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Docencia Universitaria Mรณdulo VIII


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INDICE

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................... 3 LA NEUROFISIOLOGÍA DEL APRENDIZAJE ............................................................................................ 4 ANATOMÍA MICROSCÓPICA: NEURONAS Y NEUROGLIA ................................................................ 6 SISTEMA NERVIOSO CENTRAL ......................................................................................................... 9 Encéfalo ....................................................................................................................................... 9 El bulbo raquídeo ........................................................................................................................ 9 La Protuberancia ....................................................................................................................... 10 El Mesencéfalo .......................................................................................................................... 10 El Cerebelo ................................................................................................................................ 10 El Diencéfalo .............................................................................................................................. 11 El Tálamo ................................................................................................................................... 11 El hipotálamo: ............................................................................................................................... 12 Las áreas motoras ......................................................................................................................... 16 Sistema límbico ............................................................................................................................. 18 SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO ................................................................................................... 20 FISIOLOGÍA DEL SISTEMA NERVIOSO ............................................................................................ 20 FISIOLOGÍA DE LAS NEURONAS ..................................................................................................... 21 DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO EN LA INFANCIA .................................................................. 32 LA NEUROCIENCIA Y LOS HEMISFERIOS CEREBRALES ....................................................................... 39 NEUROFISIOLOGÍA DE LA MEMORIA Y DEL APRENDIZAJE ................................................................ 45 Tipos de Vías Nerviosas ................................................................................................................. 46 MEMORIA ...................................................................................................................................... 46 BASES BIOLOGICAS DE LA MEMORIA ........................................................................................ 47 Aprendizaje Rápido y Lento. ..................................................................................................... 51 REFORZADORES DE LA MEMORIA ............................................................................................. 53 IMPLICANCIAS DE LA NEUROCIENCIA EN EL APRENDIZAJE .............................................................. 59 INFLUYENTES DEL APRENDIZAJE ................................................................................................... 65

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INTRODUCCIÓN

Una de las preguntas que desde hace tiempo se hace el ser humano es ¿Cómo se aprende? Ésta es sin duda una pregunta compleja que diferentes enfoques disciplinarios han tratado de responder. A finales de los años 90, encontramos recién corrientes de pensamiento que hacen hincapié en la importancia de los factores socioculturales y emocionales en el proceso de aprendizaje. A partir del año 2000, a medida que se fueron conociendo los resultados de múltiples investigaciones sobre el funcionamiento del cerebro, se reconoció la importancia de la base neural en las ciencias del aprendizaje y la importancia de conocer cómo, el cerebro humano, procesa la información que le llega a través de su input sensorial y así, poder diseñar modelos educativos y estrategias de enseñanza y aprendizaje a la medida de las posibilidades de los estudiantes, acordes a las posibilidades y etapa de la vida de los mismos. Una conclusión importante de todas estas investigaciones, fue que no importa la edad, siempre es posible aprender si se enseña de acuerdo a las posibilidades de cada cerebro. El cerebro desempeña en el proceso educativo ha tenido mayor énfasis de las investigaciones en la última década. Benarós y col (1) examinaron las implicancias de los vínculos entre neurociencia, psicología cognitiva y educación. Así mismo, Campos (2) precisó que la neurociencia ha aportado las bases neuronales del aprendizaje, de la memoria, de las emociones y otras funciones cerebrales que son estimuladas y reforzadas a diario en el aula. Serra (3) revisó el sustrato neural del procesamiento numérico y del cálculo y Gudiño (4), así como Aparicio (5), enfatizaron la casi nula participación de la neurociencia en la formación del docente, a pesar de la importancia de esta. Es por ello que en este módulo repasaremos y aprenderemos la anatomía, funcionalidad del sistema nervioso, cerebro, así como de los factores que intervienen en el proceso enseñanza – aprendizaje. Lic. Gisella Chire Hernández

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LA NEUROFISIOLOGÍA DEL APRENDIZAJE

Actualmente se ha dado una mayor comprensión acerca de la relación entre el funcionamiento del cerebro y la conducta humana así como las condiciones bajo las cuales la enseñanza-aprendizaje puede ser más exitosa y efectiva, es por ello la importancia de comprender el funcionamiento del cerebro, del sistema nervioso, del cual se encarga explícitamente la neurofisiología que a continuación detallaremos para mayor comprensión en los siguientes capítulos: La Neurofisiología es una rama de las neurociencias, y se encarga del estudio funcional de la actividad bioeléctrica del sistema nervioso central, periférico y autónomo, mediante la utilización de equipos y técnicas de análisis avanzado, como la Electroencefalografía, la Cartografía cerebral, la Electromiografía cualitativa y cuantitativa, la Electroneurografía, los Potenciales Evocados en sus diferentes modalidades (Auditivos, Visuales, Somestésicos, Motores y Cognitivos), y otros equipos. La neurofisiología tiene como objetivo comprender el funcionamiento del sistema nervioso, y el buen funcionamiento del sistema nervioso depende de que el flujo de información que este se encarga de transmitir, sea rápida y eficiente entre las neuronas y sus efectores. En cualquier acción o conducta de todo organismo está presente el sistema nervioso. Cualquier cambio en su desarrollo es resultado de modificaciones funcionales de dicho sistema, es por ello el deber de conocerlo detalladamente. Sistema nervioso El sistema nervioso es una red compleja de estructuras especializadas (encéfalo, médula espinal y nervios) que tienen como misión controlar y regular el funcionamiento de los diversos órganos y sistemas, coordinando su interrelación y la relación del organismo con el medio externo. El sistema nervioso está organizado para detectar cambios en el medio interno y externo, evaluar esta información y responder a través de ocasionar cambios en músculos o glándulas. MODULO VIII

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El sistema nervioso se divide en dos grandes subsistemas: 1) sistema nervioso central (SNC); 2) sistema nervioso periférico (SNP), dentro del cual se incluyen todos los tejidos nerviosos situados fuera del sistema nervioso central. El SNC está formado por el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo es la parte del sistema nervioso central contenida en el cráneo y el cuál comprende el cerebro, el cerebelo y el tronco del encéfalo o encefálico. La médula espinal es la parte del sistema nervioso central situado en el interior del canal vertebral y se conecta con el encéfalo a través del agujero occipital del cráneo. El SNC (encéfalo y médula espinal) recibe, integra y correlaciona distintos tipos de información sensorial. Además el SNC es también la fuente de nuestros pensamientos, emociones y recuerdos. Tras integrar la información, a través de funciones motoras que viajan por nervios del SNP ejecuta una respuesta adecuada. El sistema nervioso periférico está formado por nervios que conectan el encéfalo y la médula espinal con otras partes del cuerpo. Los nervios que se originan en el encéfalo se denominan nervios craneales, y los que se originan en la médula espinal, nervios raquídeos o espinales. Los ganglios son pequeños acúmulos de tejido nervioso situados en el SNP, los cuales contienen cuerpos neuronales y están asociados a nervios craneales o a nervios espinales. Los nervios son haces de fibras nerviosas periféricas que forman vías de información centrípeta (desde los receptores sensoriales hasta el SNC) y vías centrífugas (desde el SNC a los órganos efectores).

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ANATOMÍA MICROSCÓPICA: NEURONAS Y NEUROGLIA El tejido nervioso consta de dos tipos de células: las neuronas y la neuroglia o glia. Las neuronas son las células responsables de las funciones atribuidas al sistema nervioso: pensar, razonar, control de la actividad muscular, sentir, etc. Son células excitables que conducen los impulsos que hacen posibles todas las funciones

del

sistema

nervioso.

Representan la unidad básica funcional y estructural del sistema nervioso. El encéfalo humano contiene alrededor de 100.000 millones de neuronas. Aunque pueden tener distintas formas y tamaños, todas las neuronas tienen una estructura básica y constan de 3 partes esenciales: cuerpo neuronal, dendritas y axones. 1. El cuerpo o soma neuronal contiene el núcleo y el citoplasma, con todos sus orgánulos intracelulares, rodeado por la membrana plasmática. 2. Las dendritas son prolongaciones cortas ramificadas, en general múltiples, a través de las cuales la neurona recibe estímulos procedentes de neuronas vecinas con las cuales establece una sinapsis o contacto entre células. 3. El axón es una prolongación, generalmente única y de longitud variable, a través de la cual el impulso nervioso se transmite desde el cuerpo celular a otras células nerviosas o a otros órganos del cuerpo. Cerca del final, el axón, se divide en terminaciones especializadas que contactarán con otras neuronas u órganos efectores.

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El lugar de contacto entre dos neuronas o entre una neurona y un órgano efector es una sinapsis. Para formar la sinápsis, el axón de la célula presináptica se ensancha

formando

los

bulbos

terminales o terminal presináptica los cuales contienen sacos membranosos diminutos, llamados vesículas sinápticas que

almacenan

un

neurotransmisor

químico. La célula postsináptica posee una superficie receptora o terminal postsináptica. Entre las dos terminales existe un espacio que las separa llamado hendidura postsináptica. Las neuronas están sostenidas por un grupo de células no excitables que en conjunto se denominan neuroglia. Las células de la neuroglia son, en general, más pequeñas que las neuronas y las superan en 5 a 10 veces en número. Las principales células de la neuroglia son: astrocitos, oligodendrocitos, células ependimarias, células de Swchann, y células satélites. Los astrocitos son pequeñas células de aspecto estrellado que se encuentran en todo el SNC. Desempeñan muchas funciones importantes dentro del SNC, ya que no son simples células de sostén pasivas. Así, forman un armazón estructural y de soporte para las neuronas y los capilares gracias a sus prolongaciones citoplasmáticas. Asimismo, mantienen la integridad de la barrera hemoencefálica, una barrera física que impide el paso de determinadas sustancias desde los capilares cerebrales al espacio intersticial. Además, tienen una función de apoyo mecánico y metabólico a las neuronas, de síntesis de algunos componentes utilizados por estas y de ayuda a la regulación de la composición iónica del espacio extracelular que rodea a las neuronas. Los oligodendrocitos son células más pequeñas, con menos procesos celulares. Su principal función es la síntesis de mielina y la mielinización de los axones de MODULO VIII

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las neuronas en el SNC. Cada oligodendrocito puede rodear con mielina entre 3 y 50 axones. La mielina se dispone formando varias capas alrededor de los axones, de tal forma que los protege y aísla eléctricamente. La mielinización, además, contribuye de forma muy importante a aumentar la velocidad de conducción de los impulsos nerviosos a través de los axones. A intervalos en toda la longitud del axón hay interrupciones de la vaina de mielina, llamadas nódulos de Ranvier. Los axones rodeados de mielina se denominan axones mielínicos, mientras que los que carecen de ella se llaman amielínicos. La microglia son células pequeñas con función fagocitaria, importantes en la mediación de la respuesta inmune dentro del SNC. Tienen su origen en las células madre hematopoyéticas embrionarias. Las células ependimarias son células ciliadas que tapizan la pared del sistema ventricular y del ependimo. Son células móviles que contribuyen al flujo del líquido cefaloraquódeo (LCR). Las células de Schwann son células de la neuroglia situadas en el sistema nervioso periférico, las cuales sintetizan la mielina que recubre los axones a este nivel. Cada célula rodea a un solo axón. Las células satélite son células de soporte de las neuronas de los ganglios del SNP. En un corte fresco del encéfalo o la médula espinal, algunas regiones son de color blanco y brillante, y otras grisáceas. La sustancia blanca corresponde a la sustancia del encéfalo y la médula espinal formada por fibras nerviosas mielínicas y por tejido neuroglial. Es el color blanco de la mielina lo que le confiere su nombre. La sustancia gris está integrada por neuronas y sus prolongaciones, fibras nerviosas mielínicas y amielínicas y células gliales. Su color grisáceo se debe a la escasez de mielina.

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SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Encéfalo El encéfalo consta de cuatro partes principales: el tronco del encéfalo, el cerebelo, el diencéfalo y el cerebro. A. cerebro 1. corteza 2. cuerpo calloso B. diencéfalo 3. tálamo 4. epífisis 5. hipotálamo C. tronco del encéfalo 6. mesencéfalo 7. protuberancia 8. bulbo raquídeo

Fuente: Thibodeau GA, Patton KT. Anatomía y Fisiología 6a Ed. Madrid. Editorial Elsevier España, S.A 2007. p. 483

9. cerebelo El tronco del encéfalo consta de tres partes: el bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo. Del tronco del encéfalo salen diez de los doce pares craneales, los cuales se ocupan de la inervación de estructuras situadas en la cabeza. Son el equivalente a los nervios raquídeos en la medula espinal. El bulbo raquídeo Es la parte del encéfalo que se une a la medula espinal y constituye la parte inferior del tronco encefálico. En el bulbo se localizan fascículos ascendentes (sensoriales) y descendentes (motores) que comunican la médula espinal con el encéfalo, además de numerosos núcleos o centros (masas de sustancia gris) que regulan diversas funciones vitales, como la función respiratoria, los latidos cardíacos y el diámetro vascular. Otros centros regulan funciones no vitales como el vómito, la tos, el estornudo, el hipo y la deglución. El bulbo también contiene núcleos que reciben información sensorial o generan impulsos motores MODULO VIII

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relacionados con cinco pares craneales: nervio vestíbulococlear (VIII), nervio glosofaríngeo (IX), nervio vago (X), nervio espinal (XI) y nervio hipogloso (XII). La Protuberancia Está situada inmediatamente por encima del bulbo y, al igual que el bulbo, está compuesta por núcleos y fascículos ascendentes (sensoriales) y descendentes (motores). Contiene núcleos que participan, junto al bulbo, en la regulación de la respiración así como núcleos relacionados con cuatro pares craneales: Nervio trigémino (V), nervio motor ocular externo (VI), nervio facial (VII) y nervio vestíbulococlear (VIII). El Mesencéfalo Se extiende desde la protuberancia hasta el diencéfalo, y al igual que el bulbo y la protuberancia contiene núcleos y fascículos. En su parte posterior y medial se sitúa el acueducto de Silvio, un conducto que comunica el III y el IV ventrículo y que contiene líquido cefaloraquídeo. Entre los núcleos que comprende el mesencéfalo se encuentra la sustancia negra y los núcleos rojos izquierdo y derecho, los cuales participan en la regulación subconsciente de la actividad muscular. Los núcleos mesencefálicos relacionados con los pares craneales son: nervio motor ocular común (III) y nervio patético (IV). En el tronco del encéfalo también se sitúa la formación reticular, un conjunto de pequeñas áreas de sustancia gris entremezcladas con cordones de sustancia blanca formando una red. Esta formación se extiende a lo largo de todo el tronco del encéfalo y llega también hasta la médula espinal y el diencéfalo. Este sistema se encarga de mantener la conciencia y el despertar. El Cerebelo Ocupa la porción posteroinferior de la cavidad craneal detrás del bulbo raquídeo y protuberancia. Lo separan del cerebro la tienda del cerebelo o tentorio, una prolongación de la dura madre, la cual proporciona sostén a la parte posterior del cerebro. El cerebelo se une al tronco del encéfalo por medio de tres pares de MODULO VIII

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haces de fibras o pedúnculos cerebelosos. En su visión superior o inferior, el cerebelo tiene forma de mariposa, siendo las “alas” los hemisferios cerebelosos y el “cuerpo” el vermis. Cada hemisferio cerebeloso consta de lóbulos, separados por cisuras. El cerebelo tiene una capa externa de sustancia gris, la corteza cerebelosa, y núcleos de sustancia gris situados en la profundidad de la sustancia blanca. La función principal del cerebelo es la coordinación de los movimientos. El cerebelo evalúa cómo se ejecutan los movimientos que inician las áreas motoras del cerebro. En caso de que no se realicen de forma armónica y suave, el cerebelo lo detecta y envía impulsos de retroalimentación a las áreas motoras, para que corrijan el error y se modifiquen los movimientos. Además, el cerebelo participa en la regulación de la postura y el equilibrio. El Diencéfalo Se sitúa entre el tronco del encéfalo y el cerebro, y consta de dos partes principales: el tálamo y el hipotálamo. El Tálamo Consiste en dos masas simétricas de sustancia gris organizadas en diversos núcleos, con fascículos de sustancia blanca entre los núcleos. Están situados a ambos lados del III ventrículo. El tálamo es la principal estación para los impulsos sensoriales que llegan a la corteza cerebral desde la médula espinal, el tronco del encéfalo, el cerebelo y otras partes del cerebro. Además, el tálamo desempeña una función esencial en la conciencia y la adquisición de conocimientos, lo que se denomina cognición, así como en el control de las emociones y la memoria. Asimismo, el tálamo participa en el control de acciones motoras voluntarias y el despertar.

