constructiva bidireccional entre la neurociencia y la educación, por la cual, en lugar de que la investigación en neurociencia se aplique simplemente a la educación, los hallazgos de la investigación en neurociencia se utilizarían para restringir la teorización educativa. A cambio, la educación influiría en los tipos de preguntas de investigación y los paradigmas experimentales utilizados en la investigación en neurociencias. Mason también da el ejemplo de que, si bien la práctica pedagógica en el aula puede dar lugar a preguntas educativas sobre las bases emocionales del desempeño en las tareas escolares, la neurociencia tiene el potencial de revelar la base cerebral de los procesos de pensamiento de orden superior y, por lo tanto, puede ayudar a comprender la papel que juega la emoción en el aprendizaje y abrir nuevas áreas de estudio del pensamiento emocional en el aula.
Neuromitos
El término " neuromitos " fue acuñado por primera vez por un informe de la OCDE sobre la comprensión del cerebro. [93] El término se refiere a la traducción de hallazgos científicos en información errónea sobre educación. El informe de la OCDE destaca tres neuromitos para una atención especial, aunque varios otros han sido identificados por investigadores como Usha Goswami.
- La creencia de que las diferencias hemisféricas se relacionan con diferentes tipos de aprendizaje (es decir, cerebro izquierdo versus cerebro derecho).
- La creencia de que el cerebro es plástico para ciertos tipos de aprendizaje solo durante ciertos "períodos críticos" y, por lo tanto, el aprendizaje en estas áreas debe ocurrir durante estos períodos.
- La creencia de que las intervenciones educativas eficaces deben coincidir con períodos de sinaptogénesis. O en otras palabras, los entornos de los niños deben enriquecerse durante los períodos de máximo crecimiento sináptico.
Cerebro izquierdo versus derecho
La idea de que los dos hemisferios del cerebro pueden aprender de manera diferente prácticamente no tiene base en la investigación de la neurociencia. [4] La idea ha surgido del conocimiento de que algunas habilidades cognitivas aparecen localizadas de manera diferencial en un hemisferio específico (por ejemplo, las funciones del lenguaje son típicamente respaldadas por regiones del cerebro del hemisferio izquierdo en personas diestras sanas). Sin embargo, una gran cantidad de conexiones de fibra unen los dos hemisferios del cerebro en individuos neurológicamente sanos. Cada habilidad cognitiva que se ha investigado usando neuroimágenes hasta la fecha emplea una red de regiones cerebrales distribuidas en ambos hemisferios cerebrales, incluido el lenguaje y la lectura, por lo que no existe evidencia de ningún tipo de aprendizaje que sea específico de un lado del cerebro.
Periodos críticos
Un período crítico es un período de tiempo durante la vida temprana de un animal durante el cual el desarrollo de alguna propiedad o habilidad es rápido y es más susceptible a alteraciones. Durante un período crítico, una habilidad o característica se adquiere más fácilmente. Durante este tiempo, la plasticidad depende más de las experiencias o influencias ambientales. Dos ejemplos de un período crítico son el desarrollo de la visión binocular y las habilidades lingüísticas en los niños. El neuromito de los períodos críticos es una sobreextensión de ciertos hallazgos de la investigación en neurociencia (ver arriba) principalmente de la investigación en el sistema visual, en lugar de la cognición y el aprendizaje. Aunque la privación sensorial durante ciertos períodos de tiempo puede impedir claramente el desarrollo de las habilidades visuales, estos períodos son más sensibles que críticos, y la oportunidad de aprender no se pierde necesariamente para siempre, como implica el término "crítico". Si bien los niños pueden beneficiarse de ciertos tipos de información ambiental, por ejemplo, que se les enseñe un segundo idioma durante el período sensible para la adquisición del idioma, esto no significa que los adultos no puedan adquirir habilidades en un idioma extranjero más adelante en la vida.
La idea de períodos críticos proviene principalmente del trabajo de Hubel y Wiesel. [94] Los períodos críticos generalmente coinciden con períodos de formación excesiva de sinapsis y terminan aproximadamente al mismo tiempo que se estabilizan los niveles sinápticos. Durante estos períodos de formación sináptica, algunas regiones del cerebro son particularmente sensibles a la presencia o ausencia de ciertos tipos generales de estímulos. Existen diferentes períodos críticos dentro de sistemas específicos, por ejemplo, el sistema visual tiene diferentes períodos críticos para el dominio ocular, la agudeza visual y la función binocular [95] , así como diferentes períodos críticos entre sistemas, por ejemplo, el período crítico para el sistema visual parece terminar alrededor de los 12 años, mientras que el de adquirir sintaxis termina alrededor de los 16 años.
