junio 20, 2017

La Importancia del Cerebro en el Aprendizaje





El cerebro para aprender necesita percibir y codificar la información, utilizando los recursos multisensoriales. Centro del sistema nervioso central y estación receptora de estímulos, es poderoso en captar aprendizaje de diferentes maneras por diferentes vías ya que el cerebro está diseñado para aprender.

Tiene la capacidad de adaptarse a diferentes cambios en su medio interno o externo. Este aprendizaje se va enriqueciendo gracias a las experiencias que vamos adquiriendo durante la vida.

El aprendizaje es el elemento básico de la inteligencia humana y de la mayoría de los procesos cerebrales. Se puede definir como cualquier variación en las redes sinápticas que produzca cambios en el comportamiento o en el pensamiento.


El proceso cerebral del aprendizaje

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 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.

Para que pueda producirse el aprendizaje es necesario al menos la ejecución de tres procesos cerebrales llamados Dispositivos básicos del aprendizaje (DBA) y que son:

La atención. Es la inclinación y concentración de la psiquis en determinados objetos que suponen una elevación del nivel de la actividad sensorial, intelectual y motriz.

La motivación. Es un estado de excitabilidad óptima para iniciar un condicionamiento como una de las condiciones del sistema nervioso central que hacen posible un proceso de aprendizaje.

La memoria. Es la capacidad de adquirir, almacenar y recuperar la información.


Cómo se ordena la información en nuestro cerebro


El proceso de ordenación de la información en nuestro cerebro no funciona como una biblioteca, donde se coloca un libro ordenado por temas, pero sigue siendo un libro con su información independiente. Toda información que entra en nuestro cerebro a través de nuestros sentidos es incorporada a una red neuronal ya existente o bien crea una nueva, formando modelos o bloques de información que inmediatamente se relacionan con otras redes.

Estos bloques de información tienen una estructura que conforma un modelo mental o creencia a la que se va asociando nueva información, pero siempre manteniendo la misma estructura lógica.



Partes del cerebro encargadas del aprendizaje

Muchas partes del cerebro están involucradas en el proceso de aprendizaje, algunas en aspectos similares del aprender y otras controlando partes específicas. Cada área del cerebro se desarrolla durante un curso de tiempo que varía de dos o tres años hasta ocho años.

Lóbulo frontal

El lóbulo frontal (ubicado detrás de la frente) controla la personalidad, pero también la resolución de problemas, la memoria, el lenguaje, el juicio y el control de impulsos. El lado izquierdo de este lóbulo está más basado en el lenguaje mientras que el lado derecho se centra en procesos que no requieren el uso del mismo. El daño en esta área podría afectar el pensamiento crítico y la habilidad de solución de problemas.

Lóbulo temporal

El lóbulo temporal tiene muchas funciones en el aprendizaje, tales como la organización de la información, la memoria y el discurso. Controla la recuperación de la memoria, la memoria visual y la relacionada con hechos.

Amígdalas

Esta área del cerebro está ubicada en la parte más baja del lóbulo temporal, y es responsable del almacenamiento y la organización de las memorias relacionadas con las emociones. Estas memorias son recordadas más tarde y usadas para reaccionar ante circunstancias similares. También desempeña un papel en la elección de las memorias que se almacenan y en la organización del almacenamiento de todas las memorias, lo cual es importante para el aprendizaje.

Hipocampo

El hipocampo está involucrado en la formación de nuevas memorias. Lo hace creando conceptos, y organizando las experiencias en ellos. Esto ayuda a identificar los contextos de las acciones y los eventos, los organiza en un sistema de almacenamiento que tiene sentido para el cerebro.


Lenguaje


La mayor parte del aprendizaje del lenguaje se centra en el lóbulo frontal izquierdo; sin embargo, se encontró que otra estructura llamada circunvolución de Heschl se utiliza para el aprendizaje de idiomas extranjeros en los adultos.

Matemáticas

Diferentes estructuras del cerebro se utilizan para las habilidades de matemática, dependiendo de matemática exacta o estimativa. Los cálculos matemáticos exactos están relacionados con los centros del lenguaje del lóbulo frontal izquierdo, mientras que el estimativo está relacionado con el lóbulo parietal en donde se procesan las tareas espaciales y analógicas.


Un período crítico para el aprendizaje

Las diferentes áreas del cerebro usadas en el aprendizaje se desarrollan en distintos periodos de tiempo. El cerebro debe transitar por un período de formación de sinapsis, y luego recortar las conexiones no utilizadas para completar su desarrollo. La mayor parte de ello ocurre durante los primeros 12 años. El lóbulo frontal tiene uno de los períodos más largos de desarrollo, con aproximadamente 10 años.

Existe un período crítico para el desarrollo cerebral que está estrechamente relacionado con los estímulos ambientales.

Los primeros años de vida son esenciales para el desarrollo del cerebro. Durante este período las experiencias negativas pueden dejar daños permanentes y graves que entre otras manifestaciones, se traducen en dificultades para el aprendizaje posterior.

