La neurociencia educativa (o neuroeducación , [1] un componente de Mente, Cerebro y Educación ) es un campo científico emergente que reúne a investigadores en neurociencia cognitiva , neurociencia cognitiva del desarrollo , psicología educativa , tecnología educativa , teoría de la educación y otras disciplinas relacionadas para explorar las interacciones entre los procesos biológicos y la educación. [2] [3] [4] [5] Los investigadores en neurociencia educativa investigan los mecanismos neuronales de la lectura , [4] la cognición numérica , [6] la atención y sus dificultades asociadas, incluyendo la dislexia , [7] [8] la discalculia [9] y el TDAH en relación con la educación . Los investigadores en esta área pueden vincular los hallazgos básicos en neurociencia cognitiva con la tecnología educativa para ayudar en la implementación del currículo para la educación matemática y la educación lectora . El objetivo de la neurociencia educativa es generar investigación básica y aplicada que proporcione una nueva explicación transdisciplinaria del aprendizaje y la enseñanza , que sea capaz de informar la educación. Un objetivo importante de la neurociencia educativa es tender un puente entre ambos campos mediante un diálogo directo entre investigadores y educadores, evitando a los "intermediarios de la industria del aprendizaje basado en el cerebro", que tienen un interés comercial creado en la venta de "neuromitos" y sus supuestos remedios. [4]
El potencial de la neurociencia educativa ha recibido distintos grados de apoyo tanto de los neurocientíficos cognitivos como de los educadores. Davis [10] sostiene que los modelos médicos de la cognición "... tienen sólo un papel muy limitado en el campo más amplio de la educación y el aprendizaje, principalmente porque los estados intencionales relacionados con el aprendizaje no son internos a los individuos de una manera que pueda ser examinada por la actividad cerebral". Pettito y Dunbar [11] , por otro lado, sugieren que la neurociencia educativa "ofrece el nivel de análisis más relevante para resolver los problemas centrales de la educación actual". Howard-Jones y Pickering [12] encuestaron las opiniones de profesores y educadores sobre el tema y descubrieron que, en general, estaban entusiasmados con el uso de los hallazgos neurocientíficos en el campo de la educación y que sentían que estos hallazgos tendrían más probabilidades de influir en su metodología de enseñanza que en el contenido del currículo. Algunos investigadores adoptan una visión intermedia y consideran que un vínculo directo entre la neurociencia y la educación es "un puente demasiado lejano", [13] pero que una disciplina que sirva de puente, como la psicología cognitiva o la psicología educativa [14], puede proporcionar una base neurocientífica para la práctica educativa. Sin embargo, la opinión predominante parece ser que el vínculo entre la educación y la neurociencia aún no ha alcanzado su pleno potencial y que, ya sea a través de una tercera disciplina de investigación o mediante el desarrollo de nuevos paradigmas y proyectos de investigación en neurociencia, es el momento adecuado para aplicar los hallazgos de la investigación neurocientífica a la educación de una manera práctica y significativa. [2] [4] [5]
Algunos estudiosos, como Herbert Walberg y Geneva Haertel, remontan el comienzo de la neurociencia educativa a la era entre 1800 y 1850, cuando el estudio científico de los órganos sensoriales comenzó a hacer avances. [15] Fue durante esta época cuando ganó aceptación el dictamen de Galeno , que sostenía que la mente estaba ubicada en el cerebro. El estudio de la acción refleja durante esta era desencadenó un debate sobre los estados conscientes e inconscientes. La cronometría mental , que estudiaba la velocidad de procesamiento o el tiempo de reacción del cerebro, también comenzó durante este período y se utilizó para inferir preguntas sobre la secuencia temporal de las operaciones mentales. A fines del siglo XIX, todos estos avances se categorizaron como la "nueva psicología". [15]
