Neuroeducación

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NEUROEDUCACIÓN

La neuroeducación constituye una nueva disciplina que tiene como objetivo optimizar los procesos de enseñanza y aprendizaje basándose en los conocimientos que tenemos sobre el funcionamiento del cerebro humano. Este enfoque transdisciplinar en el que confluyen investigaciones realizadas en neurociencia, psicología y pedagogía surgió como consecuencia del desarrollo de las nuevas tecnologías de visualización cerebral, especialmente las no invasivas, como la resonancia magnética funcional, desarrolladas a partir de los años noventa.

Antiguamente sólo teníamos acceso al cerebro humano mediante autopsias o cirugías complicadas, mientras que en la actualidad podemos analizar el cerebro humano en pleno funcionamiento realizando tareas similares a las que se realizan en la escuela (ver figura 1). En este sentido, las investigaciones en neurociencia que nos permiten conocer cómo el cerebro lee, calcula, atiende, memoriza, se desarrolla, se relaciona o se reestructura continuamente, suministran un soporte empírico a muchas  prácticas educativas, aportan una justificación fisiológica a muchos experimentos realizados en psicología del desarrollo y sirven para mejorar el diagnóstico y tratamiento de diversos trastornos del aprendizaje.

El hecho de que en neuroeducación confluyan disciplinas que utilizan métodos, procedimientos o un vocabulario diferentes ha conllevado la aparición de falsas creencias o interpretaciones erróneas de las investigaciones en neurociencia en los entornos educativos. Son los llamados neuromitos que los docentes hemos de conocer con la ayuda de esa nueva figura del neuroeducador que, en lugar de ser un nuevo profesional, podría ser un profesor con los conocimientos necesarios sobre el cerebro que le permitieran trasladar de forma adecuada la información del laboratorio al aula.

Los nuevos conocimientos sobre el funcionamiento del cerebro constituyen un nuevo paradigma educativo en el que el aprendizaje es significativo, la enseñanza no está descontextualizada, se educa a los alumnos para ser personas íntegras que puedan actuar y mejorar la sociedad y en donde el profesor pasa a ser un investigador en el aula flexible preocupado preferentemente por el impacto que tienen sus estrategias pedagógicas en el aprendizaje y formación del alumno.

Analicemos brevemente algunos de los factores clave de esta nueva neuroeducación con sus correspondientes implicaciones educativas:

Plasticidad cerebral

Sabemos que nuestro cerebro no funciona como un ordenador. Trabaja en abierto y en paralelo de forma incesante, procesa la información identificando patrones a partir de sus conocimientos previos, anhela la novedad, toma decisiones influido por las emociones y es social. Pero, además, el cerebro humano es muy plástico y está continuamente reorganizándose como consecuencia de su interacción continua con el entorno. Qué útil resulta enseñarles a los alumnos imágenes de resonancias magnéticas en las que se muestran cómo las regiones disfuncionales del cerebro de un disléxico (con otros trastornos del aprendizaje también) mejoran como consecuencia del entrenamiento adecuado (ver figura 2), porque la principal implicación educativa de la plasticidad cerebral es que podemos esperar la mejora de cualquier alumno. Las creencias previas y los factores emocionales son críticos en el aprendizaje por lo que las expectativas del profesor han de ser siempre positivas. Etiquetar a los alumnos es irresponsable y tremendamente perjudicial.

Hoy sabemos que nuestro cerebro es plástico, existe la neurogénesis y la inteligencia no es fija. El conocimiento de esta información por parte de los alumnos constituye un elemento motivacional imprescindible.

Emociones

Estudios realizados en años recientes han demostrado que los procesos emocionales son indisolubles de los cognitivos. Ante contextos emocionales positivos se activa el hipocampo, región cerebral importante para la memoria, mientras que ante estímulos negativos se activa la amígdala, región cerebral que se activa ante reacciones emocionales, especialmente las de miedo o temor (ver figura 3). Esto sugiere la necesidad imperiosa de generar climas emocionales positivos en el aula que favorezcan el aprendizaje y en los que se asuma el error de forma natural, se proporcionen retos adecuados, se fomente la participación y el aprendizaje activo, haya expectativas positivas del profesor y se elogie por el esfuerzo y no por la inteligencia.

La implementación de programas socioemocionales en el aula bien estructurados y que no se restringen a las clases de tutoría producen mejoras en el alumnado tanto a nivel conductual como académico. El aprendizaje del autocontrol, de la resiliencia o de la metacognición es  imprescindible en el desarrollo personal y académico del alumno y se mejoran fomentando la autonomía, generando entornos seguros o a través de la práctica de rutinas de pensamiento que acostumbran al alumno a reflexionar sobre lo que hace. En estos programas, la introducción de técnicas relacionadas con la relajación y el mindfulness también están avaladas por las investigaciones en neurociencia dado que han demostrado que mejoran la actividad de la corteza prefrontal izquierda (asociada al optimismo y a las emociones positivas) y la conexión entre los circuitos neuronales de la amígdala y la corteza frontal que hace que las personas soportemos mejor la frustración.