En lugar de hablar de un único período crítico para los sistemas cognitivos generales, los neurocientíficos ahora perciben períodos de tiempo sensibles durante los cuales el cerebro es más capaz de moldearse de manera sutil y gradual. Además, los períodos críticos en sí mismos pueden dividirse en tres fases. El primero, un cambio rápido, seguido de un desarrollo continuo con el potencial de pérdida o deterioro, y finalmente una fase de desarrollo continuo durante la cual el sistema puede recuperarse de las privaciones.
Aunque hay evidencia de períodos sensibles, no sabemos si existen para sistemas de conocimiento transmitidos culturalmente, como dominios educativos como lectura y aritmética. Además, no sabemos qué papel juega la sinaptogénesis en la adquisición de estas habilidades.
Ambientes enriquecidos
El argumento del entorno enriquecido se basa en la evidencia de que las ratas criadas en entornos complejos se desempeñan mejor en tareas de laberinto y tienen entre un 20% y un 25% más de conexiones sinápticas que las que se crían en entornos austeros. [96] Sin embargo, estos ambientes enriquecidos estaban en jaulas de laboratorio y no se acercaron a replicar el ambiente intensamente estimulante que una rata experimentaría en la naturaleza. Además, la formación de estas conexiones adicionales en respuesta a nuevos estímulos ambientales ocurre a lo largo de la vida, no solo durante un período crítico o sensible. Por ejemplo, los pianistas expertos muestran representaciones ampliadas en la corteza auditiva relacionadas específicamente con los tonos del piano, [97] mientras que los violinistas tienen representaciones neuronales ampliadas para sus dedos izquierdos. [98] Incluso los taxistas de Londres que aprenden el mapa de las calles de Londres con gran detalle desarrollan formaciones agrandadas en la parte del cerebro responsable de la representación espacial y la navegación. [99] Estos resultados muestran que el cerebro puede formar nuevas y extensas conexiones como resultado de la información educativa enfocada, incluso cuando esta información se recibe únicamente durante la edad adulta. El trabajo de Greenough sugiere un segundo tipo de plasticidad cerebral. Mientras que la sinaptogénesis y los períodos críticos se relacionan con la plasticidad expectante de experiencia, el crecimiento sináptico en entornos complejos se relaciona con la plasticidad "dependiente de la experiencia". Este tipo de plasticidad tiene que ver con el aprendizaje específico del entorno y no con las características del entorno que son ubicuas y comunes a todos los miembros de la especie, como el vocabulario.
La plasticidad dependiente de la experiencia es importante porque potencialmente vincula el aprendizaje específico y la plasticidad cerebral, pero es relevante a lo largo de la vida, no solo en períodos críticos. La "plasticidad expectante de experiencia", [96] sugiere que las características ambientales necesarias para ajustar los sistemas sensoriales son ubicuas y de naturaleza muy general. Este tipo de estímulos abundan en el entorno de cualquier niño típico. Por lo tanto, la plasticidad expectante de experiencia no depende de experiencias específicas dentro de un entorno específico y, por lo tanto, no puede proporcionar mucha orientación en la elección de juguetes, preescolares o políticas de cuidado infantil temprano. El vínculo entre la experiencia y la plasticidad cerebral es intrigante. Sin duda, el aprendizaje afecta al cerebro, pero esta relación no ofrece una guía sobre cómo deberíamos diseñar la instrucción.
Bruer también advierte sobre los peligros de enriquecer los entornos sobre la base de sistemas de valores socioeconómicos, y advierte de una tendencia a valorar las actividades típicamente de la clase media como más enriquecedoras que las asociadas con un estilo de vida de la clase trabajadora, cuando no existe una justificación neurocientífica para ello. .
Sinaptogénesis
Además, algunos críticos del enfoque de la neurociencia educativa han destacado las limitaciones en la aplicación de la comprensión del desarrollo cerebral fisiológico temprano, en particular la sinaptogénesis a la teoría educativa.
La investigación sobre la sinaptogénesis se ha llevado a cabo principalmente en animales (por ejemplo, monos y gatos). Las medidas de densidad sináptica son medidas agregadas, y se sabe que los diferentes tipos de neuronas dentro de la misma región del cerebro difieren en sus tasas de crecimiento sináptico [70]. En segundo lugar, el supuesto "período crítico" desde el nacimiento hasta los tres años se deriva de la investigación en monos rhesus, que alcanzan la pubertad a la edad de tres años, y asume que el período de sinaptogénesis en humanos refleja exactamente el de los monos. Puede ser más razonable suponer que este período de crecimiento neuronal en realidad dura hasta la pubertad, lo que significaría hasta los primeros años de la adolescencia en los seres humanos.