Un hito temprano para el desarrollo de la neurociencia educativa fue la oferta de un curso de psicología educativa en 1839 en la Universidad de Nebraska . [15] [16] En 1886 se ofrecían cursos similares en la Universidad Estatal de Nueva York en Oswego , el Departamento de Escuela Normal de la Universidad de Iowa y el Departamento de Pedagogía de la Universidad de Indiana . [15] En 1895, la Universidad de Nebraska fundó una cátedra de psicología educativa. [15] [16] En la década de 1900, las disputas entre las escuelas de educación crecieron sobre el contenido de los cursos de psicología educativa de pregrado. (El desacuerdo entre profesionales sobre la definición de neurociencia educativa siempre ha sido parte del campo y continúa hasta el día de hoy). [15] A pesar de los argumentos sobre cómo se debe definir el campo, existe un acuerdo generalizado de que los psicólogos estadounidenses William James , Edward Thorndike y James McKeen Cattell son figuras importantes en su avance en las primeras décadas de 1900. [15] Otro hito para el campo de la neurociencia educativa fue la publicación en 1910 del primer número del Journal of Educational Psychology . [15] Desde entonces, los movimientos filosóficos y científicos (como la teoría cognitiva ) han influido en el desarrollo del campo. A medida que el campo ha madurado, ha desempeñado un papel en la conformación de políticas durante los períodos de reforma educativa. [15]
El surgimiento de la neurociencia educativa surgió de la necesidad de una nueva disciplina que haga que la investigación científica sea aplicable en la práctica en un contexto educativo. Al abordar el campo más amplio de "mente, cerebro y educación", Kurt Fischer afirma: "El modelo tradicional no funcionará. No basta con que los investigadores recopilen datos en las escuelas y pongan esos datos y los artículos de investigación resultantes a disposición de los educadores", [17] ya que este método excluye a los docentes y a los estudiantes de la posibilidad de contribuir a la formulación de métodos y preguntas de investigación adecuados.
El aprendizaje en psicología cognitiva y neurociencia se ha centrado en cómo los seres humanos individuales y otras especies han evolucionado para extraer información útil de los mundos naturales y sociales que los rodean. [18] Por el contrario, la educación, y especialmente la educación formal moderna, se centra en descripciones y explicaciones del mundo que no se puede esperar que los estudiantes adquieran por sí mismos. De esta manera, el aprendizaje en el sentido científico y el aprendizaje en el sentido educativo pueden verse como conceptos complementarios. Esto crea un nuevo desafío para la neurociencia cognitiva para adaptarse a los requisitos prácticos del mundo real del aprendizaje educativo. Por el contrario, la neurociencia crea un nuevo desafío para la educación, porque proporciona nuevas caracterizaciones del estado actual del estudiante, incluido el estado cerebral, el estado genético y el estado hormonal, que podrían ser relevantes para el aprendizaje y la enseñanza. Al proporcionar nuevas medidas de los efectos del aprendizaje y la enseñanza, incluida la estructura y la actividad cerebrales, es posible discriminar diferentes tipos de métodos y logros de aprendizaje. Por ejemplo, la investigación en neurociencia ya puede distinguir el aprendizaje de memoria del aprendizaje a través de la comprensión conceptual en matemáticas. [19]
La Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos publicó un informe importante en el que destaca que “la neurociencia ha avanzado hasta el punto en que es hora de pensar críticamente sobre la forma en que la información de las investigaciones se pone a disposición de los educadores para que se interprete de manera apropiada para la práctica, identificando qué hallazgos de las investigaciones están listos para su implementación y cuáles no”. [20]
En su libro The Learning Brain (El cerebro que aprende ), los investigadores del «Centro de Neurociencia Educativa» de Londres, Blakemore y Frith, describen la neurofisiología del desarrollo del cerebro humano que ha dado lugar a muchas teorías sobre la neurociencia educativa. [21] Uno de los pilares fundamentales que sustentan el vínculo entre la educación y la neurociencia es la capacidad del cerebro para aprender. La neurociencia está desarrollando y aumentando nuestra comprensión del desarrollo cerebral temprano y de cómo estos cambios cerebrales podrían relacionarse con los procesos de aprendizaje.