Es durante este período que se va estableciendo el llamado "cableado cerebral" o proceso de interconexión neuronal. Se trata de un sistema extraordinariamente complejo, que aún no se descubre cómo se consigue establecer, pero que es indispensable para permitir el rápido envío de informaciones que constantemente deben pasar de una parte a otra del cerebro. Su funcionalidad necesita de una muy bien organizada red neuronal. El correcto establecimiento de estas conexiones es vital para el proceso de aprendizaje.

Durante este período, el cerebro no sólo es especialmente receptivo al adquirir cierto tipo de información sino que además necesita de ella para lograr las conexiones neuronales en forma apropiada. Los estímulos emocionales, efectivos, verbales, visuales y auditivos, orientan y conducen el complejo proceso de interconexión de las neuronas, que posteriormente va a permitir un aprendizaje normal.

Especialmente importante es la seguridad que proporciona el apego a la madre, como lo es también la estimulación verbal, de colores y la estimulación motora.

En un medio ambiente adverso no se establecen correctamente estas conexiones, por lo que el proceso posterior de aprendizaje se dificulta. También se ha reconocido que durante este período el cerebro es extraordinariamente plástico. Es así como se ha observado que si la depravación y la desnutrición se produce durante los primeros meses de vida, el cociente de desarrollo psicomotor se retarda, lo que coincide con muy escasas conexiones neuronales.



Sin embargo, si antes de que se cierre esta ventana, se interviene con una alimentación adecuada y estimulación verbal y psicoafectiva (antes de cumplir tres años), aún hay tiempo para la recuperación del daño. En un tiempo relativamente corto, vuelven a restablecerse las conexiones sinápticas. Sin esta estimulación, el daño se hace permanente, quedando el niño definitivamente lesionado.

El entrenamiento de la habilidad musical desarrollado durante los primeros períodos de la vida, se traduce en una mayor actividad de la región cortical somato-sensorial, y que éste es más intenso, mientras más precozmente comience el entrenamiento. Con ello se demuestra que el cerebro es más receptivo en su desarrollo mientras más temprano se inicie el entrenamiento.

Lo mismo sucede con el lenguaje, observándose que el cerebro joven aprende un nuevo lenguaje con gran fluidez, a diferencia del que trata de aprenderlo más tarde.

Si bien el cerebro del niño posee una enorme plasticidad, el cerebro del adulto no la pierde. Es cierto que los primeros años corresponden al tiempo privilegiado para aprender, pero este proceso puede también lograrse a cualquier edad. Lo que habría que averiguar es si el mecanismo de aprendizaje difiere con la edad. Si esto es así, el desarrollo de estrategias de aprendizaje deberían ser también adecuadas a cada período de la vida.

Gracias a los avances de la química cerebral y al uso de nuevas y fantásticas tecnologías desarrolladas en los últimos años, se ha comenzado a comprender lo complejo del proceso y lo vulnerable que es a factores ambientales. Una mala alimentación impacta en el correcto cableado cerebral, como también se sabe que un ambiente negativo dificulta el proceso de cableado, y esto se traduce en un impacto duradero que se va a poner en evidencia en dificultades posteriores de aprendizaje.

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Funcionamiento del cerebro durante el aprendizaje

Un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachussetts (MIT), en un estudio publicado en la revista Neuron en mayo 2014, ha descubierto de qué forma el cerebro humano es capaz de absorber y de analizar rápidamente nueva información, lo que llamamos aprendizaje.

Para el experimento, los investigadores realizaron varias pruebas de aprendizaje con monos mientras eran monitoreados mediante electroencefalografía (EEG) con objeto de medir las ondas cerebrales. En las tareas de aprendizaje, los científicos ya habían demostrado que las neuronas en la zona del cuerpo estriado del cerebro, la que controla la formación de los hábitos, eran las que se activaban en primer lugar y luego eran seguidas por una activación más lenta de las neuronas de la corteza prefrontal, el sistema de control ejecutivo del cerebro.

La clave estaba en averiguar si esta activación escalonada era provocada por una comunicación entre ambas regiones cerebrales o se trataba de dos sistemas independientes. Gracias a la medición de ondas cerebrales, los investigadores descubrieron que mientras los monos estaban aprendiendo la tarea, aparecieron nuevos patrones de ondas cerebrales, las llamadas ondas beta, que para sorpresa de los expertos, comenzaron a sincronizarse, lo que demuestra que ambas regiones, el cuerpo estriado y la corteza prefrontal, se están comunicando.

Según los científicos hay algún mecanismo desconocido que permite a estos patrones de resonancia formarse, y estos circuitos empiezan a 'sonar' juntos. Ese zumbido entonces puede fomentar posteriores cambios de plasticidad a largo plazo en el cerebro, pero la primera cosa que sucede es que empiezan a sincronizarse.

Según las conclusiones del estudio, nuestros 'circuitos' están en constante actualización para mantener la expansión de nuestro conocimiento, y ahora estamos viendo la evidencia directa de las interacciones entre estos dos sistemas durante el aprendizaje, que no se había visto antes.