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EL HIPOTÁLAMO: está situado en un plano inferior al tálamo y consta de más de doce núcleos con funciones distintas. El hipotálamo controla muchas actividades corporales y es uno de los principales reguladores de la homeostasis. Las principales funciones del hipotálamo son: 1. Regulación del sistema nervioso autónomo: el hipotálamo controla e integra las actividades de este sistema nervioso, que su vez regula la contracción del músculo liso, el cardíaco, así como las secreciones de muchas glándulas. 2. Regulación de la hipófisis: el hipotálamo regula la secreción de las hormonas de la hipófisis anterior a través de las hormonas reguladoras hipotalámicas. Además, axones de los núcleos supraóptico y paraventricular hipotalámicos, llegan a la hipófisis posterior. Estos núcleos sintetizan la oxitocina y la hormona antidiurética, las cuales a través de los axones se transportan al lóbulo posterior de la hipófisis, donde se almacenan y liberan. 3. Regulación de las emociones y el comportamiento: junto con el sistema límbico, el hipotálamo regula comportamientos relacionados con la ira, agresividad, dolor, placer y excitación sexual. 4. Regulación de la ingestión de bebidas y alimentos: forman parte del hipotálamo el centro de la alimentación, el cual controla la sensación de hambre y saciedad, y el centro de la sed, el cual se estimula ante cambios en la presión osmótica del espacio extracelular. 5. Regulación de la temperatura corporal: ante cambios en la temperatura corporal, el hipotálamo estimula mecanismos que favorecen la pérdida o retención de calor a través de estímulos que viajan por el sistema nervioso autónomo. 6. Regulación de los ritmos circadianos y del estado de conciencia: el hipotálamo regula los hábitos de sueño y vigilia estableciendo un ritmo circadiano (diario). MODULO VIII

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El cerebro forma la mayor parte del encéfalo y se apoya en el diencéfalo y el tronco del encéfalo. Consta de la corteza cerebral (capa superficial de sustancia gris), la sustancia blanca (subyacente a la corteza cerebral) y los núcleos estriados (situados en la profundidad de la sustancia blanca). El cerebro es la “cuna de la inteligencia”, que permite a los seres humanos leer, escribir, hablar, realizar cálculos, componer música, recordar el pasado, planear el futuro e imaginar lo que no ha existido. La superficie de la corteza cerebral está llena de pliegues que reciben el nombre de circunvoluciones. Las depresiones más profundas entre esos pliegues se denominan cisuras, y las menos profundas, surcos. La cisura más prominente, hendidura interhemisférica, divide el cerebro en dos hemisferios cerebrales, derecho e izquierdo. Cada hemisferio cerebral se subdivide en cuatro lóbulos, que se denominan según los huesos que los envuelven: frontal, parietal, temporal y occipital. El lóbulo frontal está separado del lóbulo parietal por una cisura de dirección cráneo-caudal denominada cisura central o cisura de Rolando. En la circunvolución situada inmediatamente por delante de la cisura de Rolando o circunvolución prerrolándica, se encuentran las neuronas que configuran el área motora primaria. Asimismo, la circunvolución situada inmediatamente por detrás de la cisura de Rolando o circunvolución postrolándica o parietal ascendente, contienen las neuronas que configuran el área somatosensorial. En la cara externa de la corteza cerebral, una cisura que sigue una dirección antero-posterior, la cisura de Silvio, divide el lóbulo frontal del lóbulo temporal. En la cara interna del lóbulo occipital encontramos la cisura calcarina. La sustancia blanca subyacente a la corteza cerebral consiste en axones mielínicos organizados en fascículos, los cuales transmiten impulsos entre circunvoluciones de un mismo hemisferio, entre los dos hemisferios (cuerpo calloso) y entre el cerebro y otras partes del encéfalo a la médula espinal o viceversa. Tradicionalmente, la sustancia blanca se ha asociado con la velocidad de procesamiento y de conectividad entendida como la capacidad de conectar MODULO VIII

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diferentes regiones del cerebro de forma eficaz (Roberts, Anderson,

Husain,

2010). Sin embargo, en los últimos años, ha ido surgiendo un corpus de conocimiento sólido que intenta relacionar dicha sustancia blanca con diferentes procesos cognitivos, estableciendo que ciertas alteraciones neuropsicológicas son el resultado del efecto profundo que los trastornos de la sustancia blanca pueden tener sobre la cognición y la emoción, como en el caso del retraso mental o del síndrome de Savant. Ahora bien existe una diferencia entre la materia blanca y la gris, pues la materia gris es donde se lleva a cabo el cálculo mental y se almacenan los recuerdos y está formada básicamente de cuerpos celulares, pero debajo de esta se encuentra la piedra angular del procesamiento cerebral que llena casi la mitad del cerebro humano y que está compuesta por millones de axones que funcionan a modo de cables o puentes de comunicación y está cubierta por la vaina de mielina, controlando el flujo de información entre las neuronas y puede conectar regiones extensas y lejanas en el sistema nervioso (Fields, 2008). Pero independientemente de los efectos, los trastornos de la sustancia blanca comparten directamente la noción de las redes neurales distribuidas. Estas redes, consisten

en

conjuntos

dispersos

de

neuronas

dedicadas

a

funciones

neuroconductuales concretas y se les ha relacionado con las funciones superiores en general, por ejemplo el lenguaje, que es una función compleja que resulta de la actividad coordinada de amplias redes neuronales distribuidas por la corteza y las áreas subcorticales (Tirapu-Ustárroz, Luna-Lario, Hernáez-Goñi, García-Suescun, 2011). Los núcleos estriados son un conjunto de varios pares de núcleos, situados cada miembro del par en un hemisferio diferente, formados por el caudado, el putamen y el pálido. Desde un punto de vista funcional participan en el control de la función motora. Los núcleos estriados y el tálamo configuran los ganglios basales. Reciben y envían impulsos a la corteza cerebral, hipotálamo y a algunos núcleos del tronco cerebral. MODULO VIII

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Áreas funcionales de la corteza cerebral Las funciones del cerebro son numerosas y complejas. En general, el córtex se divide en tres grandes tipos de áreas funcionales: 

Áreas sensoriales (reciben e interpretan impulsos relacionados con las sensaciones);

Áreas motoras (inician movimientos); y

Áreas de asociación (funciones de integración más complejas, como memoria, emociones, etc.).

Las áreas sensoriales están situadas principalmente en la parte posterior de la corteza cerebral, detrás de la cisura central. En la corteza, las áreas sensoriales primarias tienen la conexión más directa con receptores sensoriales periféricos. 1. Área somatosensorial primaria: se localiza en la circunvolución parietal ascendente, inmediatamente detrás de la cisura central o de Rolando. Recibe sensaciones

de

receptores

sensoriales

somáticos

relativos

al

tacto,

propioceptivos (posición articular y muscular), dolor y temperatura. Cada punto en el área capta sensaciones de una parte específica del cuerpo, el cual está representado espacialmente por completo en ella. Hay algunas partes corporales,

por

ejemplo,

labios,

cara,

lengua

y pulgar,

que

están

representadas por áreas más grandes de la corteza somatosensorial, mientras que el tronco tiene una representación mucho menor. El tamaño relativo de estas áreas es proporcional al número de receptores sensoriales en la parte corporal respectiva. La función principal del área somatosensorial es localizar con exactitud los puntos del cuerpo donde se originan las sensaciones. 2. Área visual: se localiza en la cara medial del lóbulo occipital y recibe impulsos que transmiten información visual (forma, color y movimiento de los estímulos visuales) 3. Área auditiva: se localiza en el lóbulo temporal e interpreta las características básicas de los sonidos, como su tonalidad y ritmo. MODULO VIII

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4. Área gustativa: se localiza en la base de la circunvolución parietal ascendente, por encima de la cisura de Silvio y percibe estímulos gustativos. 5. Área olfatoria: se localiza en la cara medial del lóbulo temporal y recibe impulsos relacionados con la olfacción.

LAS ÁREAS MOTORAS Están situadas en la corteza cerebral de las regiones anteriores de los hemisferios cerebrales. Entre las áreas motoras más importantes destacamos: 1. Área motora primaria: se localiza en la circunvolución prerrolándica, inmediatamente delante de la cisura central o de Rolando. Cada región del área controla la contracción voluntaria de músculos o grupos musculares específicos. Al igual que en la representación sensorial somática en el área somatosensorial, los músculos están representados de manera desigual en el área motora primaria. La magnitud de su representación es proporcional al número de unidades motoras de un músculo dado. Por ejemplo, los músculos del pulgar, resto de dedos de la mano, labios, lengua y cuerdas vocales tienen una representación mayor a la región del tronco. 2. Área de Broca: se localiza en uno de los lóbulos frontales (el izquierdo en la mayoría de las personas), en un plano superior a la cisura de Silvio. Controla

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el movimiento de los músculos necesarios para hablar y articular correctamente los sonidos. Las áreas de asociación comprenden algunas áreas motoras y sensoriales, además de grandes áreas en la cara lateral de los lóbulos occipital, parietal y temporal, así como en el lóbulo frontal por delante de las áreas motoras. Las áreas de asociación están conectadas entre si mediante fascículos de asociación. Entre las áreas de asociación destacamos: 1. Área de asociación somatosensorial: se localiza justo posterior al área somatosensorial primaria, recibe impulsos del tálamo y su función es integrar e interpretar las sensaciones (p.e. determinar la forma y textura de un objeto sin verlo). 2. Área de asociación visual: se localiza en el lóbulo occipital y su función es relacionar las experiencias visuales previas y actuales, además de ser esencial para reconocer y evaluar lo que se observa. 3. Área de asociación auditiva: se localiza en un plano posterior al área auditiva y permite discernir si los sonidos corresponden al habla, la música o ruido. 4. Área de Wernicke: se localiza en la región frontera entre los lóbulos temporal y parietal y permite interpretar el significado del habla y el contenido emocional del lenguaje hablado (p.e enfado, alegría) 5. Área promotora: se localiza inmediatamente por delante del área motora primaria y permite la ejecución de actividades motoras de carácter complejo y secuencial (p.e. poner una carta dentro de un sobre). 6. Área frontal del campo visual: regula los movimientos visuales voluntarios de seguimiento (p.e. leer una frase).

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SISTEMA LÍMBICO El sistema límbico se compone de un anillo de estructuras que rodea la parte superior del tronco encefálico y el cuerpo calloso en el borde interno del cerebro y el suelo del diencéfalo. Su función primordial es el control de emociones como el dolor, placer, docilidad, afecto e ira. Por ello recibe el nombre de “encéfalo emocional. Dominancia cerebral Aunque los hemisferios derecho e izquierdo son razonablemente simétricos, existen diferencias funcionales entre ellos debido a que a pesar que comparten muchas funciones, también se especializan en otras. Así, el existe una dominancia del hemisferio izquierdo en el lenguaje hablado y escrito, habilidades numéricas y científicas y el razonamiento. A la inversa, el hemisferio derecho es más importante en habilidades musicales, la percepción espacial o el reconocimiento del propio cuerpo, posteriormente hablaremos más ampliamente acerca de este tema. MÉDULA ESPINAL La médula espinal se localiza en el conducto raquídeo de la columna vertebral, el cual está formado por la superposición de los agujeros vertebrales, que conforman una sólida coraza que protege y envuelva a la médula espinal. La médula espinal tiene forma cilíndrica, aplanada por su cara anterior y se extiende desde el bulbo raquídeo hasta el borde superior de la segunda vértebra lumbar. Por su parte inferior acaba en forma de cono (cono medular), debajo del cual encontramos la cola de caballo (conjunto de raíces motoras y sensitivas lumbares y sacras). La médula consiste en 31 segmentos espinales o metámeras y de cada segmento emerge un par de nervios espinales. Los nervios espinales o raquídeos constituyen la vía de comunicación entre la medula espinal y la inervación de regiones específicas del organismo. Cada nervio espinal se conecta con un MODULO VIII

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segmento de la medula mediante dos haces de axones llamados raíces. La raíz posterior o dorsal sólo contiene fibras sensoriales y conducen impulsos nerviosos de la periferia hacia el SNC. Cada una de estas raíces también tiene un engrosamiento, llamado ganglio de la raíz posterior o dorsal, donde están los cuerpos de las neuronas sensitivas. La raíz anterior o ventral contiene axones de neuronas motoras, que conducen impulsos del SNC a los órganos o células efectoras. MENINGES El SNC (encéfalo y médula espinal) está rodeado por tres capas de tejido conjuntivo denominadas meninges. Hay tres capas meníngeas: 1. Duramadre: es la capa más externa y la más fuerte. Está formada por tejido conjuntivo denso irregular. Está adherida al hueso. Presenta unas proyecciones en forma de tabiques, que separan zonas del encéfalo: 2. Hoz del cerebro: es un tabique vertical y mediano situado entre los dos hemisferios cerebrales en la cisura interhemisférica. 3. Tentorio o tienda del cerebelo: está situada de manera perpendicular a la hoz, separando el cerebro de las estructuras de la fosa posterior (tronco cerebral y cerebelo). 4. Aracnoides: está por debajo de la duramadre. Está formada por tejido conjuntivo avascular rico en fibras de colágeno y elásticas que forman como una malla. Entre esta meninge y la duramadre está el espacio subdural. 5. Piamadre: es una capa muy fina y transparente de tejido conectivo que está íntimamente adherida al sistema nervioso central al cual recubre. Entre la aracnoides y la piamadre se halla el espacio subaracnoideo, que contiene líquido cefaloraquídeo.

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El LRC proporciona protección mecánica al SNC dado que evita que el encéfalo y la médula espinal puedan golpearse con las paredes del cráneo y la columna vertebral. Es como si el encéfalo flotase en la cavidad craneal. SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO Los nervios espinales o raquídeos y sus ramas comunican el SNC con los receptores sensoriales, los músculos y las glándulas; estas fibras constituyen el sistema nervioso periférico. Los 31 pares de nervios espinales salen de la columna a través de los agujeros de conjunción, excepto el primero que emerge entre el atlas y el hueso occipital. Los nervios espinales se designan y enumeran según la región y nivel donde emergen de la columna vertebral. Hay ocho pares de nervios cervicales (que se identifican de C1 a C8), 12 pares torácicos (T1 a T12) cinco pares lumbares (L1 a L5), cinco pares sacros y un par de nervios coccígeos. FISIOLOGÍA DEL SISTEMA NERVIOSO

El sistema nervioso proporciona, junto al sistema endocrino, la mayor parte de funciones de regulación del cuerpo. En general, el sistema nervioso regula las actividades rápidas del cuerpo, como la contracción muscular, cambios súbitos en la actividad visceral e índices de secreción de algunas glándulas endocrinas. Asimismo, lleva a cabo tareas complejas como el habla, la memoria, el recordar, etc. Estas actividades diversas pueden agruparse en tres funciones básicas: 1. Funciones sensoriales: Gran parte de las actividades del sistema nervioso se inician por la experiencia sensorial que llega de los receptores sensoriales, como receptores visuales, auditivos, táctiles u otros. Esta experiencia sensorial ocasiona una reacción inmediata o bien la memoria la almacena en el cerebro durante minutos, horas o años; estas experiencias determinan las reacciones corporales que se ejecutan tiempo después. Las neuronas que transmiten la MODULO VIII

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información sensorial al encéfalo o a la médula espinal se denominan neuronas sensoriales o aferentes. 2. Funciones integradoras: Las funciones integradoras consisten en la capacidad del SNC de procesar la información sensorial, analizándola y almacenando parte de ella, lo cual va seguido de la toma de decisiones para que tenga lugar una respuesta apropiada. Muchas de las neuronas que participan en las funciones integradoras son interneuronas, cuyos axones contactan neuronas cercanas entre sí en el encéfalo, médula espinal o ganglios. Las interneuronas representan la inmensa mayoría de las neuronas de nuestro organismo. 3. Funciones motoras: Las funciones motoras consisten en responder a las decisiones de la función integradora para regular diversas actividades corporales. Esto se realiza por regulación de: a) Contracción de los músculos esqueléticos de todo el cuerpo. b) Contracción de músculo liso en órganos internos. c) Secreción de glándulas exocrinas y endocrinas en algunas partes del cuerpo. Estas actividades se denominan colectivamente funciones motoras del sistema nervioso, y los músculos y glándulas se llaman efectores. Las neuronas encargadas de esta función son neuronas motoras o eferentes, que transmiten información del encéfalo y médula espinal a las diversas estructuras corporales. FISIOLOGÍA DE LAS NEURONAS La neurofisiología elemental trata de estudiar el comportamiento de neuronas o grupos de neuronas aisladas. El número de neuronas de un cerebro humano se ha estimado en más de 100 mil millones de neuronas. Las neuronas consisten en un cuerpo celular, una estructura dendrítica arbórea y un axón. Las neuronas son células vivas con un metabolismo similar al encontrado en el resto de células. Así el cuerpo celular o soma contiene un núcleo, vesículas, MODULO VIII