Casi todas las neuronas del cerebro se generan antes del nacimiento, durante los tres primeros meses de embarazo, y el cerebro del recién nacido tiene un número de neuronas similar al de un adulto. Se forman muchas más neuronas de las necesarias, y sólo sobreviven las que forman conexiones activas con otras neuronas. En el primer año después del nacimiento, el cerebro del bebé atraviesa una fase intensa de desarrollo, durante la cual se forman cantidades excesivas de conexiones entre neuronas, y muchas de estas conexiones sobrantes deben eliminarse mediante el proceso de poda sináptica que sigue. Este proceso de poda es una etapa del desarrollo tan importante como el rápido crecimiento temprano de las conexiones entre las células cerebrales. El proceso durante el cual se forman grandes cantidades de conexiones entre neuronas se llama sinaptogénesis . En el caso de la visión y la audición (corteza visual y auditiva), hay una sinaptogénesis temprana extensa. La densidad de conexiones alcanza un máximo de alrededor del 150% de los niveles de los adultos entre los cuatro y los 12 meses, y luego las conexiones se podan ampliamente. La densidad sináptica regresa a los niveles de los adultos entre los dos y los cuatro años en la corteza visual. En otras áreas, como la corteza prefrontal (que se cree que sustenta la planificación y el razonamiento), la densidad aumenta más lentamente y alcanza su punto máximo después del primer año. La reducción a los niveles de densidad de los adultos lleva al menos otros 10 a 20 años; por lo tanto, hay un desarrollo cerebral significativo en las áreas frontales incluso en la adolescencia. El metabolismo cerebral (la captación de glucosa, que es un índice aproximado del funcionamiento sináptico) también está por encima de los niveles de los adultos en los primeros años. La captación de glucosa alcanza un máximo de aproximadamente el 150% de los niveles de los adultos en algún momento alrededor de los cuatro o cinco años. A la edad de alrededor de diez años, el metabolismo cerebral se ha reducido a los niveles de los adultos en la mayoría de las regiones corticales. El desarrollo cerebral consiste en ráfagas de sinaptogénesis, picos de densidad y luego reorganización y estabilización de las sinapsis. Esto ocurre en diferentes momentos y a diferentes ritmos para diferentes regiones cerebrales, lo que implica que puede haber diferentes períodos sensibles para el desarrollo de diferentes tipos de conocimiento. La investigación neurocientífica sobre el desarrollo cerebral temprano ha informado la política educativa gubernamental para niños menores de tres años en muchos países, incluidos los EE. UU. y el Reino Unido. Estas políticas se han centrado en enriquecer el entorno de los niños durante los años de guardería y preescolar, exponiéndolos a estímulos y experiencias que se cree maximizan el potencial de aprendizaje del cerebro joven.
Aunque un número cada vez mayor de investigadores buscan establecer la neurociencia educativa como un campo de investigación productivo, aún continúa el debate respecto del potencial de colaboración práctica entre los campos de la neurociencia y la educación, y si la investigación neurocientífica realmente tiene algo que ofrecer a los educadores.
Daniel Willingham [22] afirma que "no es discutible si la neurociencia puede ser informativa para la teoría y la práctica educativas; lo ha sido". Llama la atención sobre el hecho de que la investigación conductual por sí sola no fue decisiva para determinar si la dislexia evolutiva era un trastorno de origen principalmente visual o fonológico. La investigación con neuroimagen pudo revelar una activación reducida en los niños con dislexia en las regiones cerebrales que se sabe que apoyan el procesamiento fonológico, [23] lo que respalda la evidencia conductual de la teoría fonológica de la dislexia.
Mientras que John Bruer [13] sugiere que el vínculo entre la neurociencia y la educación es esencialmente imposible sin un tercer campo de investigación que vincule ambas, otros investigadores creen que esta visión es demasiado pesimista. Si bien reconoce que deben construirse más puentes entre la neurociencia básica y la educación, y que deben deconstruirse los llamados neuromitos (ver más abajo), Usha Goswami [24] sugiere que la neurociencia cognitiva del desarrollo ya ha hecho varios descubrimientos útiles para la educación, y también ha llevado al descubrimiento de "marcadores neuronales" que pueden usarse para evaluar el desarrollo. En otras palabras, se están estableciendo hitos de la actividad o estructura neuronal, con los que se puede comparar a un individuo para evaluar su desarrollo.