Atención

La atención constituye un recurso limitado. Los estudios han demostrado que existen varias redes atencionales que activan diferentes regiones cerebrales: de alerta, orientativa y ejecutiva (ver figura 4). Es esta última la que nos permite concentrarnos en las tareas académicas como resolver un problema o seguir el proceso de explicación del profesor y que se ha demostrado en niños pequeños que puede mejorarse, en tan solo 5 días, utilizando el software adecuado.

La forma directa de captar esta atención es a través de la novedad. La curiosidad activa esos circuitos emocionales del cerebro que nos permiten estar atentos facilitándose así el aprendizaje. En la práctica, eso se puede hacer planteando preguntas abiertas, retos, tareas activas, utilizando metáforas, incongruencias o simplemente contando historias que inviten a la reflexión. Asimismo, si la atención no se puede mantener, resulta necesario dividir la clase en diferentes bloques  de 10 o máximo 15 minutos para optimizarla. El bloque inicial resulta crucial desde la perspectiva atencional por lo que se debería dedicar a analizar las cuestiones más importantes. Posteriormente, podríamos destinar otros, por ejemplo, a debatir y reflexionar sobre lo anterior o a realizar tareas fomentando el trabajo cooperativo. Y en el final es interesante realizar alguna actividad como un resumen, un mapa conceptual o un simple debate entre compañeros que permita analizar y reflexionar sobre lo que se ha trabajado durante la clase.

Memoria

No hay aprendizaje sin memoria. Otra cuestión diferente es que, tradicionalmente, no se haya utilizado de forma adecuada y haya predominado el conocimiento de datos superficiales en detrimento de la reflexión y de los conocimientos profundos. Pero hemos de saber que en el aprendizaje influye tanto esa memoria explícita que podemos verbalizar y que nos permite conocer datos o cuestiones autobiográficas, como esa memoria implícita que es inconsciente y que nos permite aprender a través de la adquisición de hábitos (ver figura 5). Así, por ejemplo, aprendemos a escribir a través de la práctica continua (implícita) pero adquirimos el conocimiento de toda una serie de reglas ortográficas  (explícita). Evidentemente aprender de memoria no ha de ser el objetivo pero en algunos casos es imprescindible. Se ha demostrado, por ejemplo, que los niños que no conocen de memoria las tablas de multiplicar muestran más dificultades al resolver problemas aritméticos.

Como el cerebro humano está continuamente haciendo predicciones e identificando patrones, en el aula  es indispensable detectar los conocimientos previos de los alumnos con evaluaciones iniciales para ir generando así el aprendizaje a través de un proceso constructivista. Sin olvidar, como comentábamos anteriormente, la influencia de los factores emocionales al memorizar.

En neurociencia se clasifica la memoria atendiendo a la duración que requiere el aprendizaje en cuestión. Se habla de memoria de corto plazo como aquella que requiere manipular pequeñas cantidades de información en breves periodos de tiempo (por ejemplo, al marcar un número de teléfono), mientras que la memoria a largo plazo es aquella más estable y duradera que utilizamos para recordar normalmente. Aprendemos cuando se produce un proceso de consolidación de la memoria, es decir,  cuando hay una transición de información de la memoria de corto plazo a la memoria de largo plazo (desde el hipocampo se envía la información a diferentes regiones de la corteza cerebral).

Un tipo de memoria de corto plazo que requiere mayor reflexión es la memoria de trabajo que utilizamos, por ejemplo, al resolver problemas y que está relacionada con la inteligencia general. Podremos liberar espacio de la memoria de trabajo y evitar que se sature cuando tengamos más conocimientos almacenados en la memoria de largo plazo y esto se hace a partir de la práctica continua, por lo que ello sugiere la necesidad de utilizar un currículo en espiral que permita mediante la práctica distribuida ir mejorando el aprendizaje. Pero para que este procedimiento sea efectivo se ha de tener en cuenta lo que ya conoce el alumno y la información ha de ser relevante, es decir, el alumno ha de encontrar el sentido y el significado a lo que está aprendiendo.

Respecto a las implicaciones pedagógicas sobre fomentar el pensamiento profundo en detrimento del superficial, no podemos obviar que aunque los humanos somos curiosos por naturaleza nos cuesta reflexionar  (eso requiere un gasto energético suplementario) y esa es la razón por la que echamos mano de la memoria con rapidez. Sin embargo, se ha comprobado que lo novedoso, los retos adecuados, comparar ejemplos diferentes, suministrar preguntas abiertas, proponer problemas reales o utilizar metáforas ayuda en la mejora del proceso.