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mitocondrias y otros orgánulos. A diferencias de otras células, además posee dendritas y axón. Las dendritas forman una estructura arbórea inmensa que puede extenderse por amplias áreas de un cerebro, los axiones pueden llegar a tener más de un metro de longitud. El sistema nervioso central cuenta con tres tipos de neuronas, de acuerdo a su función: neuronas sensitivas, neuronas motoras y neuronas de asociación (asociación de respuestas motoras adecuadas a estímulos sensitivos específicos). Además, el sistema nervioso central de todos los vertebrados y casi todos los invertebrados, pueden desarrollar, al menos, formas rudimentarias de aprendizaje y memoria (Fox, 2008). 1. Neurona sensitiva (aferente). Transmite estímulos hacia el SNC. 2. Neurona motora (eferente). Transmite estímulos del SNC hasta órgano efector. 3. Neurona de asociación (interneurona). Exclusiva del SNC. El sistema nervioso periférico cuenta con neuronas motoras, que se clasifican en motoras somáticas y motoras autónomas las cuales conforman el sistema nervioso somático y el sistema nervioso autónomo respectivamente. Las neuronas generan potenciales eléctricos. Los potenciales eléctricos o potenciales de acción, también llamados pulsos eléctricos o chispas de voltaje, son fenómenos electrofisiológicos provocados porque las membranas celulares de las neuronas tienen propiedades activas que las hacen excitables o sensibles a potenciales eléctricos procedentes de otras neuronas. Estos potenciales eléctricos se originan usualmente en el extremo del axón y se propagan a lo largo de su longitud. Los potenciales eléctricos son los mecanismos básicos para la comunicación entre neuronas. Los potenciales de acción pueden considerarse como señales eléctricas que una neurona envía a otras. Cada neurona recibe muchas señales procedentes de otras neuronas (potencial convergente) y a su vez envía señalas a muchas otras (potencial emergente). MODULO VIII

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Las neuronas están funcionalmente polarizadas. Esto es, las neuronas reciben señales eléctricas a través de sus dendritas, procesan y superponen dichas señales en el soma y envían una respuesta a otras neuronas a través de su axón. La unión entre el axón de una neurona y las dendritas de otra neurona se llama sinapsis. Cada una de los cien mil millones de neuronas tiene un promedio de 7,000 conexiones sinápticas con otras neuronas. Se ha estimado que el cerebro de un niño de tres años de edad, cuenta con cerca un cuatrillón de sinapsis. Este número disminuye con la edad, estabilizándose en la edad adulta. Las estimaciones varían para un adulto, que van de 100 a 500 trillones de sinapsis. Las sinapsis pueden ser eléctricas o químicas. Una sinapsis química está formada por un emisor presináptico y un receptor postsináptico que están separadas por un espacio sináptico. Cuando un impulso llega al final de un axón, se dispara una cadena de reacciones químicas fisiológicas en la presinapsis, que conllevan la liberación de sustancias químicas en el espacio sináptico. Las substancias liberadas se denominan neurotransmisores. Estos se difunden pasivamente a lo largo del espacio sináptico produciendo cambios en el potencial de la membrana postsináptica. El Principio de Dale, establece que una neurona es o bien excitatoria o bien inhibitoria. Es excitatoria si el potencial de la membrana postsináptica se incrementa, hecho conocido como "despolarización". Cuando una neurona se despolariza se facilita la generación de un potencial de acción en la neurona postsináptica. Si por el contrario el potencial decrece la neurona es inhibitoria. La hiperpolarización que puede llegar a sufrir una neurona inhibitoria impide la generación de potencial de acción. La producción de potenciales de acción depende de dos características básicas de la membrana plasmática: el potencial de membrana en reposo y canales iónicos específicos. Cómo en muchas otras células del cuerpo, la membrana plasmática de las neuronas posee un potencial de membrana, es decir, una diferencia de potencial MODULO VIII

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entre el interior y el exterior de la membrana. El potencial de membrana es como la carga almacenada en un acumulador. Cuando la neurona está en reposo este potencial se denomina potencial de membrana en reposo. El potencial de acción o impulso nervioso es una secuencia rápida de fenómenos que invierten el potencial de membrana, para luego restaurarlo a su estado de reposo. Se produce tras la llegada a la célula de un estímulo y, gracias a la excitabilidad de las neuronas, éste se transforma en potencial de acción. Durante un potencial de acción, se abren y después se cierran dos tipos de canales iónicos: 1. Primero se abren canales que permiten la entrada de Na+ a la célula, lo cual provoca su despolarización. 2. Después se abren canales de K+, con lo que ocurre la salida de estos iones y se genera la repolarización. Los potenciales de acción siguen el principio o ley del todo o nada: si la despolarización alcanza el valor umbral (-55mV), se abren los canales de Na+ y se produce un potencial de acción que siempre tiene la misma amplitud. El potencial de acción se genera en muchas ocasiones al inicio del axón y se propaga a través del axón hasta las terminales sinápticas. De esta forma las neuronas pueden comunicarse entre sí o con los órganos efectores. La conducción a través de las fibras mielínicas se produce a través de los nódulos de Ranvier.

Cuando un impulso nervioso se propaga en un axón mielínico, la

despolarización de la membrana plasmática en un nódulo de Ranvier ocasiona un flujo de iones (Na+ y K+) en el citosol y líquido extracelular que abren los canales de Na+ del siguiente nódulo, desencadenando un nuevo potencial de acción, y así sucesivamente. Puesto que la corriente fluye por la membrana sólo en los nódulos, el impulso parece saltar de nódulo a nódulo. Este tipo de transmisión de impulsos se denomina conducción saltatoria y condiciona un aumento en la velocidad de propagación de los impulsos nerviosos. En los axones amielínicos la MODULO VIII

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conducción es continua. La conducción nerviosa en los axones mielínicos puede ser 100 veces más rápida que en los axones amielínicos. Los impulsos nerviosos no pueden propagarse a través de la hendidura sináptica.

Por

ello,

en

las sinápsis

se

precisa

de

una

sustancia

química,

los

neurotransmisores, que facilitan la transmisión de los impulsos nerviosos entre las distintas células. En las terminales sinápticas, la neurona presináptica libera un neurotransmisor que difunde en la hendidura sináptica y actúa en receptores de la membrana

plasmática,

de

la

neurona

postsináptica.

La

unión

de

los

neurotransmisores con sus receptores ocasiona la apertura de canales iónicos y permite el flujo de iones específicos a través de la membrana. De acuerdo con el tipo de iones que admiten los canales, el flujo iónico produce despolarización (y, por tanto, se transmite el impulso nervioso) o hiperpolarización (y, por tanto, se frena la transmisión del impulso nervioso). MODULO VIII

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Neurotransmisores El grupo de sustancias químicas cuya descarga, a partir de vesículas existentes en la neurona pre-sináptica, hacia la brecha sináptica, produce un cambio en el potencial

de

acción

de

la

neurona

post-sináptica

se

conocen

como

neurotransmisores. Cualquiera de los compuestos químicos que se liberan en la superficie presináptica y se ligan a los correspondientes receptores de la superficie postsináptica. Son numerosos los ya descubiertos y de naturaleza química muy distinta de unos a otros. Los primeros conocidos fueron la adrenalina y la acetilcolina. El neurotransmisor es el que permite el paso del impulso nervioso a través de la sinapsis. Algunos neurotransmisores se sintetizan directamente en las terminaciones nerviosas por acción de los enzimas que se han sintetizado en el soma y se han transportado a las terminaciones nerviosas. En función de la naturaleza del neurotransmisor se puede producir en el soma o en las terminaciones nerviosas. Clasificación de los aminoácidos neurotransmisores. Los aminoácidos neurotransmisores han sido clasificados en inhibitorios y excitatorios. Entre los inhibitorios tenemos: el gama amino butírico o GABA, la taurina, la glicina y la alanina. Actúan sobre receptores asociados a canales iónicos, abren canales de cloro, producen una hiperpolarización de la membrana post sináptica y disminuyen la actividad neuronal. Entre los excitatorios tenemos: el homocisteico, el aspártico y el glutámico. También actúan sobre receptores asociados a canales iónicos, abren los canales MODULO VIII

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de sodio, producen una despolarización de la membrana post sináptica y aumentan la actividad neuronal. Orígen de los aminoácidos. Las fuentes principales de glutamato y aspartato son el ciclo de Krebs y sus intermediarios alfa oxoglutarato y oxalacetato. A través de la acción de enzimas transaminasas el alfa oxoglutarato se convierte en glutamato y el oxalacetato en aspartato. Estas reacciones ocurren en todas las células. Características de los aminoácidos. Tanto el aspártico como el glutámico son aminoácidos no esenciales, no atraviesan la barrera hematoencefálica, son sintetizados a partir de la glucosa y de precursores como la glutamina.El mensajero al actuar sobre un receptor post sináptico específico desencadena cambios de la permeabilidad de la membrana y cambios de la actividad enzimática, participando los neuromediadores como el AMPc y el GMPc. Los eventos químicos asociados con la neurotransmisión son:

Síntesis del

neurotransmisor, donde a veces participan las neuroglias. Almacenamiento de moléculas de neurotransmisor en vesículas sinápticas. Liberación de transmisores por exocitosis, lo cual es Ca+2-dependiente. A la neurona presináptica llega un impulso nervioso y abre los canales de Ca+2. El Ca+2 entra y el neurotransmisor es vertido en el espacio sináptico. El neurotransmisor se une al neuroreceptor.

Activación del receptor de la

membrana plasmática de la neurona postsináptica. Iniciación de las acciones del segundo mensajero. El receptor de la neurona postsináptica envía unas respuestas intracelulares que pueden desencadenar diferentes respuestas.

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Inactivación del transmisor, ya sea por degradación química o por readsorción en las membranas. El neurotransmisor tiene que desaparecer por: la presencia de un enzima específico que inactive el neurotransmisor o a través de la recaptación (proceso mediante el que la célula presináptica vuelve a coger el neurotransmisor y lo guarda en su interior (implica un ahorro). Algunas

moléculas

son

la

acetilcolina,

la

norepinefrina y la dopamina. El gas óxido nítrico es también un neurotransmisor, con un especial mecanismo que no cumple en todos los términos con la definición dada. Las drogas de acción cerebral actúan en alguna o algunas de estas etapas. En una misma neurona pueden existir diferentes tipos de neurotransmisores: 

Aminoácidos y aminas.

Aminoácidos y péptidos.

Aminas y péptidos.

Péptidos.

Purinas y aminas.

Aminas.

Normalmente hay coexistencia entre neurotransmisores. Es extraño que haya neuronas que sólo eliminen 1 único neurotransmisor. Lo más normal y frecuente es la coliberación de neurotransmisores. Los neuromoduladores son sustancias peptídicas que se originan fuera de la sinapsis y que modifican la excitabilidad neuronal, siendo algunos de ellos los neuropeptidos, la sustancia P, y las prostaglandinas. Los neuromoduladores son sustancias secretadas de manera natural que actúa de manera similar a un neurotransmisor, con la diferencia de que no queda restringido al espacio sináptico sino que se difunde por el fluido extracelular. Un neuromodulador es un producto MODULO VIII

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liberado en una sinapsis que influye directamente en las consecuencias postsinápticas de la neurotransmisión, por ejemplo, el ATP, la adenosina, el GTP, la feniletilamina, etc. Los neuromediadores son transmisores químicos que aumentan las respuestas post sinápticas y se los ha denominado segundos mensajeros. Un neuromediador proteíco de membrana que específicamente es un ligando, media la acción de una sustancia sobre un determinado receptor. Por ejemplo, el ligando endógeno para las benzodiacepinas o los barbitúricos en el receptor GABA. Y la familia de proteínas G. No es exactamente lo mismo que un neuromodulador ya que el segundo mensajero es habitualmente el AMPc. Se define la neurosecreción como la específica capacidad de segregar un producto de síntesis neuronal al medio extracelular, con la propiedad de llevar a cabo un efecto fisiológico en un efector u órgano diana. Los neurotransmisores y neuromoduladores actúan como transmisores o propagadores de mensajes específicos o primeros mensajeros, que al activar al sistema trasductor de la adenilato ciclasa membranal, activan al sistema amplificador que transforma al ATP o GTP en AMPc o GMPc o segundo mensajero, que al activar diversos componentes enzimáticos, dan orígen a la respuesta celular. Los neurotransmisores se pueden clasificar en colinérgicos, adrenérgicos depresores y estimulantes, derivados de la fenil alanina o derivados del triptofano. Los adrenérgicos depresores son la noradrenalina, la dopamina y la serotonina. Los adrenérgicos estimulantes son la fenil etil amina. Los derivados de la fenilalanina son la fenil etil amina, la noradrenalina, la dopamina y la tiramina. Los receptores adrenérgicos conocidos son el alfa 1 para NA y AD, el alfa 2 para AD y NA, el beta 1 para AD, NA y DA, y el beta 2 para AD.E l sistema noradrenérgico está centrado en el locus coeruleus (LC) y subcerúleo (SC) siendo éstos sus principales núcleos de almacenaje. Del LC parten dos haces de proyección MODULO VIII

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ascendente, el haz noradrenérgico ventral (HNAV) y el haz noradrenérgico dorsal (HNAD). La noradrenalina facilita la atención y la capacidad de aprendizaje.

El sistema dopaminérgico posee sus reservorios principales a nivel del locus niger (LN). Los receptores dopaminérgicos se agrupan en dos subtipos, los D1 con alta afinidad agonista, que poseen una proteína (NS) de acople entre el receptor y la adenilato ciclasa, incrementando la síntesis de AMPc, y los D2 de baja afinidad agonista, inhiben la adenil ciclasa y disminuyen la síntesis de AMPc, presentando una proteína reguladora (NI). El sistema dopaminérgico controla la motilidad voluntaria y las funciones cognitivas. Su aumento produce hiperactividad psicomotora e hiperactividad psíquica propia de la manía. Favorece la secreción de prolactina y paratohormona, facilita el esfuerzo y la motivación para el aprendizaje.Mientras el déficit de dopamina es responsable del Parkinson su exceso produce esquizofrenia. En deprimidos disminuye en forma secundaria a la disminución de NA. Los derivados del triptofano son la serotonina (5-HT), la triptamina, la bufotenina, la dimetil triptamina y la N acetil serotonina. La secreción de monoaminas (NA y DA) e indolaminas (5-HT) depende del sistema hipotálamo hipofisario. La serotonina o 5 hidroxi triptamina posee sus reservorios y fuentes principales a nivel del núcleo dorsal del rafe (NRD) y del núcleo del rafe mediano (NRM). MODULO VIII

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Posee dos agrupaciones de fibras ascendentes y una descendente. El haz procencefálico medioventral, el haz procencefálico mediodorsal, y el haz rafespinal. La biosíntesis de serotonina disminuye con la adrenalectomía y aumenta con la administración de glucocorticoides. La serotonina favorece la consolidación y recuperación de la memoria. Al parecer la serotonina aumenta con la ansiedad, las fobias y el pánico. La bufotenina o N-dimetil serotonina es una amina secundaria con actividad psicotrópica. Inyectada por vía intravenosa produce despersonalización, alucinaciones visuales y alteraciones similares a la esquizofrenia. Los colinérgicos son la acetil colina y el GABA. El sistema colinérgico (ACo), se distribuye el 5% en el pirenóforo, el 25% en los axones y el 70% en los terminales pre sinápticos. La acetilcolina (ACo) almacenada en las vesículas es estable o ligada mientras que la recién sintetizada es lábil o disponible. Al despolarizarse la membrana, entra Ca++ y Na+, pasando la ACo a la hendidura sináptica. La acetilcolina se sintetiza merced a la colina acetiltransferasa (CAT) y se inactiva a nivel de sus receptores post sinápticos por la acetil colinesterasa (ACoE) en colina y acetato. Los receptores de la ACo son de dos tipos, nicotínicos o de respuesta rápida y muscarínicos, pre y post sinápticos, que actúan a largo plazo trabajando como segundos mensajeros y poniendo en marcha al sistema GTP - GMPc. La ACo predomina en la neocorteza, el sistema límbico, la retina y el hipotálamo. Proporciona la plasticidad para el aprendizaje y la memoria. La colina acetil transferasa predomina en el estriado, en neocorteza e hipocampo. Su disminución con la edad es responsable de las pérdidas de atención y memoria. La ACo regula el ritmo circadiano vigilar-dormir y participa del aprendizaje y la memoria.