Por ejemplo, la investigación sobre el potencial relacionado con eventos (ERP) ha descubierto varias firmas neuronales del procesamiento del lenguaje, incluidos los marcadores de procesamiento semántico (p. ej., N400), procesamiento fonético (p. ej., negatividad de desajuste) y procesamiento sintáctico (p. ej., P600). Goswami [24] señala que estos parámetros ahora se pueden investigar longitudinalmente en niños, y que ciertos patrones de cambio pueden indicar ciertos trastornos del desarrollo. Además, la respuesta de estos marcadores neuronales a intervenciones educativas específicas se puede utilizar como una medida de la eficacia de la intervención. Investigadores como Goswami afirman que la neurociencia cognitiva tiene el potencial de ofrecer varias posibilidades interesantes para la educación. Para la educación especial, estas incluyen el diagnóstico temprano de necesidades educativas especiales; el seguimiento y la comparación de los efectos de diferentes tipos de aportes educativos en el aprendizaje; y una mayor comprensión de las diferencias individuales en el aprendizaje y las mejores formas de adaptar el aporte al alumno. [24]
Una posible aplicación de la neuroimagen destacada por Goswami [24] es la diferenciación entre el desarrollo retrasado y el desarrollo atípico en los trastornos del aprendizaje. Por ejemplo, ¿un niño con dislexia desarrolla funciones de lectura de una manera totalmente diferente a la de los lectores típicos, o se desarrolla siguiendo la misma trayectoria, pero sólo tarda más en hacerlo? De hecho, ya existen pruebas que sugieren que en los niños con trastornos específicos del lenguaje y dislexia el desarrollo del sistema del lenguaje está retrasado en lugar de ser fundamentalmente diferente en su naturaleza. [25] [26] Sin embargo, en trastornos como el autismo, el desarrollo cerebral puede ser cualitativamente diferente, mostrando una falta de desarrollo en las regiones cerebrales asociadas con una "teoría de la mente". [27]
Goswami [24] también sugiere que la neuroimagen podría utilizarse para evaluar el impacto de programas de entrenamiento específicos, como el Dore, un programa de ejercicios basado en la hipótesis del déficit cerebeloso que tiene como objetivo mejorar la lectura a través de una serie de ejercicios de equilibrio. Algunas investigaciones sobre imágenes cerebrales están empezando a mostrar que en el caso de los niños con dislexia que reciben intervenciones educativas específicas, sus patrones de activación cerebral empiezan a parecerse más a los de las personas sin trastornos de la lectura y, además, que otras regiones cerebrales están actuando como mecanismos compensatorios. [28] [29] Estos hallazgos pueden ayudar a los educadores a comprender que, incluso si los niños disléxicos muestran una mejora en su comportamiento, los mecanismos neuronales y cognitivos mediante los cuales procesan la información escrita pueden seguir siendo diferentes, y esto puede tener implicaciones prácticas para la instrucción continua de estos niños. [30]
Las investigaciones en neurociencia han demostrado su capacidad para revelar "marcadores neuronales" de trastornos del aprendizaje, sobre todo en el caso de la dislexia. Los estudios de EEG han revelado que los bebés humanos en riesgo de dislexia (es decir, con familiares directos con dislexia) muestran respuestas neuronales atípicas a los cambios en los sonidos del habla, incluso antes de que puedan comprender el contenido semántico del lenguaje. [31] Dicha investigación no sólo permite la identificación temprana de posibles trastornos del aprendizaje, sino que además respalda la hipótesis fonológica de la dislexia de una manera que no está disponible para la investigación conductual.