Los períodos de sinaptogénesis intensa suelen correlacionarse con la aparición de ciertas habilidades y funciones cognitivas, como la fijación visual, la comprensión, el uso de símbolos y la memoria de trabajo. Sin embargo, estas habilidades continúan desarrollándose mucho después del período en el que se cree que termina la sinaptogénesis. Muchas de estas habilidades continúan mejorando incluso después de que la densidad sináptica alcanza los niveles de los adultos y, por lo tanto, lo máximo que podemos decir es que la sinaptogénesis puede ser necesaria para el surgimiento de estas habilidades, pero no puede explicar por completo su continuo refinamiento. [100] Alguna otra forma de cambio cerebral debe contribuir al aprendizaje continuo.
Además, los tipos de cambios cognitivos que generalmente se relacionan con la sinaptogénesis giran en torno a la memoria visual, táctil, de movimiento y de trabajo. Estas no son habilidades que se enseñan, sino habilidades que generalmente se adquieren independientemente de la escolaridad, aunque pueden apoyar el aprendizaje futuro. Sin embargo, no está claro cómo estas habilidades se relacionan con el aprendizaje escolar posterior. Sabemos que se produce la sinaptogénesis y que el patrón de sinaptogénesis es importante para el funcionamiento normal del cerebro. Sin embargo, lo que falta es la capacidad de la neurociencia para decirles a los educadores qué tipo de experiencias en la primera infancia podrían mejorar las capacidades cognitivas o los resultados educativos de los niños.
Cerebro masculino versus femenino
La idea de que una persona puede tener un cerebro "masculino" o un cerebro "femenino" es una mala interpretación de los términos utilizados para describir los estilos cognitivos [101] cuando se intenta conceptualizar la naturaleza de los patrones cognitivos en personas con trastorno del espectro autista. Baron-Cohen sugirió que si bien los hombres eran mejores "sistematizadores" (buenos para comprender los sistemas mecánicos), las mujeres eran mejores "empatizadores" (buenos para comunicarse y comprender a los demás), por lo que sugirió que el autismo podría considerarse como una forma extrema de "cerebro masculino". No se sugirió que los hombres y las mujeres tuvieran cerebros radicalmente diferentes o que las mujeres con autismo tuvieran un cerebro masculino.
Aprendiendo estilos
Un mito común en el campo de la educación es que los individuos tienen diferentes estilos de aprendizaje , como "visual" o "cinestésico". Muchas personas manifestarán preferencias sobre la forma en que quieren aprender, pero no hay evidencia de que hacer coincidir una técnica de enseñanza con un estilo preferido mejore el aprendizaje, a pesar de que esta hipótesis se ha probado varias veces. [102] [103] Incluso puede haber daños asociados con el uso de estilos de aprendizaje, en los que los alumnos se 'encasillan', percibiendo que pueden no ser adecuados para tipos de aprendizaje que no se corresponden con su 'estilo de aprendizaje' [104] (por ejemplo, los llamados aprendices visuales pueden no querer aprender música). A pesar de esta falta de evidencia, un estudio de 2012 demostró que la creencia en el uso de estilos de aprendizaje está muy extendida entre los profesores, [105] y un estudio de 2015 mostró que la mayoría de los trabajos de investigación en la educación superior respaldan erróneamente el uso de estilos de aprendizaje. [104]
Ver también
- Diez por ciento del mito del cerebro
- El mito de los cinco sentidos
- Ventajas cognitivas del bilingüismo
- Estilo cognitivo
Referencias
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enlaces externos
Iniciativas gubernamentales
- OCDE: Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos
Conferencias y organizaciones
- BERA - Grupo de interés especial (SIG) de la Asociación Británica de Investigación Educativa sobre Neurociencia y Educación
- Grupo de interés especial de EARLI (SIG) sobre neurociencia y educación
- Cerebro, neurociencia y educación (un grupo de interés especial de la Asociación Estadounidense de Investigación Educativa )
- Sociedad Internacional de Mente, Cerebro y Educación
- La sociedad Jean Piaget
- Conferencia sobre el aprendizaje y el cerebro
- The London School - Centro de neuroeducación
- Oxford Cognitive Neuroscience - Foro de educación
Publicaciones
- npj ciencia del aprendizaje
- Diario de la mente, el cerebro y la educación
- Neuroeducación (Revista)