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DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO EN LA INFANCIA El sistema nervioso dirige todo lo que una persona puede hacer física y mentalmente y su mayor crecimiento ocurre entre las semanas 25 y 40 del embarazo y durante los primeros meses después de nacer. La mayor parte de las neuronas de la corteza cerebral se forman hacia las 20 semanas de gestación. La corteza cerebral es la parte del cerebro que se encarga de las funciones de nivel más alto, como la solución de problemas y el pensamiento. El crecimiento y conexión neuronal comienza a las pocas semanas de la concepción (Springer y Deutsch, 1981; Tubino, 2004; Fields, 2008), modulado más por la genética que por el ambiente en ese punto, sin embargo, dependerá de los cuidados maternos para que el cerebro en formación pueda enfrentar el primer gran riesgo que son los momentos previos al parto y posteriores, como es la formación, exenta de fallas o translocaciones genéticas y el desarrollo suficiente de estructuras, aunque es cierto que muchos de los trastornos del desarrollo parecen estar asociada a diversas dificultades perinatales, como nacimiento prematuro, retardo en el crecimiento intrauterino e hipoxia perinatal (Manaut-Gil, Vaquero-Casares, Quintero-Gallego,

Pérez-

Santamaría y Gómez-González, 2004). Hacia la semana 40 de gestación las neuronas de la médula espinal, el tronco encefálico

y grandes secciones del cerebro están

casi completamente

desarrolladas. Durante la etapa prenatal, el cerebro produce más células y conexiones de las que son necesarias. Las que no funcionen morirán después del nacimiento. Esta producción de células en exceso ayuda a crear un sistema nervioso eficiente. Al nacer, la mayor parte de los 100.000 millones de neuronas de un cerebro maduro están ya formadas y el cerebro solo tiene el 25 % del peso como adulto. Al año, alcanza el 70% del peso y hacia el final del segundo año ha alcanzado el 80% del peso que tendrá como adulto. Luego continua creciendo con más lentitud hasta los 12 años, cuando llega casi al tamaño del adulto. MODULO VIII

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En un niño recién nacido, están más desarrolladas las estructuras subcorticales, que se encargan de regular funciones básicas como la respiración y la digestión. Las conexiones entre las células de la corteza cerebral aumentan conforme el niño madura, el cerebro no tiene la oportunidad de saber que funciones serán necesarias, y con la excepción de aquellas que están evolutivamente programadas (reflejos) las demás dependen de la activación que el medio ambiente haga, partiendo de la idea de que aquellas que se usan más se volverán más fuertes y con ello, se puede decir, mejor adaptadas (Zehhausern, 1982). Pero en esa lucha son varias las habilidades que pueden ser desplegadas por el recién nacido, particularmente aquellas que ejecutará con mayor frecuencia, lo que a la larga lo llevará a la precisión, aquellas que le sean más permitidas y que además disfrute (Alonso, 1992). Algo que hay que reconocer en los niños talento o “prodigio”, es que disfrutan mucho una vez que reconocen sus habilidades pues saben que son buenos por que las han hecho no una ni dos veces, sino miles, comenzando desde muy jóvenes, Eso les ha permitido mayores y más fuertes conexiones neuronales y con ello núcleos mayores de sustancia blanca. Si bien pueden intentar algo nuevo, se atreverá a mover su zona de confort cognitiva – motora si y solo si esto les causa placer. El mismo placer que un recién nacido siente al intentar atrapar un objeto lejano, hasta que lo logra y entonces buscará casi de manera natural lograr la misma hazaña con otro patrón de movimientos (Sternberg y Davidson, 1990; Dzib Goodin, 2012). Los estudios realizados hasta la actualidad parecen indicar que el sentido numérico es innato, tanto en el ser humano como en otras especies animales, pero para el ser humano, este sentido numérico es la base sobre la que se construye

una

capacidad

numérica

más

compleja,

dependiente

de

la

escolarización (Serra-Grabulosa, Pérez-Pàmies, Lachica, Membrives, 2010). Mientras que el lenguaje es más dependiente de los aspectos genético evolutivos que la escritura o la lectura, que requieren instrucción o andamiajes (Alonso, 1992b; Benitez Burraco, 2006). MODULO VIII

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En este sentido, parece posible pensar que aquellas áreas que se admiran, son aquellas que están más reguladas por la genética, es decir no requieren tanto de la instrucción, incluyendo el movimiento, pues los talentos requieren apoyo profesional para lograr una técnica pulcra, aunque es cierto que requieren de menos repeticiones para lograr la perfección, será el ambiente lo que determine el curso de acción. El ejemplo que más me gusta es que quizá todos seamos excelentes pianistas pero si nunca hemos tenido un piano frente a nosotros y la oportunidad de ejecutar o tocarlo un poco, perderemos esas conexiones cerebrales que estaban dispuestas a florecer. Siendo así, en la medida en que el estudio de los procesos de aprendizaje y de enseñanza no considere las múltiples dimensiones y aportaciones de la neurociencia, se estará contribuyendo a una visión restringida de tal complejidad, pues para poder analizar las asociaciones entre procesos complejos como el aprendizaje y la activación neural, es necesario evaluar en forma crítica cómo las áreas cerebrales presentan distintos grados de activación, Un ejemplo en relación con el ámbito educativo son las investigaciones que muestran cambios neurales como resultado de procesos de aprendizaje (Benarós, Lipina, Segretin, Hermida, Colombo, 2010). Las diferentes vivencias a las que los infantes, y niños se enfrentan cotidianamente promueven la creación de redes neurales nuevas y refuerzan circuitos neurales preexistentes. La arquitectura del cerebro de un niño o adolescente en desarrollo cambia permanentemente; se establecen nuevas conexiones entre las neuronas de la corteza prefrontal, que es la parte pensante del cerebro, cuando existe la posibilidad de interacción con un medio ambiente rico y variado en estímulos. Diremos entonces que en el cerebro hay una relación similar entre la cantidad de experiencia en un ambiente complejo y el monto de cambio estructural (Postner y Rothbart, 2005, citado en De la Barrera y Donolo, 2009). Las moléculas responsables de la MODULO VIII

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actividad de las células nerviosas con la complejidad de los procesos mentales, indica que el cerebro tiene repercusiones directas en la educación y de esta forma se puede entender las diferencias individuales las cuales están relacionadas con el aprendizaje. La práctica, “las experiencias” diremos entonces incrementa el aprendizaje. Profundizando en este tema, se ha postulado la teoría “selección del grupo de neuronas” (TNGS), en donde, se dice que la diversidad estructural del sistema nervioso y los detalles de la neuroanatomía no están estrictamente programados por el código genético. Esta diversidad surge durante el desarrollo en la regulación epigenética dinámica de la división, adhesión, migración y muerte de la célula, así como de la actividad neural misma. Durante la producción del sistema nervioso se van creando neuronas y agrupaciones de células que permanecerán o no dependiendo del refuerzo que otorgue la experiencia. La adhesión y migración son

gobernadas por unas series de moléculas morforeguladoras llamadas CAMs (moléculas de adhesión célular) y SAMs (moléculas de adhesión de sustratos). Esto lleva a la formación de repertorios primarios dentro de regiones anatómicas dadas que contienen un gran número de grupos de neuronas o circuitos locales.

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Después de que la mayoría de las conexiones anatómicas de los repertorios primarios se han establecido, las actividades de los grupos de neuronas que funcionan particularmente continúan siendo dinámicamente seleccionadas por mecanismos de cambios sinápticos subsiguientes dirigidos por la conducta y la experiencia. Será la experiencia del organismo la que tenderá a reforzar algunos de los circuitos que se han establecido en la fase anterior dentro del grupo y entre grupos, otros tenderán a desaparecer si el organismo no los requiere con la frecuencia que indicará su utilidad. De esta manera la maraña de conexiones que encontramos en un individuo de dos años se irá simplificando para consolidar las conexiones útiles dependiendo del tipo de experiencia que realice el organismo. La selección en la experiencia lleva finalmente a la formación de repertorios secundarios de grupos neurales como respuesta a patrones particulares de señales. La selección en la experiencia conlleva correlaciones de señales estadísticas entre grupos de neuronas pre y postsinápticas, mejor que la transmisión de mensajes codificados de una neurona a otra. Si estas señales han de ser adaptativas tendrán que reflejar las señales que surjan en el mundo real. Esto se realiza señalando reentradas en y entre mapas neuronales. Estos recorridos neurales que relacionan hojas de receptores sensoriales con registros particulares del sistema nervioso central proveen un medio de reforzar regularidades espacio-temporales. Una reentrada puede definirse como una señalización paralela continua entre grupos de neuronas separadas que ocurre a lo largo de conexiones anatómicas ordenadas de manera bidireccional y recursiva. Es, pues, un proceso dinámico que es inherentemente paralelo y distribuido y que debe diferenciarse de la

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retroalimentación. Las reentradas no tienen una dirección preferida y no tiene una función de input o output predefinido.

Vemos en el grafico lo siguiente: 1. El cerebro en su fase embrionaria produce muchas neuronas, más de las que necesitará posteriormente. 2. Las neuronas que se vean reforzadas por la experiencia y conducta del individuo empezarán a establecer conexiones entre sí. 3. Un mecanismo de refuerzo opera igualmente entre las conexiones establecidas. Así unas se consolidarán y otras se debilitarán hasta desaparecer. Este refuerzo viene igualmente determinado por la experiencia del organismo. 4. Un mecanismo de reentrada se establecerá entre los grupos de neuronas conexionados entre sí que permitirán la construcción de mapas locales y después globales, que constituyen la base para la formación de imágenes mentales en el cerebro.

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Nuestras neuronas diremos, sufren una remodelación permanente en función de la experiencia que vivimos. Las conexiones nerviosas no son fijas ni inmutables, algunas se destruyen pero otras se crean y todo este proceso forma parte del proceso de adaptación. Y lo más novedoso de este planteo, es que toda experiencia nos deja una huella asociada a un estado corporal. Con respecto a este punto, El Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2000, E. Kandel, ha logrado comprobar que las potencialidades de la conducta de un individuo, y explica que(el “hasta dónde puede llegar”), se produce por mecanismos genéticos y evolutivos, así como por factores ambientales y de aprendizaje, que actúan en el cerebro y producen cambios estructurales y funcionales de las células nerviosas específicas que intervienen en los procesos de lectura, escritura, cálculo, memoria y otras funciones que intervienen por supuesto en el aprendizaje académico. Estados emocionales y procesos cognitivos que sustentan el aprendizaje, (memoria, atención, lenguaje, etc), tienen una base biológica, lo que implica que el estudio de las áreas más deficitarias, aquellas en las que el niño no logra lo esperado, requiere el abordaje de un equipo de profesionales que trabaje dentro del marco de las neurociencias. “Las bases de la ciencia neural contemporánea, considera que todos los procesos mentales son biológicos y cualquier alteración de los mismos es orgánica”. Kandel, Jessell, Schwartz Neurociencia y conducta”.

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LA NEUROCIENCIA Y LOS HEMISFERIOS CEREBRALES

La neurociencia es una ciencia integrada de la educación, el cerebro, la mente y el aprendizaje. El cerebro y sus implicancias se hacen presentes con más frecuencia en los ámbitos educativos (Dela Barrera y Donolo, 2009). Neurociencia es el conjunto de ciencias cuyo sujeto de investigación es el sistema nervioso con particular interés en cómo la actividad del cerebro se relaciona con la conducta y el aprendizaje (Pizano, 2010). El cerebro, como sabemos, se encuentra dividido en dos grandes estructuras o hemisferios con características funcionales singulares pero complementarias. Estos dos hemisferios, izquierdo y derecho respectivamente, se encuentran interconectados por un grueso haz de fibras nerviosas, alrededor de doscientos millones, que le permite interactuar con el mundo en forma unificada, como un todo. (Braidot, 2009). No obstante, cada hemisferio cerebral posee ciertas particularidades que lo hacen único. Se expone a continuación, de manera general, algunas de estas diferencias: Hemisferio derecho

Hemisferio izquierdo

Trabaja con una modalidad simultánea Trabaja con una modalidad secuencial, o paralela, lo que le permite procesar lo que implica un menor procesamiento una mayor cantidad de información en de ítems o información en una unidad una unidad de tiempo en comparación de al hemisferio cerebral izquierdo.

tiempo

en

comparación

al

hemisferio cerebral derecho. En este

• Es holístico, global, percibe las sentido, sigue asimismo una lógica relaciones existentes y capta

el secuencial.

mundo como un todo. • Sigue una lógica analógica, no verbal. En este sentido, es lícito MODULO VIII

Procesa

predominantemente

información simbólica no analógica. Lenguaje

verbal

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y

significados


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afirmar

que

es

impermeable

al

razonamiento.

semánticos verbales. •

• En relación al punto anterior, procesa

Es

analítico,

cuantitativo

y

matemático.

asimismo toda semántica analógica e  Es el asiento anatómico de los imagen universal.

procesos

• Permite la comprensión de los hechos a través de la vivencia.

• Sus circuitos son la base de la

procesos cognitivos no conscientes: • • Sus circuitos neurales se construyen

conscientes:

percepción, atención y memoria.

• Es el asiento anatómico de los

atención y memoria no conscientes.

cognitivos

afectividad social aprendida. En sintonía con lo anterior, es también

el

responsable

de

las

construcciones sociales

a partir de la afectividad primaria. • Es responsable de los procesos creativos y el arte en general. (Braidot, 2009). “La educación y los hemisferios cerebrales"

El sistema educativo generalmente ha tenido la tendencia a privilegiar en las aulas, de manera casi excluyente, una modalidad de transmisión del conocimiento compatible con las funciones cerebrales propias o predominantes del hemisferio cerebral izquierdo, en detrimento del gran potencial propio del hemisferio cerebral derecho. Tal vez, este sesgo, injustificado en nuestros días, deba su origen, más allá del desconocimiento, a una escasez o economía de recursos y a la necesidad de masificar y automatizar los procesos de socialización y culturización. Sin embargo, y a la luz de los nuevos descubrimientos de la neurociencia, no es posible ignorar los enormes beneficios que pueden representar para el estudiante la implementación de estrategias educacionales que incluyan la activación neuronal de ambos hemisferios, fomentando la estimulación del cerebro de manera global, posibilitando una mayor y mejor asimilación de los contenidos a aprender (Braidot, 2009).

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En las aulas se ha puesto énfasis en una enseñanza lógico-verbal, lo cual facilita predominantemente la activación del hemisferio cerebral izquierdo. De manera general, una buena forma de estimulación y desarrollo del hemisferio contralateral podría ser mediante la presentación del material a aprender en una modalidad no verbal, gráfica, visual o analógica. En este sentido, serían eficaces estrategias de enseñanza la utilización de la imaginación, la metáfora, la experiencia de primera mano: directa o vivencial; el arte, la música y la apelación a los cinco canales sensoriales propios del ser humano; más allá de la vista y el oído tradicionalmente priorizados. Se propone, siempre que sea posible, la incorporación del tacto, gusto y olfato; múltiples entradas que doten de significado al aprendizaje y lo conviertan en un acto vivencial que potencie los procesos de fijación de la memoria. Asimismo, es también importante que el alumno pueda integrar las partes en un todo, de forma de acceder a la posibilidad de una comprensión holística del contenido, asociando diferentes materias o asignaturas dentro de un esquema conceptual mayor. Tomando aquí nuevamente las principales características del hemisferio cerebral derecho anteriormente expuestas, Se postula ahora algunos lineamientos generales para una aplicación práctica en los procesos de enseñanza y aprendizaje: • Trabaja en una modalidad simultánea o paralela. Por ejemplo, cuando un alumno lee un libro o un manual sobre el antiguo imperio romano, se activa el hemisferio cerebral izquierdo gracias a su modalidad lógico-verbal, lo que implica un menor procesamiento de información en una unidad de tiempo en comparación, como se dijo anteriormente, al hemisferio contralateral. Proveer al alumno de experiencias sensoriales enriquecidas favorece la activación del hemisferio cerebral derecho, que posee la ventaja adicional de procesar una mayor cantidad de ítems en forma simultánea a través de múltiples canales sensoriales. En este sentido, la utilización de videos podría representar sin duda una ganancia adicional. Dicho coloquialmente, insume mucho menos tiempo ver una película que leer el guión de la misma. MODULO VIII

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• Es holístico y global. Se presume un error pedagógico presentar materias o asignaturas de forma aislada o inconexa, o desconectada. Por ejemplo, la salud Pública contemporánea podría ser enseñada asociada o inserta dentro de un marco mayor o global. Promoviendo un mejor entendimiento de los diferentes acontecimientos locales entrelazados y en interacción dinámica con el resto de los sucesos mundiales. • Sigue una lógica analógica. Este punto implica la trasmisión de conceptos más o menos complejos o abstractos apelando a la metáfora y a todas las formas de imágenes visuales. Dicho en otras palabras, se sugiere ilustrar lo que se enseña, más allá de las palabras, en un formato acorde o atractivo a los intereses artísticos del alumno. Por ejemplo, se podrían desarrollar comics o historietas a modo de a de promoción y prevención de Tuberculosis; exhibir películas con y sin subtitulado para un correcto modelado de la fonética en el curso de inglés, crear videos multisensoriales que simulen la trasmisión de impulsos nerviosos entre neuronas en biología, anatomía, videojuegos interactivos con ejercicios prácticos de biofísica, bioquímica, juegos de rol para la resolución de problemas, etc. • Permite la comprensión de los hechos a través de la vivencia. El cerebro humano en tanto órgano plástico, permeable, experimenta cambios físicos reales de manera constante y como consecuencia de una permanente interacción con el medio ambiente. Las experiencias de vida esculpen literalmente el cerebro propiciando el desarrollo y crecimiento del árbol dendrítico entre las neuronas, que son las células cerebrales implicadas en todos los procesos cognitivos y pilares y sustrato biológico del aprendizaje. Un aprendizaje basado en la vivencia directa o de “primera mano” que trascienda la limitada capacidad pedagógica de un libro de texto o una clase oral del profesor, es imprescindible para el desarrollo de la inteligencia práctica y compatible con los conocimientos actuales sobre el funcionamiento del cerebro humano. Se ilustra lo hasta aquí expuesto con algunos ejemplos orientados en este sentido: la utilización de huesos reales o modelos en una clase de anatomía, que los alumnos MODULO VIII