Muchos investigadores abogan por un optimismo cauteloso con respecto a la unión entre la educación y la neurociencia, y creen que para cerrar la brecha entre ambos, es necesario el desarrollo de nuevos paradigmas experimentales y que estos nuevos paradigmas deberían estar diseñados para capturar las relaciones entre la neurociencia y la educación a través de diferentes niveles de análisis (neuronal, cognitivo, conductual). [30]
El lenguaje humano es una facultad única de la mente [32] y la capacidad de comprender y producir lenguaje oral y escrito es fundamental para el rendimiento académico. [33] Los niños que experimentan dificultades con el lenguaje oral plantean desafíos significativos para la política y la práctica educativa; [34] Estrategias nacionales, Cada niño es un hablador (2008). Es probable que las dificultades persistan durante los años de la escuela primaria [35] donde, además de los déficits básicos con el lenguaje oral, los niños experimentan problemas de alfabetización, [36] aritmética [37] y comportamiento y relaciones con los pares. [38] La identificación e intervención tempranas para abordar estas dificultades, así como la identificación de las formas en que los entornos de aprendizaje pueden apoyar el desarrollo atípico del lenguaje son esenciales. [34] Las necesidades de habla y lenguaje no tratadas resultan en costos significativos tanto para el individuo como para la economía nacional (ICAN, 2006).
Durante la última década, ha habido un aumento significativo en la investigación neurocientífica que examina el procesamiento del lenguaje en niños pequeños a nivel fonético, de palabras y de oraciones. [39] Hay indicios claros de que los sustratos neuronales para todos los niveles del lenguaje pueden identificarse en puntos tempranos del desarrollo. Al mismo tiempo, los estudios de intervención han demostrado las formas en que el cerebro retiene su plasticidad para el procesamiento del lenguaje. La remediación intensiva con un programa de procesamiento auditivo del lenguaje ha estado acompañada de cambios funcionales en la corteza temporoparietal izquierda y el giro frontal inferior. [29] Sin embargo, se debate hasta qué punto estos resultados se generalizan al lenguaje hablado y escrito. [40]
Aún no se han establecido las relaciones entre la satisfacción de las necesidades educativas de los niños con dificultades del lenguaje y los hallazgos de los estudios neurocientíficos. Una vía concreta para avanzar es utilizar métodos neurocientíficos para abordar cuestiones que son importantes para la práctica en entornos de aprendizaje. Por ejemplo, el grado en que las habilidades lingüísticas son atribuibles a un único rasgo común y la consistencia de dicho rasgo a lo largo del desarrollo son cuestiones de debate. [41] Sin embargo, las evaluaciones directas de la actividad cerebral pueden informar estos debates. [42] Una comprensión detallada de los subcomponentes del sistema del lenguaje y las formas en que estos cambian con el tiempo puede inevitablemente producir implicaciones para la práctica educativa.
Las habilidades matemáticas son importantes no sólo para la economía nacional, sino también para las oportunidades de vida de una persona: un bajo nivel de aritmética aumenta la probabilidad de arresto, depresión, enfermedades físicas y desempleo. [43] Una de las principales causas de un bajo nivel de aritmética es una condición congénita llamada discalculia. Como lo expresa el informe Foresight sobre Capital Mental y Bienestar, "La discalculia evolutiva, debido a su bajo perfil pero alto impacto, debería ser su prioridad. La discalculia está relacionada con la aritmética y afecta a entre el 4 y el 7% de los niños. Tiene un perfil mucho menor que la dislexia, pero también puede tener impactos sustanciales: puede reducir los ingresos a lo largo de la vida en £114.000 y reducir la probabilidad de lograr cinco o más GCSE (A*-C) en 7-20 puntos porcentuales. El Proyecto ha identificado nuevamente intervenciones en el hogar y la escuela. Además, las intervenciones tecnológicas son extremadamente prometedoras, ya que ofrecen instrucción y ayuda individualizadas, aunque necesitan más desarrollo". (Resumen ejecutivo, Sección 5.3) La comprensión del desarrollo matemático típico y atípico es una base fundamental para el diseño del currículo de matemáticas general y para ayudar a quienes no logran seguir el ritmo. [44] En los últimos diez años, se ha identificado un sistema cerebral para el procesamiento de números simples [45] [46] y un puñado de estudios de cerebros de niños que arrojan luz sobre su desarrollo. [9]