Ejercicio físico, sueño y alimentación

El ejercicio físico, especialmente el aeróbico, no solo beneficia nuestra salud o nuestro estado emocional sino que también lo hace a nivel cognitivo. Promueve la neurogénesis en el hipocampo, genera neurotransmisores importantes para la atención y el aprendizaje como la dopamina o la noradrenalina y reduce el estrés. Unos minutos de actividad aeróbica moderada previa a unas pruebas de comprensión lectora,  de ortografía y  de aritmética mejoran los resultados de los alumnos (ver figura 6). Incluso en un estudio longitudinal que analizó el comportamiento de un millón de suecos se comprobó que aquellos que practicaban ejercicio físico continuado obtenían mejores resultados en pruebas cognitivas y no solo eso sino que años después seguían mostrando mejores habilidades mentales acompañadas por mayores logros académicos y profesionales.

Todo ello sugiere la necesidad de un aprendizaje activo en el que se ha de dedicar más tiempo al ejercicio físico y en donde las clases de educación física deberían colocarse al comienzo del horario escolar y no al final como se ha hecho tradicionalmente.

Y para recuperarse bien, no solo a nivel físico sino también mental, el cerebro necesita elsueño. El sueño actúa como un regenerador neuronal necesario de la actividad diurna y es imprescindible para el aprendizaje porque, aunque durante el mismo no se aprenda información novedosa sí que se consolidan las memorias. En el caso del adolescente es especialmente importante porque debido a  cuestiones hormonales existe un retraso en sus ritmos circadianos y una necesidad de dormir mayor que en los adultos. En muchas escuelas norteamericanas se ha comprobado que el retraso del horario escolar  conlleva  mejoras conductuales y cognitivas de los alumnos.

En cuanto a los hábitos alimenticios, todavía nos encontramos muchos adolescentes que llegan a la escuela sin haber desayunado. El cerebro para su correcto funcionamiento necesita una cierta cantidad de proteínas y la ingesta adecuada de hidratos de carbono para disponer de la energía necesaria. Asimismo, el realizar pequeñas ingestas durante el día ayuda a mantener los niveles de azúcar estables en sangre necesarios para disponer de recursos energéticos sin fluctuaciones.

El juego

El juego es un mecanismo natural arraigado genéticamente en el que confluyen emociones, placer y recompensa y que nos permite descubrir desde el nacimiento el mundo que nos rodea. Aprendemos jugando y nos gusta porque se libera dopamina (ver figura 7) que hace que la incertidumbre asociada al juego nos motive y que exista ese feedback tan importante para el aprendizaje. Jugando se adquieren competencias imprescindibles relacionadas con el pensamiento estratégico, la concentración o la toma de decisiones. Asimismo, existen varios estudios que demuestran los efectos positivos sobre la atención al jugar en entornos naturales.

En cuanto al uso de tecnologías en el aula constituye un medio, no el fin, para optimizar el aprendizaje. Relacionado con ello, no podemos obviar la necesidad en edades tempranas de la  imprescindible interacción social.

La utilización de programas informáticos  específicos se ha demostrado eficaz para mejorar la memoria de trabajo, la atención ejecutiva y, muy especialmente, para la mejora de trastornos del aprendizaje como la dislexia (por ejemplo, Fast forWord) o la discalculia (por ejemplo,Number Catcher).

Las artes y la creatividad

La creatividad es útil, no es innata y se puede y se debe enseñar. Las investigaciones en neurociencia han demostrado que la aparición repentina de soluciones ingeniosas a problemas que nos habían provocado ese tan típico bloqueo mental son beneficiadas generando inicialmente  muchas ideas, para luego en una fase de concreción asociarlas e ir evaluándolas (ver figura 8). Y no solo eso, sino que suelen aparecer tras un estado de relajación mental como el que se da tras el sueño reparador.

Para fomentar entornos creativos en el aula, los docentes hemos de estimular la curiosidad de los alumnos, aceptar preguntas abiertas, admitir resoluciones diferentes a las estrictamente académicas y generar entornos seguros donde se acepta y se analiza el error para mejorar el aprendizaje. En ese aspecto, son muy útiles los organizadores gráficos de analogías y diferencias o las rutinas de pensamiento como la KWL en donde se pide al alumno que reflexione sobre lo que sabe, lo que debe saber y lo que ha aprendido sobre un determinado contenido.