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puedan ver y tocar, y superponer en su propio cuerpo, es un valor agregado decisivo que supera la mera lectura sobre estructura ósea en un libro de texto. Asimismo, experimentos reales en un laboratorio de ciencias para asignaturas como física o química, una visita a una laguna o bosque que sortee las paredes del aula en materias como biología, etc. Resulta curioso que mientras en cursos como educación física o natación se le exige al alumno la lectura de material teórico (por ejemplo, sobre estilos de natación) articulado de manera simbiótica a la práctica (es decir, se entrena al alumno en una pileta de natación); por el contrario en otras materias como derecho se aspira a que el alumno aprenda artículos y leyes que pueda recitar luego de memoria, sin que se realicen prácticas o simulación de presentación o defensa de casos. Así como un bebé que empieza a dar sus primeros pasos se lanza a descubrir el mundo a través de la exploración, es deseable fomentar la práctica en las aulas con material didáctico, o fuera de ellas en un ambiente natural, aspectos esenciales para un aprendizaje duradero que no son contemplados prácticamente en ningún programa educativo actual. • Sus circuitos neurales se construyen a través de la afectividad primaria. El sistema atencional, pilar fundamental sobre el que se apoya todo aprendizaje, con asiento anatómico en la corteza prefrontal del cerebro, se encuentra conectado por una densa carretera de fibras nerviosas con estructuras del sistema límbico como el cíngulo anterior y la amígdala, responsables de la motivación, el libre albedrío, y el procesamiento del componente emocional de los estímulos. De lo hasta aquí expuesto, se desprende que atención y emoción son dos aspectos de la cognición en permanente interacción. Dicho de otra manera, es el estado de ánimo, el humor y las emociones quienes comandan la atención. Un clima emocional positivo dentro del aula entre compañeros de clase y profesor docente puede erigirse entonces como uno de los mayores facilitadores para el aprendizaje del alumno. Este clima de emotividad positiva debería edificarse sobre MODULO VIII

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relaciones de confianza y respeto dentro de un ambiente seguro y predecible para todos; y en un sistema de normas y reglas claro, predeterminado y estipulado por consenso entre todos los interesados, que minimice la posibilidad de emergencia de conflictos, luchas de poder, y en consecuencia, estrés sostenido, un tóxico que envenena todo proceso de aprendizaje eficaz. La solidaridad, el cuidado mutuo, el trabajo en equipo donde todos ganan o todos pierden, son estrategias que promueven el sosiego necesario dentro del aula que abona el camino para la permeabilidad cerebral y receptividad del alumno. Por el contrario, las llamadas hormonas del estrés, como la noradrenalina y el cortisol, que segrega el cerebro en respuesta a situaciones de adversidad o sobrecarga tensional, afectan los procesos de consolidación de la memoria y bloquean la corteza prefrontal, impidiendo dirigir y focalizar la atención hacia las experiencias de aprendizaje, alterando la capacidad de resolución inteligente de problemas y enturbiando notablemente habilidades esenciales para la toma de decisiones. • Es responsable de los procesos creativos y el arte en general. En este sentido, es posible crear experiencias de aprendizaje compatibles con la modalidad de funcionamiento del hemisferio cerebral derecho, mediante la simulación o representación actoral de sucesos históricos, el dibujo, la educación plástica, la música e incluso la lengua y las letras, con el desarrollo de novelas cuya trama aparezca enmarcada dentro de un contexto socio-histórico específico que se pretende enseñar, o cuentos y fábulas que ilustren o metaforicen contenidos abstractos, etc. (hemisferios cerebrales).

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NEUROFISIOLOGÍA DE LA MEMORIA Y DEL APRENDIZAJE

Desde el punto de vista neurocientífico, el aprendizaje se puede definir como cualquier variación en las redes sinápticas, producida por la percepción de nuevos estímulos del mundo exterior, información teórica, práctica o experiencias de vida; o desde el mundo interior, mediante el pensamiento, que produzca cambios en el comportamiento y/o en el pensamiento, entendiendo por cambios en el comportamiento el que variemos la respuesta ante el mismo estímulo. A través del aprendizaje y la memoria vamos construyendo nuestro mundo interior (nuestro yo) y a través de él evaluamos la realidad exterior. La etapa de nuestra vida con mayor producción de sinapsis

“El aprendizaje se puede definir como cualquier variación en las redes sinápticas que produzca cambios en el comportamiento o en el pensamiento”

se produce cuando somos niños, entre los 3 y los 10 años. Por lo que los ambientes enriquecidos en esa etapa son fundamentales para el desarrollo cognitivo de las personas. Cada segundo se producen en el cerebro aproximadamente un millón de sinapsis formando nuevas redes neuronales y borrando otras. De hecho, cada vez que evocamos un recuerdo o analizamos mentalmente una información, borramos la red sináptica anterior y grabamos en su lugar una nueva reafirmando ciertos aspectos de la información, debilitando otros, y/o agregando nuevos datos a la red neuronal. Esto significa que cada instante que pasa nuestro cerebro cambia y literalmente es diferente a como era en el instante anterior. “El aprendizaje se puede definir como cualquier variación en las redes sinápticas que produzca cambios en el comportamiento o en el pensamiento” Cuando hablamos de aprendizaje

y memoria, debemos conocer algunos

mecanismos de transmisión de impulsos, que en la mayoría del sistema nervioso se lleva a cabo mediante sinapsis química, gracias a la liberación de neurotransmisores químicos en las terminaciones axonales presinápticas, y MODULO VIII

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precisamente, estudios recientes han corroborado la existencia de células acopladas eléctricamente, que se mantienen unidas a través de doce proteínas denominadas conexinas, presentes en las uniones comunicantes de estas células, que permiten la transmisión de impulsos mediante sinapsis eléctricas, que aunque este tipo de sinapsis son escasas, las podemos ubicar en órganos como el corazón, en algunos músculos lisos, como el del útero, donde se favorecen la contracción muscular. TIPOS DE VÍAS NERVIOSAS. Existen dos tipos de fibras nerviosas involucradas en el proceso de transmisión de estímulos que llegan a la médula espinal y que conforman por lo tanto dos vías de transmisión, una formada por fibras nerviosas mielinizadas, con un diámetro de 2 a 5 micras que conducen el estímulo nervioso a una velocidad de 12 a 30 metros por segundo, otra vía formada por fibras nerviosas no mielinizadas, con un diámetro de 0.4 a 1.2 micras, que conducen el estímulo nervioso a una velocidad de 0.5 a 2 metros por segundo. Estos dos tipos de vías nerviosas, unas rápidas y leves y otras lentas e intensas son el sustrato biológico que tienen los seres vivos para aprender una tarea determinada, en forma rápida o lenta, y donde el neurotransmisor químico sináptico liberado para favorecer cualquiera de las dos formas de conducción, lenta o rápida, es diferente. Así el glutamato es considerado el neurotransmisor involucrado en el aprendizaje leve y rápido y la sustancia P en el aprendizaje lento e intenso (Canchola, 2007). MEMORIA. El aprendizaje y la memoria refiere Machado (2008) son procesos complejos que hace más de un siglo que desafían a los investigadores en su intento de esclarecer cuáles son los mecanismos básicos implicados. La memoria puede clasificarse en:  Memoria reciente y MODULO VIII

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 Memoria remota. se divide en: 

Memoria no declarativa (implícita), que corresponde a las tareas sencillas y de condicionamiento; y

Memoria declarativa (explícita) que corresponde a la memoria que puede verbalizarse, que se subdivide en: o semántica (hechos) y o en episódica (acontecimientos).

BASES BIOLOGICAS DE LA MEMORIA Existen varias regiones encefálicas que participan en el almacenamiento y recuperación de la memoria, como el lóbulo

temporal

hipocampo,

el

de

la

núcleo

corteza, caudado

el son

importantes para la memoria remota. El hipocampo también es importante para la memoria reciente. Aunque

se

admiten

diferentes

de

información

en

algunos

sitios

almacenamiento el

encéfalo,

de

algunos

relacionados con el aprendizaje simple de estímulo y respuesta. Ante la pérdida de la memoria declarativa (amnesia) los pacientes pueden recordar algunos hábitos o acondicionamientos (Fox, 2008). Para que se lleve a cabo la consolidación de la memoria reciente a una memoria remota depende del hipocampo y de la amígdala, estructuras ubicadas en el lóbulo temporal medio y de la síntesis de proteínas. Hipocampo: Ayuda a seleccionar el lugar en el cual los hechos o las informaciones relevantes deberán ser almacenados. También parece estar asociado con el reconocimiento de la novedad de una situación o la modulación de la atención. Si se lesiona no se pueden almacenar nuevas experiencias (amnesia anterógrada)

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Amígdala: Está íntimamente conectada con el hipocampo. Está involucrada en cariz emocional con el cual es matizada toda la información percibida. Explica la relación entre aprendizaje y emociones. Corteza prefrontal: Responsable de nuestra personalidad (que define nuestras respuestas ante una determinada situación) y la voluntad (o tomas de decisiones). Si se lesiona, afecta a nuestro comportamiento, disminuye la capacidad de resolución de problemas, no mantenemos una atención selectiva, etc. El sistema límbico representa el “cerebro emocional” y la neocorteza el “cerebro cognitivo”. Hoy se conoce que ambos están íntimamente relacionados: no es posible explicar el aprendizaje sin la componente emocional en el que se realiza. La estimulación emotiva del sistema límbico puede incrementar o inhibir el almacenamiento de la memoria remota. Por ejemplo cuando se incrementa la tensión en los alumnos, se observan deficiencias en el aprendizaje. Las células madre del sistema nervioso, están encargadas de la renovación de las neuronas y de la neuroglia, denominada neurogénesis, proceso que se encuentra presente en el hipocampo, que puede ser inhibido en situaciones de agresión, con la consecuente disminución del aprendizaje. La neurogénesis del hipocampo, se estimula en contextos de gran actividad y complejidad, favoreciendo por ende el proceso de aprendizaje y consolidación de la memoria remota (Fox, 2007). Procesos

metabólicos

y estructurales que

tienen lugar durante

el

Aprendizaje Motor Según el estado actual de los conocimientos, la formación de la memoria, y en consecuencia también el aprendizaje motor, se puede explicar por procesos metabólicos neuronales, que originan en último término alteraciones duraderas de las membranas sinàpticas, y por tanto una diferente permeabilidad para los diferentes aflujos de excitación (informaciones codificadas). Podemos definir el aprendizaje del movimiento y de la técnica como un condicionamiento de enlaces sinápticos, que produce un nuevo reticulado de los sistemas neuronales específicos del movimiento. La diversidad y el volumen de los MODULO VIII

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procesos metabólicos neuronales en el transcurso del aprendizaje son inabarcables: en 1 segundo de actividad mental normal – un aspecto del aprendizaje motor – se metabolizan en cada célula del cerebro unas 15.000 moléculas de proteína. Procesos metabólicos de una neurona durante el almacenamiento de memoria 1. Aflujo de una excitación específica (información) procedente de la vía sensitiva hacia una sinapsis inactiva: liberación de un transmisor. 2. Provocación de un potencial de acción con activación del receptor postsináptico. En paralelo a este proceso: alteraciones formales locales de la membrana postsináptica como primera condición para la entrada de información. Modificación de la síntesis de proteínas mediante activación de enzimas metabólicas. 3. Los influjos de excitación, motivadores, actúan a través de transmisores específicos, favoreciendo el proceso de síntesis de proteínas. 4. Paso de las proteínas al núcleo. 5. Modificación de la actividad genética. 6. Modificación cuantitativa y cualitativa de la formación de cadenas de polipéptidos. 7. Formación de glucoproteínas específicas. 8. Los aflujos de excitación emocionales actúan sobre los transmisores específicos favoreciendo el proceso de síntesis de proteínas. 9. Transporte de estas glucoproteínas hacia las dendritas y la membrana postsináptica inactiva (aún no modificada en su forma) de la sinapsis condicionada. 10. Incorporación de la glucoproteína a la membrana sináptica modificada.

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11. Transformación de la sinapsis inactiva en activa: la sinapsis “ha aprendido”, a través de los cambios estructurales de la membrana ha almacenado los aflujos de información “en la memoria”.

El proceso fisiológico del Aprendizaje y la Actividad Cerebral Integrando la información anteriormente mencionada, se observa lo complejo que es el proceso de aprendizaje, donde se ven involucradas muchas estructuras anatómicas y fisiológicas para adquirir cualquier conocimiento: Inicia con la activación neuronal de la corteza prefrontal y de la ínsula, donde se hace consciente el conocimiento y se lleva a cabo el proceso del raciocinio. MODULO VIII

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Posteriormente se estimula el cerebelo para activar funciones

motoras

respondan

a

la

que nueva

información adquirida. Detallando un poco más el proceso

fisiológico

del

aprendizaje tenemos que en el sistema reticular se encuentran

terminaciones

nerviosas activadas con el aprendizaje. Este sistema se proyecta en el tálamo, a nivel de los núcleos intralaminares y en los núcleos de la línea media, donde se lleva a cabo la integración de información inespecífica y de aquí a las diferentes partes de la corteza del cerebro. Aquí es donde se establece una correlación consciente de lo aprendido, tras realizar un análisis del objeto desde un punto de vista general y en lo particular. Sin embargo, solo aquéllos estímulos sensoriales que llegan al cerebro tienen la capacidad de general esta característica. En el hipotálamo se proyectan otros axones y algunos de ellos terminan en el mesencéfalo a nivel de la sustancia gris periacueductal para integrar estímulos parasimpático hormonales y coordinar la respuesta de los órganos sensoriales visuales y auditivos, considerados fundamentales para el buen aprendizaje, aquí se define las preferencias auditivas o visuales del individuo para aprender. El hipocampo desempeña una función crucial en la formación de la memoria para un amplio dominio de la información en los seres humanos (Eichenbaum,1999). Aprendizaje Rápido y Lento. La fundamentación fisiológica de las dos vías involucradas en el proceso de aprendizaje, una lenta y una rápida, a expensas de su contenido mielínico de sus fibras nerviosas, permite comprender la sensación que produce el aprendizaje de contenido hedonista, caracterizado por ser agradable e intensa y la otra sensación generada por el aprendizaje de contenidos no hedonistas, cuyo establecimiento es MODULO VIII

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lento, que causa incertidumbre y que se caracteriza por ser desagradable que genera ansiedad por ser menos intensa y difusa. Otra

circunstancia

de

mucha

importancia es la distancia existente entre la experiencia mental y el estímulo de aprendizaje, donde se establece que entre más lejos estén estos fenómenos, mayor será la separación

temporal

componentes

de

la

de entidad

los que

deseamos comprender. Otros procesos cognitivos superiores, además de la memoria, previamente descrita, donde participa la corteza prefrontal son la motivación, las aptitudes y los comportamientos sociales. La serotonina es una molécula relacionada con el estado de ánimo que modula sentimientos de tristeza y bienestar. La dopamina está asociada con el placer y la recompensa. Se eleva al recibir un abrazo, un beso o una palabra de reconocimiento. Es interesante como una molécula orgánica está asociada con tantas experiencias, desde comprar un boleto de lotería, hasta obtener buenas calificaciones o disfrutar del sexo. De la Barrera y Donolo (2009) con respecto a este punto de que tanto, los neurotransmisores, dopamina como acetilcolina incrementan el aprendizaje en los estudiantes quedando reforzado en la memoria. Por tanto ambos autores coinciden que hay una relación entre la actividad neuronal, la formación de dopamina y el aprendizaje. Sabemos que las condiciones cognitivas previas están genéticamente dadas sólo como una potencialidad, y que se desarrollan en una interacción con el entorno, es

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decir, por el aprendizaje y la educación (Koizumi, 2004), configurándose de esta manera lo que llamamos experiencia. Los procesos de aprendizaje y la experiencia propiamente dicha van modelando el cerebro que se mantiene a través de incontables sinapsis; estos procesos son los encargados de que vayan desapareciendo las conexiones poco utilizadas y que tomen fuerza las que son más activas. Si bien las asociaciones entre neuronas se deciden, sobre todo, en los primeros quince años de vida, y hasta esa edad se va configurando el diagrama de las células nerviosas, las redes neuronales dispondrán todavía de cierta plasticidad. Las sinapsis habilitadas se refuerzan o se debilitan a través del desarrollo por medio de nuevos estímulos, vivencias, pensamientos y acciones; esto es lo que da lugar a un aprendizaje permanente. (una perspectia de la neurociencia) REFORZADORES DE LA MEMORIA Determinadas neurohormonas influyen de manera específica sobre el proceso de aprendizaje y formación de la memoria. Su efecto se plasma en el refuerzo o el mantenimiento de los procesos de memoria. Constituyen la base de la memoria a corto plazo y modulan los procesos siguientes, que permiten la memoria a largo plazo. Entre los refuerzos positivos encontramos una serie de péptidos con un efecto específico en el cerebro, procedentes de los lóbulos anterior (por ejemplo, ACTH), intermedio (por ejemplo, alfa-MSH) o posterior (por ejemplo, vasopresina) de la hipófisis. Todos estos péptidos elevan la resistencia ante el olvido de materias de aprendizaje. Los factores como el elogiar, la riña, el estrés de aprendizaje y la atención han demostrado su condición de refuerzos positivos o negativos; la cuestión es interesante para el proceso de Aprendizaje. Su influjo se plasma en la mejora o la inhibición de la síntesis de proteínas. Así pues, el elogiar y la riña pueden tener una expresión en fórmulas bioquímicas (Kugler, 1981).