El cerebro consume mucha energía en la etapa de la infancia

Un estudio en común de las universidades de Northwestern, Wayne, Illinois y George Washington; las escuelas de medicina de Harvard y Monte Sinaí, y el Hospital de Michigan, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) en octubre 2014, demuestra que en la etapa de la infancia, el desarrollo cerebral tiene la prerrogativa de consumir más combustible; es decir, gastar proporcionalmente más glucosa. Esto, porque necesita desarrollar una serie de circuitos y conexiones neuronales que permiten al niño acelerar su aprendizaje.

Los investigadores revisaron estudios de resonancia magnética y de escáner tipo PET, para conocer el consumo de glucosa por el cerebro en niños, jóvenes y adultos.

El trabajo ayuda a aclarar por qué los niños crecen más lento en comparación con los mamíferos más cercanos como los primates. Entre los cuatro y los cinco años los niños también tienen más neuronas, y eso explica este mayor consumo de energía.

Después este gasto es menor porque se produce la "poda neuronal". Este fenómeno corresponde a la eliminación de ciertas conexiones que tienen relación con habilidades que el niño no practica, y, así, caen en desuso poco a poco.

La investigación concluye que el cerebro de un niño de cinco años consume el doble de energía en comparación al de un adulto plenamente desarrollado. Los hallazgos sugieren que el cuerpo no puede hacer frente a un rápido crecimiento en los años de la infancia, debido a que una gran cantidad de energía se necesita para alimentar el desarrollo del cerebro.


La curiosidad influye sobre el cerebro y mejora el aprendizaje

Un estudio realizado por investigadores del Laboratorio de Memoria Dinámica de la Universidad de California en Davis, publicado por la revista Neuron en diciembre 2014, reveló qué sucede en el cerebro cuando las personas sienten curiosidad.

En el trabajo analizaron con resonancia magnética cerebral 19 voluntarios sanos de entre 18 y 31 años.

En primer lugar, aprenden mejor la información que buscaban. Pero lo que más sorprendió fue que una vez que la curiosidad se estimula, también las personas aprenden mejor otros datos que no tienen relación con lo que les interesa, pero que encuentran en su proceso de búsqueda.

El segundo aspecto que analizaron fue que cuando se estimula la curiosidad hay una activación del circuito cerebral de la recompensa, que se relaciona con la dopamina. Demostraron que esta motivación intrínseca en realidad recluta las mismas áreas cerebrales que están involucradas en la motivación extrínseca, aquella que cuenta con recompensas tangibles.

El tercer elemento que detectaron fue que cuando la curiosidad motiva el aprendizaje, hay un aumento de la actividad nerviosa en el hipocampo, región importante en la formación de nuevos recuerdos. Además, observaron un aumento de la interacción entre el hipocampo y el circuito de la recompensa. El cerebro está listo para aprender la información y retenerla, incluso cuando esa información no es de un particular interés.

Este trabajo demuestra que la curiosidad es un factor importante para el aprendizaje. Algo que hasta ahora se había confirmado para factores como la emoción o el esfuerzo. La curiosidad lleva a valorizar más las cosas, y eso permite codificar mejor la información y retenerla. Esto se ve en los niños: mientras más motivados están y más interés tienen, aprenden más.


La canela puede mejorar la capacidad de aprendizaje

Neurólogos del Rush University Medical Center de EEUU, en un estudio publicado en el Journal of Neuroinmune Pharmacology en junio de 2016, han descubierto que la canela podría aumentar la plasticidad neuronal del hipocampo, que es una pequeña parte del cerebro que genera, organiza y almacena la memoria.

En la investigación se halló que alimentar con canela a ratones de laboratorio con escasa capacidad de aprendizaje hizo que estos animales aprendieran mejor. Los ratones sometidos a análisis recibieron alimentación oral de canela en polvo, que sus cuerpos metabolizaron en benzoato de sodio, una sustancia química utilizada como tratamiento farmacológico de la lesión cerebral.

Cuando el benzoato de sodio entró en los cerebros de los ratones, se incrementó la proteína CREB y disminuyó la GABRA5. Además, se estimuló la plasticidad de las neuronas del hipocampo. Estos cambios, a su vez condujeron a una mejora de la memoria y el aprendizaje de los ratones.

Los investigadores comprobaron esta mejora utilizando un laberinto circular estándar elevado y con 20 agujeros que los animales debían ir identificando. Después de dos días de entrenamiento, la capacidad de los animales para encontrar los agujeros fue evaluada. Encontraron que los ratones, que previamente tenían una memoria pobre, aprendieron a recorrer un laberinto en menos de la mitad del tiempo después de consumir canela por vía oral durante un mes, incluso cuando se cambió la ubicación de salida en cada prueba.

Se halló así que, después de comer canela, los ratones con una capacidad de aprendizaje habían mejorado en memoria y aprendizaje. También descubrieron que el tratamiento con canela contribuyó a cambios favorables en el hipocampo de esos ratones.

Estos estudios en ratones fueron los primeros pasos, pero queda por verse si la canela mantiene la virtud de incentivar el cerebro en aplicaciones en humanos. Si los efectos observados se convierten a dosis de tamaño humano, los adultos necesitarían alrededor de la mitad de una cucharadita diaria de canela en polvo.


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