Cada vez hay más evidencias que sugieren que la discalculia puede deberse a un déficit en un sistema central heredado para representar el número de objetos en un conjunto, y cómo las operaciones sobre conjuntos afectan al número [47] y en los sistemas neuronales que sustentan estas capacidades. [9] Este déficit central afecta la capacidad del alumno para enumerar conjuntos y ordenar conjuntos por magnitud, lo que a su vez hace que sea muy difícil comprender la aritmética y proporcionar una estructura significativa para los hechos aritméticos. Los estudios en gemelos [48] y en familias [49] sugieren que la discalculia es altamente hereditaria y las anomalías genéticas, como el síndrome de Turner, indican un papel importante de los genes en el cromosoma X. [50]
Esta sugerencia de que la discalculia está causada por un déficit en un déficit central en el sentido numérico es análoga a la teoría de que la dislexia se debe a un déficit central en el procesamiento fonológico. A pesar de estas similitudes en términos de progreso científico, la conciencia pública sobre la discalculia es mucho menor que sobre la dislexia. El asesor científico principal del Reino Unido , John Beddington , señala que "la discalculia evolutiva es actualmente el pariente pobre de la dislexia, con un perfil público mucho más bajo. Pero las consecuencias de la discalculia son al menos tan graves como las de la dislexia". [51]
La aplicación de la neurociencia a la comprensión del procesamiento matemático ya ha dado lugar a una comprensión que va más allá de las primeras teorías cognitivas. La investigación en neurociencia cognitiva ha revelado la existencia de un sistema innato de "sentido numérico", presente en animales y bebés, así como en adultos, que es responsable del conocimiento básico sobre los números y sus relaciones. Este sistema está situado en el lóbulo parietal del cerebro en cada hemisferio. [45] [52] Este sistema parietal está activo en niños y adultos durante las tareas numéricas básicas, [53] [54] pero a lo largo del desarrollo parece volverse más especializado. Además, los niños con discapacidades de aprendizaje matemático (discalculia) muestran una activación más débil en esta región que los niños con un desarrollo normal durante las tareas numéricas básicas. [9] Estos resultados muestran cómo la neuroimagen puede proporcionar información importante sobre los vínculos entre las funciones cognitivas básicas y el aprendizaje de nivel superior, como los que existen entre la comparación de dos números y el aprendizaje de aritmética.
Además de este sentido numérico básico, la información numérica puede almacenarse verbalmente en el sistema del lenguaje, un sistema que la investigación en neurociencia está empezando a revelar como cualitativamente diferente a nivel cerebral del sistema del sentido numérico. [55] Este sistema también almacena información sobre otras secuencias verbales bien aprendidas, como los días de la semana, los meses del año e incluso la poesía, y para el procesamiento numérico apoya el conteo y el aprendizaje de las tablas de multiplicar. Mientras que muchos problemas aritméticos se aprenden tan excesivamente que se almacenan como hechos verbales, otros problemas más complejos requieren alguna forma de imágenes mentales visoespaciales. [56] Demostrar que estos subconjuntos de habilidades aritméticas están respaldados por diferentes mecanismos cerebrales ofrece la oportunidad de una comprensión más profunda de los procesos de aprendizaje necesarios para adquirir competencia aritmética.