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Avances científicos Investigadores de la Universidad de Oxford y del University College London (UCL) proponen una nueva teoría sobre la formación de recuerdos: la existencia de antimemorias o huellas de actividad eléctrica neuronal opuestas a las huellas que provoca el aprendizaje, es decir, que cuando se crean nuevas conexiones entre neuronas (en la formación de un recuerdo), al mismo tiempo se genera un patrón de actividad eléctrica neuronal exactamente opuesto a esa ‘traza neuronal’ nueva. . La finalidad de estas antimemorias es mantener el equilibrio de la actividad eléctrica del cerebro, afirman los científicos. Las primeras pruebas realizadas al respecto con humanos parece que les dan la razón. Por Yaiza Martínez.Los científicos creen que, de esta forma, mediante la ‘antimemoria’, el cerebro mantiene el equilibrio de su actividad eléctrica general. Esta teoría viene respaldada por investigaciones realizadas con ratas y ratones y con modelos matemáticos, informa The Conversation. Durante el aprendizaje, por cada huella neuronal que se forma en el cerebro existiría otra ‘huella especular’. Cuando vivimos cualquier experiencia (vemos un objeto, aprendemos a conducir, nos llevamos un susto), en nuestro cerebro se forma una “traza neuronal” o circuito neuronal exclusivo de dicha experiencia; una “huella” cerebral única que constituye ‘una memoria’ de esa experiencia. En principio, así se forman los recuerdos en nuestro cerebro. Por ahora, se sabe que este proceso puede dar lugar a varios tipos de memoria (a corto o largo plazo), que en cierta manera está relacionado con las emociones; y además que tiene una sorprendente materialidad intrínseca (por ejemplo, se ha logrado grabar la producción de proteínas en las conexiones neuronales o sinapsis en el momento de la creación de un recuerdo). Por otra parte, está la antimateria. No parece que tenga mucho que ver con los recuerdos, pero enseguida entenderemos la relación. En física, se denomina antimateria a una forma de materia constituida por antipartículas, esto es, por partículas como las de la materia corriente, pero con carga opuesta.

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Así que la antimateria es como una “imagen espejo” de la materia: En lugar de electrones, tiene antielectrones o positrones (electrones con carga positiva); y en lugar de protones, tiene antiprotones, que son protones con carga negativa. El hallazgo de la antimateria fue uno de los descubrimientos más interesantes de la física del siglo pasado, pues aumentó nuestra comprensión del universo y de las leyes de la física. Los científicos creen, por tanto, que la formación de antimemorias es un segundo proceso cerebral vinculado al aprendizaje, cuyo papel es reequilibrar la excitación neuronal y mantener todo el sistema bajo control. Así, existiría una antimemoria para cada recuerdo, que inhibiría una excesiva actividad eléctrica cerebral; aunque sin borrar el nuevo recuerdo. Los investigadores de Oxford y UCL idearon un ingenioso método para determinar si la memoria humana funciona de esta forma. Lo explican en un artículo recientemente publicado en la revista Neuron. Ellos ya han probado este método: pidieron a una serie de personas que aprendieran una tarea para crear en ellas un nuevo recuerdo. Unas horas después de este aprendizaje, exploraron los cerebros de dichas personas usando una tecnología poco invasiva: la resonancia magnética funcional. Entonces no hallaron ningún rastro (eléctrico) de la formación del recuerdo, pues la antimemoria ya había hecho su efecto. Después aplicaron un flujo débil de electricidad en el área del cerebro donde se había formado la memoria y la antimemoria (para esto usaron otra técnica segura llamada 'Estimulación de Corriente Directa Transcraneal'), que les permitió reducir la actividad cerebral inhibitoria en esta área -interrumpir la antimemoria inhibitoria-. Esto reveló la ‘huella’ de actividad eléctrica neuronal correspondiente al recuerdo oculto. En otras palabras, reducir la antimemoria permitió hacer resurgir la huella del recuerdo, inhibido en primer lugar por dicha antimemoria. Implicaciones MODULO VIII

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Así que parece que en los seres humanos, como en los animales, las antimemorias también resultan críticas para evitar una potencialmente peligrosa acumulación de excitación eléctrica en el cerebro. Se cree además que las antimemorias podrían desempeñar un papel importante en la detención de la activación espontánea de recuerdos que subyace a la confusión y a ciertos problemas mentales graves. Otro estudio realizado en EE.UU. muestra que, de las experiencias buenas, recordamos mejor las mejores. Es decir, que el cerebro filtra los recuerdos para seleccionar los que van a ser más útiles en el futuro. Además, reforzamos esos recuerdos en reposo, cuando se supone que no estamos ejercitando la memoria. Utilizando imágenes por resonancia magnética, los científicos identificaron una señal en el hipocampo asociada con la memoria de recompensa, en este caso relacionada con una cancha de baloncesto. ¿Por qué recordamos algunos eventos, lugares y cosas, pero no otras? Nuestro cerebro prioriza los recuerdos gratificantes sobre los demás, y los refuerza reproduciéndolos cuando estamos en reposo, según una nueva investigación del Centro para la Neurociencia de la Universidad de California en Davis (EE.UU.), publicada en la revista Neuron. "Las recompensas ayudan a recordar cosas, porque la gente quiere recompensas futuras", dice el profesor Charan Ranganath, neurocientífico. "El cerebro da prioridad a los recuerdos que van a ser útiles para las decisiones futuras." Se estima que sólo conservamos recuerdos detallados de una pequeña proporción de los acontecimientos de cada día. Las personas con recuerdos muy detallados se sienten abrumados con la información. Así que si el cerebro va a filtrar la información y decidir lo que hay que recordar, tiene sentido guardar esos recuerdos que podrían ser más importantes para la obtención de recompensas en el futuro. Ranganath y el investigador postdoctoral Matthias Gruber pusieron esto a prueba mediante el escaneo de los cerebros de voluntarios mediante imágenes de MODULO VIII

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resonancia magnética funcional, mientras respondían a simples preguntas sobre una serie corta de objetos con un sí-no: por ejemplo, "¿pesan estos objetos más que una pelota de baloncesto?". Cada serie de objetos mostraba una imagen de fondo como contexto, y dependiendo de él, a los voluntarios se les decía o bien que obtenían una recompensa grande (dólares) o pequeña (centavos), por dar la respuesta correcta. Al final de una serie, se les decía a los participantes la cantidad de dinero que acababan de ganar. Una vez que los participantes completaron esta parte del experimento, fueron escaneados durante un período de descanso. Después, fuera del escáner, hubo una prueba de memoria sorpresa sobre todos los objetos que se mostraron durante la exploración. Aunque los participantes no estaban esperando la prueba de memoria fuera del escáner, recordaban mejor los objetos asociados con una alta recompensa, dice Gruber. "Además, cuando un objeto estaba asociado con una alta recompensa, las personas recordaban mejor la escena concreta del fondo", añade. Aún más interesante, el rendimiento de la memoria de los participantes se predecía con la actividad cerebral medida durante el reposo. Cuando los

investigadores

analizaron

escáneres cerebrales de los sujetos en reposo (en teoría, cuando no ejercitaban la memoria) encontraron el mismo patrón de actividad que cuando los sujetos estaban haciendo la tarea de alta recompensa. Los sujetos reproducían aparentemente los recuerdos gratificantes, fortaleciendo las conexiones y ayudando a fijar la memoria en su lugar. Las personas que presentaron una mayor repetición de MODULO VIII

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memorias de alta recompensa mostraron una mejor retención de estos eventos durante la prueba posterior al escaneo, así como un aumento de las interacciones entre el hipocampo, y una zona llamada la sustancia negra/área ventral tegmental compleja, que está implicada en el procesamiento de la recompensa, sugiriendo que ésta juega un papel en la estimulación del hipocampo después de aprender. El circuito de recompensa es una zona del cerebro compuesto por varias áreas cerebrales entre ellas el Área Tegmental Ventral (ATV) y el cerebro anterior basal (Núcleo Accumbens, Tubérculo Olfatorio, Corteza Frontal y Amígdala), estructuras relacionadas con la capacidad de toma de decisiones y el manejo emocional. Este cirduito tiene por misión proporcionar a las personas un intenso placer al llevar a cabo ciertas actividades que garantizan nuestra supervivencia como es el caso de la alimentación, la vida sexual, es todo lo que genera un efecto de gratificación y sensaciones placenteras. Este circuito nos permite grabar las experiencias que nos resultan agradables por lo que ponemos en marcha conductas de acercamiento y volvemos a repetirlas en el futuro al asociarlas a experiencias de intenso placer.Nuestro organismo dispone de diferentes neurotransmisores que permiten que este circuito se lleve a cabo. La dopamina es uno de ellos, se trata de una sustancia que es la responsable de los momentos de placer, deseo y apetencia. Aunque este estudio no lo midió directamente, estas interacciones seguramente estaban relacionados con la liberación de dopamina, que se libera cuando esperamos recompensas. Enfermedades tales como la enfermedad de Parkinson o el envejecimiento están vinculadas a la reducción de dopamina y, a menudo, implican defectos de memoria. Los resultados muestran cómo la memoria puede estar sesgada hacia los puntos altos de la experiencia, dice Ranganath. "Se habla de un proceso de memoria que normalmente nos está oculto", dice Ranganath. "¿Está usted recordando lo que realmente necesita saber? Podría depender de lo que su cerebro hace mientras está en reposo". MODULO VIII

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IMPLICANCIAS DE LA NEUROCIENCIA EN EL APRENDIZAJE

Preguntas tales como: ¿Cómo, y sobre todo, cuándo, podemos aprender mejor y más rápido?; ¿hay períodos más propicios para el desarrollo del cerebro?; ¿Qué papel juegan las emociones, la motivación y la autoestima en el aprendizaje?; ¿qué peso tienen las condiciones ambientales, el entorno o contexto en que se imparten las clases, para que la persona logre un adecuado aprendizaje?; ¿Cuáles son las causas orgánicas, que dificultan la adquisición de habilidades matemáticas o para la lectura? Todo esto se va develando a medida que avanzan los estudios en el área de la neurociencia. Los neurocientíficos han demostrado que hay una nueva ciencia del aprendizaje, que debe basarse en el conocimiento del funcionamiento del cerebro y debe desarrollar nuevas metodologías de abordaje y de enseñanza, en consecuencia, con los hallazgos que se van conociendo, y centrar a los sistemas educativos, más en el “cómo” del aprendizaje que en el “que”. Como se ha visto anteriormente, el sistema educativo ha privilegiado el desarrollo del hemisferio cerebral izquierdo, que respeta una modalidad lógico-verbal. De esta manera se pierde de vista que la vida se desarrolla por la mediación de un cerebro que posee dos hemisferios pero que funciona de manera global y en interacción con un mundo real, vivencial y multisensorial, por eso es necesario fomentar el desarrollo del hemisferio cerebral derecho (Braidot, 2009).

Se

propone entonces una forma de trabajo en materia educativa que tome en cuenta las características funcionales del cerebro humano, de modo que sea posible desarrollar técnicas y estrategias de trasmisión del conocimiento compatibles con la biología del aprendizaje. En términos del Leslie Hart (1999) se trataría de “ajustar los escenarios y la instrucción a la naturaleza del cerebro”. Hoy podemos conocer algunas de las áreas del cerebro encargadas de la activación del pensamiento y de la óptima realización de habilidades relacionadas con la aritmética y del reconocimiento de palabras; y hasta se pueden medir los cambios en el sustrato neuronal producidos por los tratamientos de reeducación o MODULO VIII

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rehabilitación que intervienen sobre funciones cerebrales que están alteradas. En el área del lenguaje, por ejemplo, conociendo cuáles son los módulos cerebrales encargados del lenguaje, y de qué modo procesan la información, se pueden diseñar estrategias correctivas y nuevos métodos para enseñar a aquellos niños o adultos que presentan dificultades en el dominio de esta importante área de aprendizaje. Ampliando más este punto y refiriéndonos netamente a la lectura debemos decir que, leer produce modificaciones en la anatomía cerebral, favoreciendo las conexiones nerviosas, ya que aumenta notablemente la actividad neuronal, especialmente en el hemisferio izquierdo. Cuando leemos una palabra aislada, se estimulan numerosas zonas del cerebro y cuando tratamos de comprender un texto, nuestro cerebro completa los datos del mismo con la propia experiencia e imaginación. Al leer, somos capaces de recrear situaciones, escenas, rostros o estados emocionales con toda fidelidad, y al hacerlo se estimulan zonas del cerebro similares a las que se activarían si realizáramos ésas mismas acciones en nuestra vida real. En las redes sociales los chicos también leen, por supuesto, pero la complejidad de los mensajes es mucho menor al de un libro de texto, lo que de alguna manera determina conexiones neuronales más simples, pobres y básicas.

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En el aprendizaje de la lectura juega un papel fundamental la región del lóbulo occípito-temporal izquierdo. Hasta hace unos años, se sabía que esta región tenía implicaciones durante la lectura, ya que se activaba al realizar esta actividad, pero ahora sabemos que no sólo está implicada, sino que es indispensable para ella, ya que su extirpación provoca fallos tanto en la lectura como en su comprensión. Los estudios

realizados

al

respecto

muestran

que

todas

las

personas,

independientemente del idioma o del grado de aprendizaje lector, muestran activación en esta zona durante la lectura, incluso en el caso de los textos en árabe o en hebreo, que se leen de derecha a izquierda. El problema es que la capacidad de leer no es innata, sino aprendida, y a esta habilidad hay que mejorarla con entrenamiento. El profesor Antonio Damasio que ha trabajado en el rol de las emociones en los procesos cognitivos y en la toma de decisiones, y de hecho ha ganado el 2014 Grawemeyer Award of Psychology al plantear esta teoría del marcador somático (MS), refiere que es un cambio corporal que refleja un estado emocional, ya sea positivo o negativo, que puede influir en las decisiones

tomadas

en

un

momento

determinado, produciéndose una determinada reacción emocional que es subjetiva, es decir se puede “vivenciar”, y a la vez es somática, es decir se traduce en reacciones musculares, neuroendocrinas o neurofisiológicas. Los marcadores somáticos, se basan en experiencias pasadas de premios y castigos, no son sólo una colección de reflejos de la infancia y la adolescencia, todos los días se fabrican unos nuevos y los añadimos a la abundante colección que ya tenemos. Nuestros sentidos son de vital importancia para ayudarnos a interpretar el mundo que nos rodea y desempeñan un papel primordial en nuestro comportamiento diario.

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Antonio Damasio intenta explicar con su teoría cómo las emociones influyen en nuestros procesos de decisiones, razonamiento y claro también en nuestro aprendizaje. Mediante un largo proceso de aprendizaje, determinados estados somáticos se asocian a clases específicas de estímulos. Así, frente a situaciones puntuales, el cuerpo entrega una señal en razón de sus experiencias anteriores. Es decir, nuestro organismo a lo largo de su vida va acumulando múltiples asociaciones del tipo situación/estado somático, de tal forma de tener un registro con su historia de variaciones en función de esas situaciones particulares. Frente a nuevas experiencias, dicho registro permitirá buscar alguna situación similar que se haya tenido con anterioridad. De esta manera, si la situación actual es asociada con una experiencia anterior que haya tenido un resultado negativo, el MS “intentará” que rechacemos ese curso de acción. Si por el contrario, la nueva situación se enlaza con alguna experiencia anterior positiva, que permita prever que la decisión tendrá éxito, el MS la promoverá. El cuerpo entrega una señal frente a determinados estímulos que permite reducir nuestro campo de respuestas y hacer más eficientes nuestros procesos de aprendizajes, de razonar y tomar decisiones también. Es como si nuestro organismo nos hablara mediante determinados estados somáticos, asociados a estímulos específicos, a través de un aprendizaje conductista de aquellas respuestas (y su respectivo patrón fisiológico) más asociadas a resultados exitosos. Este proceso se daría en dos tiempos. Primero, asociamos estas respuestas con nuestras emociones primarias (miedo, rabia, alegría) para luego mediante el aprendizaje social, asociarse a emociones secundarias, lo que permite un rango más amplio de asociación que las que entregan las seis emociones básicas. Sólo de esta forma conseguiríamos tan variada gama de estados somáticos para la casi ilimitada posibilidad de estímulos con los que se puede enfrentar el organismo. Concretamente, aplicado a la situación de enseñanza y aprendizaje: la forma y condiciones ambientales y emocionales en que una persona de cualquier edad, MODULO VIII