El aprendizaje basado en proyectos, por indagación o el basado en la resolución de problemas están muy en consonancia con la neuroeducación porque fomentan la interacción social y constituyen una estupenda forma de tratar la diversidad en el aula, por lo que la evaluación formativa se nos antoja imprescindible. Al fin y al cabo, cada alumno tiene un ritmo de desarrollo cerebral diferente.

Asimismo, las actividades artísticas como la música, el teatro o el baile son muy útiles para fomentar la creatividad. Y no solo eso sino que sus beneficios abarcan lo emocional, lo social y lo cognitivo. Por ejemplo, el teatro constituye una estupenda forma de mejorar el autocontrol de los niños y varios estudios sugieren la correlación entre el entrenamiento musical y la mejora de la comprensión lectora o de la aritmética en la infancia.

El cerebro social

Somos seres sociales y eso es lo que realmente nos hizo humanos. Diversos estudios han demostrado la existencia de comportamientos altruistas en bebés de pocos meses de edad. Además, el descubrimiento de las neuronas espejo constituyó la justificación fisiológica del aprendizaje por imitación tan importante en la transmisión de la cultura: 42 minutos son suficientes para que recién nacidos imiten gestos de sus padres. Otros estudios con adultos han demostrado que al cooperar se activa el sistema de gratificación de la dopamina, se genera más altruismo y se aplaza la recompensa (ver figura 9).

 Disponemos de circuitos cerebrales que intervienen tanto en nuestra autoconciencia como en la comprensión empática de los demás por lo que la enseñanza del trabajo cooperativo en el aula resulta una competencia imprescindible en los tiempos actuales y que está en plena consonancia con el propio proceso evolutivo del ser humano. Cooperar es algo más que colaborar porque conlleva una implicación mayor a nivel emocional entre los integrantes del grupo por lo que los docentes hemos de enseñar a los alumnos toda una serie de competencias interpersonales básicas relacionadas con el respeto, la solidaridad, la comunicación, la toma de decisiones o la resolución de conflictos. Al cooperar los alumnos ponen en práctica estas competencias, interactúan y trabajan responsabilizándose a nivel individual y de grupo para alcanzar los objetivos propuestos. Además, son capaces de evaluar su propio proceso de aprendizaje.

La escuela debería fomentar también la cooperación entre alumnos de distintas edades promoviendo la realización de actividades interdisciplinares que pudieran romper la tradicional y jerarquizada distribución del horario escolar en asignaturas. Sin olvidarnos que la educación abarca a toda la comunidad.

Conclusiones finales

Ya no hay excusas para mejorar la educación. Los nuevos tiempos requieren nuevas estrategias y las investigaciones en neurociencia nos han suministrado en los últimos diez años tanta información relevante sobre cómo funciona el cerebro humano que no nos podemos quedar al margen sin actuar. Pero para ello se requiere la necesaria voluntad que sabemos que no es innata. Existe una necesidad evidente de que el currículo contemple muchas de las cuestiones analizadas si queremos mejorar los procesos de enseñanza y aprendizaje  y formar personas útiles, responsables, íntegras y en definitiva felices. Elprofesor, como instrumento didáctico imprescindible, con la necesaria vocación y el requerido entusiasmo, debe convertirse en un investigador de sus propias prácticas pedagógicas analizando siempre el impacto que tienen sobre el aprendizaje de sus alumnos. En consonancia con esto, los propios centros educativos deberían permitirle dedicar unas horas a realizar este proceso de reflexión personal tan importante. Sin olvidar que el progreso y la implementación de las nuevas estrategias requieren tiempo.

La neuroeducación resulta necesaria porque promueve un aprendizaje para la vida que nos hace más felices. Y ese es el principal objetivo existencial.

Jesús C. Guillén

Referencias:

1. Dehaene S. et al. (1999): “Sources of mathematical thinking: behavioral and brain-imaging evidence”. Science, 284.
2. Erk S. et al. (2003): “Emotional context modulates subsequent memory effect”. Neuroimage, 18.
3. Hillman C. H. et al. (2009): “Aerobic fitness and cognitive development: event-related brain potential and task performance indices of executive control in preadolescent children”. Developmental Phychology, 45.
4. Jung-Beeman et al. (2004): “Neural activity when people solve verbal problems with insight”. Plos Biology, 2.
5. Kandel, Eric (2007). En busca de la memoria. Katz.
6. Posner, Michael I. y Rothbart, Mary K. (2007). Educating the human brain. American Psychological Association.
7. Rilling et al. (2002): “A neural basis for social cooperation”. Neuron, 35.
8. Spitzer, Manfred (2005). Aprendizaje: neurociencia y la escuela de la vida. Omega.
9. Temple, E. et al. (2003): “Neural deficits in children with dyslexia ameliorated by behavioral remediation: Evidence from functional MRI”, PNAS 100.