Los estudios de neuroimagen sobre las discapacidades del aprendizaje matemático son todavía escasos, pero la discalculia es un área de creciente interés para los investigadores en neurociencia. Dado que diferentes mecanismos neuronales contribuyen a diferentes elementos del rendimiento matemático, es posible que los niños con discalculia muestren patrones variables de anomalía a nivel cerebral. Por ejemplo, muchos niños con discalculia también tienen dislexia, y aquellos que la tienen pueden mostrar una activación diferente de las redes verbales que respaldan las matemáticas, mientras que aquellos que solo tienen discalculia pueden mostrar alteraciones del sistema parietal del sentido numérico. De hecho, los pocos estudios realizados en niños con discalculia solo apuntan a una alteración a nivel cerebral del sistema del sentido numérico. [9] [57]
Estas pruebas están empezando a contribuir a un debate teórico entre los investigadores que creen que la discalculia es causada por un déficit a nivel cerebral del sentido numérico y aquellos que creen que el trastorno se origina en un problema en el uso de símbolos numéricos para acceder a la información del sentido numérico. Con el desarrollo continuo de modelos teóricos de la discalculia que generen hipótesis explícitas comprobables, el progreso debería ser rápido en el desarrollo de investigaciones que investiguen el vínculo entre los trastornos del aprendizaje matemático y sus correlatos neuronales. [22]
En los últimos 10 años, ha habido una explosión de interés en el papel de las capacidades y características emocionales en la contribución al éxito en todos los aspectos de la vida. El concepto de Inteligencia Emocional (IE) [58] ha ganado un amplio reconocimiento y se presenta en el informe Foresight sobre Capital Mental y Bienestar. Algunos han hecho afirmaciones influyentes de que la IE es más importante que la inteligencia cognitiva convencional y que se puede mejorar más fácilmente. [59] La investigación sistemática aún no ha proporcionado mucho apoyo a estas afirmaciones, aunque se ha descubierto que la IE está asociada con el éxito académico [4] [60] y hay alguna evidencia de que puede ser de particular importancia para los grupos en riesgo de fracaso académico y exclusión social. A pesar de la débil base de evidencia, se ha puesto énfasis en promover la competencia social y emocional, la salud mental y el bienestar psicológico de los niños y jóvenes, [61] particularmente en las escuelas como resultado de la inversión en servicios universales, prevención e intervención temprana (por ejemplo, el proyecto Aspectos Sociales y Emocionales del Aprendizaje (SEAL) en el Reino Unido [DfES, 2005, 2007]).
Se ha investigado la base neuronal del reconocimiento emocional en niños con un desarrollo normal [62] , aunque hay pocos estudios de neuroimagen en niños con un desarrollo atípico que procesan las emociones de manera diferente. [4] Los varones suelen estar sobrerrepresentados en estas poblaciones con un desarrollo atípico y se informa con frecuencia de una ventaja femenina tanto en las mediciones de inteligencia emocional como en la mayoría de las áreas de procesamiento de las emociones. En el procesamiento de las expresiones faciales, la ventaja femenina parece explicarse mejor mediante una explicación integrada que tenga en cuenta tanto la maduración cerebral como la interacción social. [63]
El daño cerebral prefrontal en los niños afecta el comportamiento social, provocando insensibilidad a la aceptación, aprobación o rechazo social. [64] Estas áreas cerebrales procesan emociones sociales como la vergüenza, la compasión y la envidia. Además, este daño afecta la toma de decisiones cognitivas y sociales en contextos del mundo real [57] [65], lo que apoya la visión vygotskiana de que los factores sociales y culturales son importantes en el aprendizaje cognitivo y la toma de decisiones. Esta visión enfatiza la importancia de unir las perspectivas neurocientíficas y constructivistas sociales , en este caso al examinar la influencia de la emoción en el aprendizaje transferible. [66]
Sin embargo, actualmente existen muchas lagunas en el intento de unir la ciencia del desarrollo y la neurociencia para producir una comprensión más completa del desarrollo de la conciencia y la empatía. [67] La investigación educativa se basa en el autoinforme preciso de la emoción del alumno, lo que puede no ser posible para algunos alumnos, por ejemplo, aquellos con alexitimia, una dificultad para identificar y describir sentimientos, que se encuentra en el 10% de los adultos típicos. La conciencia emocional se puede medir utilizando métodos de neuroimagen [68] que muestran que los diferentes niveles de conciencia emocional están asociados con una actividad diferencial en la amígdala, la corteza insular anterior y la corteza prefrontal medial. Los estudios del desarrollo cerebral en la infancia y la adolescencia muestran que estas áreas experimentan cambios estructurales a gran escala. [69] Por lo tanto, el grado en que los niños en edad escolar y los adultos jóvenes son conscientes de sus emociones puede variar a lo largo de este período de tiempo, lo que puede tener un impacto importante en el comportamiento en el aula y en el grado en que ciertos estilos de enseñanza y enfoques curriculares pueden ser efectivos.