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haya adquirido un conocimiento en el aula o en otro entorno, van a generar un determinado estado corporal asociado, ya sea de placer, de displacer, de angustia, de ansiedad, de miedo, de satisfacción, etc. y este estado se “guardará” en nuestro cerebro asociado a ese aprendizaje. Cada vez que realice una lectura o evoque un recuerdo relacionado a ese contenido, se disparará en mí ese mismo estado somático que se “guardó” al incorporar el conocimiento. Por ejemplo, si mi profesor de matemática, logra acaparar mi atención y me enseña la ecuaciones de una forma amena, de modo que me permita encontrarle relación y significado en mi vida cotidiana, y me permita activar mis conocimientos previos, es más probable que cuando tenga que hacer la tarea de matemática, la emoción placentera que se “guardó” en el momento de adquirir el conocimiento, me lleve a estar motivado para dar lo mejor de mí. Se puede entonces dimensionar la importancia que tiene el cómo se adquiere un conocimiento, cómo influye el estado emocional del docente y del educando, cómo influyen las variables ambientales, (ruidos, luz, cantidad de alumnos, etc), cómo influye a la hora de hacer las tareas en casa, tener una mamá o un papá junto al niño o adolescente para que modere su ansiedad, le hable con dulzura, evite que se desate una batalla campal que impregne la atmósfera familiar de malestar. Investigaciones de los últimos años, han podido comprobar también, cómo los tratamientos de reeducación y rehabilitación multisensoriales, elaborados a la medida de las necesidades de cada persona, que se realizan con una frecuencia semanal adecuada y con compromiso de parte del paciente, logran no sólo una mejoría de las funciones cerebrales alteradas, sino también, modificaciones en la estructura cerebral, acorde a las constataciones que se han realizado mediante el uso de neuroimágenes. Es decir, por ejemplo, que un tratamiento que apunta a mejorar un trastorno específico del lenguaje como la dislexia, no sólo mejora los resultados que el niño obtiene en el área de lenguaje, sino que favorece la creación de nuevas sinapsis. Las terapias, los tratamientos de intervención reeducativa, modifican el sustrato neuronal. También se ha comprobado la

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importancia de que los educadores y los alumnos conozcan qué parte de su cerebro usan en las diferentes tareas escolares que realizan. De acuerdo a todo esto, podemos entender que los docentes, deben manejar no sólo información relacionada sobre los contenidos de sus materias, sino que deben contar con el conocimiento sobre el trabajo realizado por los neurocientificos acerca de cómo “aprende” el cerebro, y cuáles son algunos de los métodos y estrategias de aprendizaje más eficaces. La visión optimista que dejan las neurociencias, tiene que ver con el hecho de que: Aprender algo, es modificar la estructura del cerebro, formar nuevos circuitos cerebrales, nuevos módulos o estructuras cerebrales. Pero los humanos somos mucho más que neuronas, por lo tanto, aprender es modificar la esencia de lo que somos, construir nuestra subjetividad, modificar nuestro medio, construir conocimiento con otros, aprender es poner amor en cada cosa que investigo y sobre la que actúo. El aprendizaje es una de las más estupendas maravillas que nos permiten sentir que estamos vivos y que nos permite imaginar y hacer real un mundo mejor… y esto les aseguro, se produce en cualquier etapa de la vida. A continuación consideraremos algunos descubrimientos de la neurofisiología que están expandiendo el conocimiento de los mecanismos del aprendizaje humano que son:  El aprendizaje cambia la estructura básica del cerebro. Esos cambios estructurales alteran la organización funcional del cerebro, el aprendizaje organiza y reorganiza el cerebro.  Diferentes áreas cerebrales están listas para aprender en tiempos diferentes.  El cerebro es un órgano dinámico, moldeado en gran parte por la experiencia.  El desarrollo no es solo un proceso impulsado biológicamente sino que es también un proceso activo que obtiene información esencial de la experiencia. MODULO VIII

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 Conjunto de principios de aprendizaje del cerebro:  El cerebro es un complejo sistema adaptativo.  El cerebro es un cerebro social.  La búsqueda de significado es innata.  La búsqueda de significado ocurre a través de "pautas".  Las emociones son críticas para la elaboración de "pautas".  Cada cerebro simultáneamente percibe y crea partes y todo.  El aprendizaje implica tanto atención focalizada como una percepción periférica.  El aprendizaje implica siempre procesos conscientes e inconscientes.  Tenemos al menos dos formas de organizar la memoria.  El aprendizaje es un proceso de desarrollo.  El aprendizaje complejo se incrementa por el desafío y se inhibe por la amenaza.  Cada cerebro está organizado de manera única. INFLUYENTES DEL APRENDIZAJE Estímulos del aprendizaje  Se ha visto que los estímulos musicales de baja frecuencia facilitan el desarrollo de procesos de atención, memoria y aprendizaje.  La actividad física, el estado nutricional, los ambientes enriquecidos y el sueño favorecen la comprensión y el crecimiento de nuevas neuronas en el hipocampo (11-13). La alimentación está constituida por tres agentes químicos:

dopamina,

serotonina

y

norepinefrina,

que

son

los

neurotransmisores manufacturados en el cerebro. Reaccionando a la comida que ingerimos, la dopamina y la norepinefrina son agentes químicos de alerta. La serotonina es un agente químico tranquilizador. Cuando se ingiere proteína sola o con carbohidratos aumenta la fuerza cerebral. Por otra parte, cuando se ingiere el carbohidrato solo aumenta la relajación.  Nuestro cerebro está diseñado para tener altos y bajos de la atención, no una atención continuada. Ya no se pide sostener la atención de los MODULO VIII

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estudiantes y mantenerla.

Los momentos en que la atención descansa

ayuda al cerebro a fijar las conexiones neurales. Eso conduce a una mejor memoria. Mucho del aprendizaje que se hace en un nivel inconsciente, sin reflexión, permanece en ese nivel. El reloj de nuestro cuerpo parece correr en ciclos de 90 minutos. Esos siseos son los patrones de energía – relajación. Son afectados por nuestra respiración y los niveles de energía afectan tanto nuestro aprendizaje como la percepción de nosotros mismos. Hablando en general, el aprendizaje será mejor en la mañana (l0 AM) y temprano en las tardes; el ánimo tiende a ser más pesimista después de almuerzo. La actividad física y el compromiso emocional pueden modificar los ritmos normales del cerebro. Un descanso con ejercicio físico es una excelente forma de alterar un ciclo bajo (Jensen, l998).  Las hormonas, la dieta, las emociones y la química gatillan constantes fluctuaciones en la atención, la memoria y el aprendizaje. El cerebro está siempre haciendo lo que necesita para sobrevivir, encarar los desafíos y conseguir descanso. Por eso aprendemos mejor con la variedad y la posibilidad de escoger. Como cada uno de nosotros tiene diferentes tablas de tiempo cronológico, biológico y hemisférico, necesitamos espacio para equiparar los tiempos de aprendizaje más productivo con las tareas a realizar. Según Jensen (p. 65166), los días de clases conferencias continuadas y directas ya pasaron.  La hidratación también es importante, el cerebro es un 78% de agua. Cuando nos deshidratamos hay problemas con la atención, el pensamiento crítico, el aprendizaje y la memoria.  Así mismo, la comunicación no verbal, las situaciones divertidas y emocionalmente positivas activan a las neuronas espejo (que es muy interesante por cierto su funcionamiento) (12-14), así como la estimulación táctil estimula la neuroplasticidad cerebral (2,12,15,16) que es modulada por la neurotrofina (17).

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 La ventilación, el enriquecimiento ambiental, la iluminación y la temperatura adecuada mejoran el aprendizaje, así como el silencio mantiene la atención fija por más tiempo.  Existen estudios donde la actividad psicomotriz favorece el desarrollo cognitivo y socio afectivo al optimizar su disposición psíquica al esfuerzo cognitivo (12), que demanda la apropiación por parte del educando del concepto principal de la clase, explorarlo y comprenderlo (14).  La imitación, lo novedoso, los desafíos y la retroalimentación (entendida como el conocimiento que obtiene el sujeto del resultado de su acción).capturan la atención del hipocampo que, al valorarlo como interesante, lo almacena creando una representación neuronal de ella (11). El cerebro posee cualidades “elásticas” (Jensen l998) y está cambiando todo el tiempo. La investigación indica que el cerebro continúa “recableándose” con la producción de sinapsis a través de toda la vida. Mientras más se aprende más se generan cambios en el cerebro, y actualmente se sabe que con una estimulación apropiada es capaz de hacer crecer nuevas células, al menos en el hipocampo.  Existe estrecha relación entre emoción y cognición (11,12), dado que se recuerda lo memorizado en un contexto emocional positivo al activarse el hipocampo y tambien facilita lo aprendido al incrementar la liberación de dopamina (4). La relación del contexto y el aprendizaje deviene del hipocampo y la amígdala (11), así como el aprendizaje contextual depende del núcleo accumbens, del estriado y otras áreas corticales (18).  Por otro lado, el sistema atencional supervisor actúa frente a tareas novedosas activando los procesos de anticipación, selección de objetivos, planificación y control, actuando la memoria de trabajo y el sistema atencional supervisor como el sistema ejecutivo central (19,20).  La memorización con imágenes visuales estimula el hipocampo y la corteza parieto-témporo-occipital, siendo la capacidad de imitación importante para la enseñanza (13). El sistema atencional operativo que trabaja con contenidos de la memoria de trabajo (21) es necesario para el accionar del MODULO VIII

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ejecutivo central, que realiza tareas cognitivas para ejecutar operaciones de selección de estrategias y medidas de control, así como de los objetivos y medios para alcanzarlos (2,22).  Finalmente, el marcador somático es necesario para el proceso de razonamiento al comparar posibles resultados y establecer ordenaciones para elaborar luego inferencias, expandiendo la atención por todo el sistema cognitivo (19-21) sino también se debe a que el sistema atencional operativo es apropiado para la memoria de trabajo (21), cuyo contenido es necesario para el accionar del ejecutivo central que realiza tareas cognitivas con la intervención de la memoria operativa para realizar operaciones de selección de estrategias y control independiente de la dinámica de interacción neuronal entre neuronas pre frontales y otras áreas corticales y subcorticales. Para que se dé una actividad mental coherente, es indispensable el actuar del marcador somático, sugiriendo que los marcadores somáticos expresan a su vez las preferencias acumulativas que se han adquirido y recibido. Así mismo, recuperar la información tiene que ver con seleccionar la adecuada información almacenada en la memoria de largo plazo, definir los objetivos a alcanzar, señalar lo que se debe guardar y precisar lo que se tiene que recuperar. Por otro lado, se fijó el eje central en la novedad y en el significado del tema central de la clase para que el hipocampo al liberar dopamina lo almacene, creando una representación neuronal de ella, siendo lo importante para el aprendizaje el valor anticipado de la gratificación de un estímulo. (calidad de las clases de pediatría)A fin de poder entender un poco más acerca de estos mecanismos tendremos que conocer ciertas funciones que también intervienen en el aprendizaje: Núcleo accumbens.- Si queremos buscar un sistema de refuerzo en nuestro cuerpo, podemos fijarnos en el sistema mesolímbico de neuronas dopaminérgicas

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(existen además de este otros sistemas de refuerzo). En este sistema hallamos el mencionado núcleo accumbens. El núcleo accumbens recibe aferencias de múltiples centros cerebrales asociados con la manifestacion de emociones (amígdala e hipotálamo) y con la memoria tanto emocional (amígdala) como procedimental y declarativa (hipocampo), además de aferencias dopaminérgicas del área tegmental ventral y de la sustancia negra y de información motora desde las áreas motoras de la corteza. Esto lo convierte

en

una

importante

pieza

del

engranaje

del

aprendizaje

de

comportamientos positivos y negativos: por así decirlo, coordina el estado emocional del cuerpo con la conducta desplegada y se ocupa de procurar de preservar las conductas que han generado un estado positivo.

Esquema de algunas conexiones del núcleo accumbens (NAc): Amígdala (BLA), hipocampo, área tegmental ventral (VTA) y corteza prefrontal (mPFC) El sistema mesolímbico, a través del núcleo accumbens, proyecta sus axones hacia ciertos núcleos basales. Estos núcleos basales son, entre otras cosas, pequeñas “centrales de memoria y coordinación motriz” que te permiten aprender y desplegar conductas relativamente complejas sin que tengas que estar pensando en cómo se ejecutan. También el núcleo accumbens mantiene conexiones con la corteza prefrontal, que a su vez mantiene conexiones con la corteza motora. La corteza prefrontal es un lugar de asociación cortical de MODULO VIII

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importantes funciones de mediación de la conducta: regulación de la atención y elaboración de planes conductuales. Es decir, el núcleo accumbens está estrechamente vinculado con el despliegue de conductas y con su puesta en común con información emocional positiva y negativa. ¿Quiere decir esto que hemos encontrado un posible mecanismo “de criba” sobre las conductas que debemos aprender y las que no?, La respuesta parece positiva. Cuando el núcleo accumbens recibe excitación por parte de la amígdala, hipotálamo y centros motores, significa en términos biológicos que la situación tiene carga emotiva, autónoma y motora, esto es, que la situación, en términos biológicos, es importante: se trata de una situación de valor adaptativo porque ha provocado estados positivos o negativos en “términos de bienestar”. Es decir, es una situación que merece ser recordada. ¿Cómo se materializa este mérito? ¿Cómo hace el núcleo accumbens para promover la “grabación” de la situación y aprender la conducta que ha implicado algo positivo o negativo? La presencia de dopamina en el núcleo

accumbens

facilita

la

potenciación a largo plazo y, por ende, el aprendizaje. Al ser el núcleo accumbens un supuesto mediador de la activación en ganglios basales y

corteza

motora

(relaciones

límbicomotoras), la presencia de dopamina y su facilitación de la potenciación a largo plazo en el núcleo accumbens incide a la larga en la actividad de estos. Diversos estudios han demostrado que la presencia de En azul, esquema de las vías mesolímbicas dopaminérgicas. En la imagen, el núcleo accumbens se denomina “núcleo acuminado”.

dopamina en el sistema facilita el aprendizaje; en cambio, si se inyectan MODULO VIII

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sustancias capaces de bloquear la acción de la dopamina, la potenciación a largo plazo, el aprendizaje, se ven afectados. La activación dopaminérgica del núcleo accumbens implica el fortalecimiento de las conexiones neuronales que involucran una conducta concreta, convirtiendo al suceso en reforzante (es decir, un suceso es reforzante porque se activan estos mecanismos, ningún suceso es reforzante per sé) porque la presencia de esta sustancia implica una facilitación de la potenciación a largo plazo, es decir, el “fortalecimiento” sináptico de las neuronas que acaban de estar activadas. Ahora bien, ¿qué hace que haya presente dopamina en un suceso que, debido a esta presencia, resultará reforzante? Las evidencias parecen indicar que para que un suceso sea capaz de “despertar” al sistema mesolímbico y al núcleo accumbens es necesario que el suceso sea novedoso (esto es, que no tengamos ninguna o apenas información almacenada en la memoria), inesperado (esto es, que “traicione” la información que tenemos almacenada en la memoria), o ambas cosas. Y para completar lo anteriormente visto, la activación del núcleo accumbens ha sido asociado a la experiencia del placer. El hecho del placer en un sistema como este parece completamente lógico si entendemos a este núcleo como parte de un sistema de refuerzo de la conducta. Si, además de la facilitación de la potenciación a largo plazo, el sistema evoluciona de modo que proporcione la experiencia de placer al sujeto, el poder de reforzamiento es una especie de doble bucle: por un lado el organismo se refuerza estructuralmente “por sí mismo” de modo que se fortalecen las conexiones neuronales que llevan a dar esa respuesta y, por el otro, al proporcionar la “experiencia placentera” se torna suficiente motivo como para que el sujeto “desee” (porque la sensación es muy positiva) repetir la conducta. Los ejecutores centrales.- son considerados como mecanismos separados de procesos cognitivos que cumplen un papel fundamental en éstos y se encuentran en diversas partes del sistema nervioso, preferentemente en la corteza prefrontal. MODULO VIII

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Al ser dañadas estas regiones de corteza se reduce notablemente la capacidad de adaptación del individuo a la influencia del medio ambiente y se tiende a la demostración de conductas muy estereotipadas. Los neurocientistas han encontrado que estos ejecutores centrales están repartidos en varias partes del cerebro, aunque la importancia de la corteza prefrontal está demostrada (Fuster, 1997 (3a. edición)). Los Caine y Crowell (l999) han sintetizado a partir de numerosas investigaciones de diferentes disciplinas algunos principios, a modo de resumen de todo lo que hasta aquí hemos visto, que pueden servir de base al pensar en el aprendizaje que se produce a través de la educación. Esas disciplinas comprenden campos como las neurociencias, la psicología cognitiva, la teoría del stress y la creatividad. Constituyen principios, que si se analizan con seriedad tendrán como efecto un cambio profundo sobre la educación, concebida hasta hace poco desde una muy diferente perspectiva. Esos principios son: 1. El cerebro es un sistema viviente, tiene partes con funciones determinadas como los roles del hipocampo en la memoria y las emociones en la amígdala (LeDous l996), pero funciona como un todo, con un propósito y una dinámica que permite que la memoria y la emoción se influencien mutuamente. 2. El cerebro - mente es social. El individuo debe ser concebido siempre como parte integrante de un sistema social más amplio. Eso comienza aun antes del nacimiento. La voz de la madre y su ritmo cardíaco es identificada por el infante. Luego el desarrollo del lenguaje dependerá de escuchar hablar a los demás. Vygofsky (l978) sugiere que incluso la capacidad de tener diálogos internos y pensar es aprendida después de experimentar diálogos externos. 3. La búsqueda de significados es innato. Esa búsqueda está orientada a la supervivencia y puede cambiar con el desarrollo (“Quien soy”, “adónde voy”) y según tlestak (l995) el propósito principal del cerebro es hacer representaciones internas de la realidad. Hasta el bebé, según Sopnik y Melfzoff (l997) nace con la MODULO VIII

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capacidad de desarrollar teorías e hipótesis acerca del funcionamiento del mundo. 4. La búsqueda del significado ocurre a través de patrones„ esto significa el tratar de entender la vida a través de encontrar orden en lo que la ciencia y el arte tienen en común haciendo categorizaciones, encontrando semejanzas y diferencias y comparando caracteres aislados entre sí. El cerebro puede en forma innata categorizar todo lo redondo, o lo lineal, o lo oscuro, olores básicos, el sentido del número, “lo que es árbol”. El resultado de todo eso es que el ser humano construye modelos de la realidad. La filosofía del constructivismo en la educación tiene que ver con la creación de tales percepciones y relaciones. La configuración o “configuracionar” está basado en la fisiología. Grupos de células cerebrales se combinan en redes neuronales que disparan al mismo tiempo en forma consistente. Se requiere del aprendizaje cuando se rompe un patrón y se necesitan

nuevas

respuestas.

Las

nuevas

experiencias,

significados

y

comprensiones reconfiguran las configuraciones automáticas. Y a veces estas reconfiguraciones toman tiempo porque los cambios no son puramente mentales sino que fisiológicos. 5. Las emociones son fundamentales para la configuración. El rol de las emociones en el aprendizaje ha sido cambiante estudiado. Primero no se consideraron, luego sí pero en forma independiente; ahora se consideran importantes desde las investigaciones de J. LeDous (l996) incluso en el pensamiento de orden superior. Con respecto a lo mismo, Damasio (2012) sostiene que son inseparables y que el cuerpo, el cerebro y las emociones forman una unidad no disociable. La emoción y la cognición interactúan, se energizan y se moldean mutuamente. flesfack (l995) añade, “casi todo pensamiento, no importa cuán blando se acompaña de una emoción, no importa cuán sutil”. Por eso es tan difícil de cambiar las creencias que tenemos sobre las cosas, porque muchas veces afectan el sentido de lo que somos. 6. Todo cerebro percibe y crea “par- tes“

y

“totalidades“ en forma

simultánea. En último término existen dos tendencias en todos nosotros para MODULO VIII

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organizar la información. Una es reducir la información a partes; la otra es percibir y trabajar con la información como un todo; y esto surge a partir de la organización cerebral. 7. El aprendizaje involucra una atención focalizada a la vez que percepción periférica. La idea central aquí es que el cerebro/mente está inmerso en un mundo de sensaciones, imágenes y recuerdos, y por lo tanto tiene que seleccionar continuamente aquello que atenderá y aquello que debe ignorar. Sin embargo, aunque se esté dirigiendo la atención directamente a algo, el cerebro del niño también está absorbiendo información que yace más allá del foco inmediato. 8. El aprendizaje siempre involucra procesos conscientes e inconscientes. Las investigaciones de neurocientistas como Joseph LeDous están demostrando la realidad del inconsciente. Los procesos del inconsciente cognitivo atraviesan muchos niveles de complejidad mental, los que van desde el análisis rutinario de las características físicas de un estímulo por nuestro sistema sensorial, hasta los recuerdos de eventos pasados, diálogos internos, la recreación de imágenes de objetos no presentes, hasta la toma de decisiones. Gran parte de las cosas que entendemos y adquieren significado son consecuencia de procesamiento inconsciente. 9. Tenemos por lo menos dos formas de organizar la Memoria. Cuando pensamos en la memoria, automáticamente lo relacionamos con lo que está “almacenado” o lo que intentamos “recuperar”. Pero no es tan simple como esto, porque la memoria está naturalmente activa todo el tiempo en el momento presente en que nos movemos por el mundo y tratamos de darle sentido a nuestro contexto y nuestras experiencias. Esto es posible gracias a que en nuestro cerebro la organización de las memorias es a la vez enfática y dinámica (O’Keefe & Nadel l978). La memoria enfática es la por todos conocida memoria declarativa (de hechos), la semántica (significados), la procedural (habilidades) y la memoria emocional (los sentimientos). El sistema de memoria dinámica, en cambio, se refiere a un sistema experiencial que registra y organiza los eventos MODULO VIII

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momento a momento de la vida. Las regiones del cerebro importantes para este sistema funcionan en el hipocampo y los lóbulos pre frontales. Este sistema nos indica donde estamos en el espacio y registra la historia de lo que nos está pasando momento a momento. 10. El aprendizaje es un proceso en desarrollo. La estructura física no solo se desarrolla porque es alimentada y cobijada, sino por las experiencias que tienen las personas las que literalmente llevan a formar nuevas conexiones entre las neuronas y a secretar agentes químicos que transmiten las señales. La etapa de desarrollo físico más importante durante el desarrollo son los tres primeros años, pero la plasticidad dura toda la vida. La clave más importante para el educador es que todo aprendizaje se construye sobre lo que ha ocurrido anteriormente. “El mensaje emergente es claro„ el cerebro, con su compleja arquitectura e ilimitado potencial es una entidad enormemente plástica y constantemente cambiante, poderosamente modelado por nuestras experiencias de la infancia y a través de toda la vida” M. Diamond & J. Hopson (l998). 11. El aprendizaje complejo se incrementa por los desafíos, se inhibe por las amenazas asociadas con un sentido de desesperanza o fatiga. En el “Cerebro Emocional” (Joseph LeDous, l996) muestra como nuestras respuestas de miedo pueden ser explicadas a través de dos sistemas diferentes. Uno que es rápido (tálamo-amígdala) y es gatillado si el estímulo es amenazante y otro más lento (que va a la corteza cerebral desde el tálamo), y es consciente. El camino rápido se puede gatillar por miedo relacionado al sentido de desesperanza o fatiga. En esas circunstancias revertimos a respuestas más primitivas o programadas

tempranamente

de

modo

que

perdemos

el

acceso

al

funcionamiento cerebral superior. Una alternativa al uso del camino rápido de conexiones es la autoeficacia, que el niño haya tenido la experiencia de hacer elecciones en un ambiente seguro. 12. Cada cerebro está organizado en forma única. (Como las huellas digitales) Todos tenemos el mismo conjunto de sistemas y organización cerebral; sin MODULO VIII

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embargo, somos todos distintos. Los factores que nos hacen parecidos, son los mismos que a la vez nos hacen distintos Todos nacemos con l00 billones de neuronas. Pero nuestro patrón genérico junto con las experiencias particulares de cada uno hace que cada cual tenga un cableado que se diferencia de muchas maneras de cualquier otro. A pesar de las muchas cosas que tenemos en común, el “input” a nuestros sentidos difiere en cierta medida del de los demás, de todos los que nos han precedido y de todos los que vendrán. La unicidad es un hecho de la vida. La raza, el color, las creencias y la cultura son todos aspectos de la individualidad, pero incluso en culturas muy homogéneas existen inmensas diferencias. La naturaleza es diversa y lucha por esa diversidad, y la sola idea de un solo tipo de flor, de un solo tipo de árbol es tan absurdo como desear que el sistema educacional forme un solo tipo de niño. De allí que el concepto de las inteligencias múltiples propuesto por Sardner (2000 a), b) ha sido fan bien, recibido por los educadores.

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NEUROPLASTICIDAD

La neuroplasticidad es la capacidad que tiene el cerebro para formar nuevas redes o modificar las existentes a cada instante como resultado de la interacción de un individuo con el entorno. Es la base de la memoria y el aprendizaje e involucra una visión dinámica de los mecanismos cerebrales. Por ejemplo, si un amigo le muestra fotografías del Castillo de Neuschwanstein (Baviera, Alemania), su cerebro procesará la información sobre la imponente belleza de esta construcción a través de los sentidos de la vista y el oído, creando una nueva red neuronal (dado que usted nunca le había prestado atención a los castillos). Nuestros cinco sentidos son receptores especializados en información sobre el medio ambiente y, como tales, suministran al cerebro un conjunto de señales a las que este les otorga significado. En el caso del aprendizaje, lo importante no es la información que recibimos, sino las modificaciones que los datos producen en nuestro entramado cerebral: los neurocircuitos que se generan y cómo estos cambios pueden influir ante situaciones similares en el futuro. La plasticidad cerebral hace referencia a los cambios funcionales y estructurales del cerebro en respuesta a la experiencia. 1. El aprendizaje modifica la estructura física del cerebro. 2. Los cambios estructurales alteran la organización sensorial del cerebro: el aprendizaje organiza y reorganiza el cerebro. 3. Diferentes partes del cerebro pueden estar capacitadas para aprender en diferentes etapas de la vida.

El grado de plasticidad cerebral depende de varios factores: 1. Factores genéticos (el cerebro no es una tabula rasa). MODULO VIII

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2. Edad. 3. Zona del cerebro considerada. 4. Grado de estimulación 5. Factores emocionales 6. Existencia de lesiones Así, y durante toda la vida, vamos aprendiendo infinidad de cosas, la mayoría de ellas sin realizar ningún tipo de esfuerzo consiente de retención: la información pasa a nuestros almacenes de memoria como un proceso natural que registra, en forma consiente y metaconsciente, todos los datos que alcanzan un determinado umbral de significación. De este modo, voces, objetos, rostros, lugares, sonidos, imágenes, sensaciones, aromas y sabores se van incorporando a nuestro almacén de recuerdos junto a nuestras vivencias y las emociones que estas nos han provocado, e imprimen en nuestra memoria tanto las imágenes como las construcciones simbólicas que elaboramos. La experiencia sensorial y el aprendizaje modifican las propiedades de las sinapsis, provocando: - Cambios funcionales (reducción del umbral de excitación, mayor liberación de neurotransmisores, mayor persistencia del contacto entre neurotransmisores y receptores, etc.), y - Cambios estructurales de las sinapsis (aumenta el número de sinapsis, cambian los contactos sinápticos preexistentes, etc.). Implicancias de la experiencia en el aprendizaje: 1. El desarrollo y la organización funcional del cerebro dependen y se benefician con la experiencia. 2. Por experiencia se entiende toda forma de estímulo capaz de modificar la organización, estructura y funciones del cerebro. 3. Los estímulos interactúan entre sí y alteran los sustratos neurales en determinadas áreas del cerebro, áreas que a su vez habían sido modificados por estímulos previos. MODULO VIII

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4. Algunas experiencias tienen efectos más poderosos durante determinados periodos de la vida, siendo necesario determinar qué formas de aprendizaje están ligadas a períodos críticos y cuáles pueden desarrollarse en periodos más amplios. 5. Dada la relación íntima entre las estructuras cognitivas y las estructuras emocionales del cerebro, el aprendizaje se verá reforzado si se lleva a cabo en un clima emocional adecuado.

Nuestros cinco sentidos son receptores especializados en información sobre el medio ambiente y, como tales, suministran al cerebro un conjunto de señales a las que este les otorga significado. En el caso del aprendizaje, lo importante no es la información que recibimos, sino las modificaciones que los datos producen en nuestro entramado cerebral: los neurocircuitos que se generan y cómo estos cambios pueden influir ante situaciones similares en el futuro. Así, y durante toda la vida, vamos aprendiendo infinidad de cosas, la mayoría de ellas sin realizar ningún tipo de esfuerzo consciente de retención: la información pasa a nuestros almacenes de memoria como un proceso natural que registra, en forma conciente y metaconciente, todos los datos que alcanzan un determinado umbral de significación. Dado que la información nueva necesita ser relacionada con la ya existente por ejemplo, para formar un concepto, el aprendizaje depende de la memoria y, a su vez, la memoria no existiría si no tuviera lugar el aprendizaje. A nivel funcional:

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¿Cómo aprendemos? En neurociencias muchos temas son motivo de discusión. Lo que prácticamente no se discute es que el gran científico Donald Hebb estaba acertado cuando, hace más de cincuenta años, señaló que los recuerdos podían estar almacenados en modificaciones sinápticas y que estas modificaciones estaban distribuidas extensamente en el cerebro. Las ideas hebbianas pueden resumirse en los siguientes conceptos:  La huella de un recuerdo fruto del aprendizaje se produce y se mantiene por medio de modificaciones celulares que primero trazan y luego consolidan la estructura de las redes neuronales.  El aprendizaje se produce cuando trabajan en simultáneo dos neuronas conectadas entre sí.  El funcionamiento en simultáneo es lo que permite la creación de redes neuronales MODULO VIII

y

actúa

como

factor Pág. 80


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desencadenante en la formación de los recuerdos. Según la teoría de Hebb, la fuerza de una conexión entre neuronas (sinapsis) se incrementa si las células conectadas se activan repetidas veces y en forma simultánea. De este modo, se van formando las memorias resultantes del aprendizaje. Recién en 1973, cuando Bliss y Lomo presentaron su trabajo sobre el proceso de potenciación a largo plazo (PLP), la teoría de Hebb fue confirmada. La PLP se define como un fenómeno relacionado con la comunicación entre neuronas de la que dependen el aprendizaje y la memoria. Por ello, su base molecular está siendo investigada intensamente. Lo que observaron Bliss y Lomo fue que cuantas más veces experimentaba una célula el mismo estímulo, más fuerte se volvía la señal eléctrica, permitiendo a las células distinguir entre información nueva e información conocida. Parece un tema difícil y, por cierto, es complejo. Recurriré, entonces, a un modelo sencillo para ayudar a comprenderlo: ante cada estímulo sensorial se activa la corteza correspondiente, por ejemplo, si su abuelo se acerca con una botella de vino, se activarán las neuronas de su corteza visual, si hace sonar la copa de cristal con algún utensilio antes de servirlo, se activará su corteza auditiva (además de otras estructuras relacionadas). Cada vez que evoque la imagen de un buen tinto o de una copa de cristal comenzarán trabajar las mismas neuronas que se habían activado cuando su cerebro registró por primera vez ambos objetos y la relación entre ellos. Si dicha experiencia llevó una emoción profunda asociada, el momento se grabará en su memoria para siempre. Los siguientes son los principales conceptos que el lector debe retener para comprender el fenómeno del aprendizaje a nivel neurológico: El aprendizaje depende de la potenciación a largo plazo, que es el mecanismo que traslada la información desde la memoria de corto plazo a la de largo plazo. MODULO VIII

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La pérdida de memoria después del aprendizaje es enorme. Si bien durante una hora se puede retener la información que se acaba de adquirir (ya que el cerebro integra los nuevos datos), a este lapso le sigue una espectacular disminución en la que, al cabo de 24 horas, el 80% de los detalles puede perderse. El mantenimiento del aprendizaje (cuando no es emocional) depende del grado de profundidad con que se haya procesado la información durante el aprendizaje, así como de las repetidas recuperaciones que se hagan de los contenidos almacenados. Del aprendizaje al neuroaprendizaje Para comprender las bases neurobiológicas del aprendizaje y, fundamentalmente, qué significa neuroaprendizaje, es importante incorporar los cinco conceptos fundamentales que figuran en la gráfica siguiente:

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Los siguientes son los principales conceptos que el lector debe retener para comprender el fenómeno del aprendizaje a nivel neurológico: 

El aprendizaje depende de la potenciación a largo plazo, que es el mecanismo que tras-lada la información desde la memoria de corto plazo a la de largo plazo.

La pérdida de memoria después del aprendizaje es enorme. Si bien durante una hora se puede retener la información que se acaba de adquirir (ya que el cerebro integra los nuevos datos), a este lapso le sigue una espectacular disminución en la que, al cabo de 24 horas, el 80% de los detalles puede perderse.

Sin duda, estamos transitando una era en la cual la extrapolación de los onocimientos de las neurociencias a las distintas profesiones se ha convertido en insoslayable. Más aún, en las organizaciones de avanzada ya no se habla de MODULO VIII

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capacitación, sino de neurocapacitación, porque las nuevas técnicas apuntan no sólo a potenciar los procesos de enseñanza-aprendizaje en temas específicos sino también, y esto es relevante, al desarrollo del potencial cerebral de la organización mediante un proceso de neuroplasticidad autodirigida. Hoy por hoy, no existe materia prima más preciosa que el natural e inherente potencial del cerebro para aprender y, más aún, en toda expansión de la inteligencia, de la capacidad creativa, de la habilidad para percibir e interpretar las relaciones entre los hechos, están presentes los procesos de neuroeducación y neuroaprendizaje. No hablamos aquí del concepto clásico de aprendizaje, es decir, del que adquirimos luego de años y años de educación formal, sino de neuroaprendizaje, porque aprender no es simplemente incorporar información, sino convertir esa información en conocimiento nuevo, útil para nuestra vida y para el crecimiento profesional y organizacional y en ello consiste, precisamente, la neuroplasticidad autodirigida.

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DOCENCIA UNIVERSITARIA PROGRAMA DE ACTUALIZACION PROFESIONAL Desarrolle el siguiente cuestionario y entréguelo a nuestras coordinadoras académicas o envíelo a nuestras oficinas de enlace académico a nivel nacional.

CUESTIONARIO VIII 1) Escribe

en

tus

propias

palabras

una

definición

de

LA

NEUROFISIOLOGÍA DEL APRENDIZAJE? 2) Escribe Cuales son las bases biologicas de la memoria? 3) ____________________intenta explicar con su teoría cómo las emociones

influyen

en

nuestros

procesos

de

decisiones,

razonamiento y claro también en nuestro aprendizaje. 4) Menciones cuales son los principios Caine y Crowell (1999) han sintetizado a partir de numerosas investigaciones de diferentes disciplinas. 5) Realice Un Breve Resumen Sobre Neuroplasticidad

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