Los estudios de neuroimagen también están empezando a ayudar a comprender los trastornos de conducta social en los niños. Por ejemplo, los rasgos insensibles e insensibles en los niños son un problema especialmente difícil de abordar para los profesores y representan una forma especialmente grave de alteración de la conducta. Jones et al. (2009) [70] demostraron que los niños con rasgos insensibles e insensibles mostraban una menor activación cerebral en la amígdala derecha en respuesta a caras temerosas, lo que sugiere que los correlatos neuronales de ese tipo de alteración emocional están presentes en las primeras etapas del desarrollo.
Los investigadores del Centro de Neurociencia Educativa de Londres han contribuido decisivamente a desarrollar un conjunto de investigaciones que investigan cómo se desarrolla la cognición social en el cerebro. En particular, Sarah-Jayne Blakemore, coautora de "The Learning Brain", ha publicado una investigación influyente sobre el desarrollo cerebral relacionado con la cognición social durante la adolescencia. Su investigación sugiere que la actividad en las regiones cerebrales asociadas con el procesamiento emocional experimenta cambios funcionales significativos durante la adolescencia. [71]
La atención se refiere a los mecanismos cerebrales que nos permiten centrarnos en aspectos particulares del entorno sensorial con la exclusión relativa de otros. La atención modula el procesamiento sensorial de forma "descendente". Mantener la atención selectiva hacia un elemento o persona en particular durante un período prolongado es claramente una habilidad fundamental para el aula. La atención es la habilidad cognitiva clave que se ve afectada en el TDAH, lo que resulta en dificultad para completar tareas o prestar atención a los detalles. [72] Los aspectos de la atención también pueden ser atípicos en niños que muestran un comportamiento antisocial y trastornos de conducta. Desde la perspectiva de la neurociencia básica, la evidencia reciente sugiere que las habilidades de atención pueden ser una de las funciones del cerebro humano que responden mejor a la intervención y el entrenamiento tempranos (por ejemplo, [73] ).
Además, desde una perspectiva neuroconstructivista, la atención es un mecanismo vital a través del cual el niño puede seleccionar activamente aspectos particulares de su entorno para un mayor aprendizaje. Las funciones ejecutivas incluyen las habilidades para inhibir información o respuestas no deseadas, planificar con anticipación una secuencia de pasos o acciones mentales y retener información relevante para la tarea y cambiante durante períodos breves (memoria de trabajo). [74] Al igual que la atención, las capacidades de la función ejecutiva proporcionan una plataforma crítica para la adquisición de conocimientos y habilidades específicas del dominio en un contexto educativo. Además, estudios recientes muestran que el entrenamiento preescolar de habilidades ejecutivas puede prevenir el fracaso escolar temprano. [75] [76] Los niños con TDAH, comportamiento antisocial, trastornos de conducta y autismo pueden mostrar patrones atípicos de función ejecutiva. Los estudios básicos de neurociencia han identificado las estructuras y circuitos cerebrales primarios involucrados en las funciones ejecutivas, incluida la corteza prefrontal, en adultos. Sin embargo, aún queda mucha investigación por hacer para comprender el desarrollo de este circuito y las bases genéticas y neuronales de las diferencias individuales en la función ejecutiva. [77] El Proyecto Foresight Mental Capital and Wellbeing identifica y destaca específicamente la importancia de las habilidades de atención y función ejecutiva en los desafíos futuros para las dificultades de aprendizaje (secciones 2.2.4 y 2.4 en "Dificultades de aprendizaje: desafíos futuros").
A pesar del optimismo de muchos que creen que la neurociencia puede hacer una contribución significativa a la educación y que existe potencial para el establecimiento de un campo de investigación de la neurociencia educativa, algunos investigadores creen que las diferencias entre las dos disciplinas son demasiado grandes para que alguna vez se las pueda vincular directamente de una manera práctica y significativa. En 1997, John Bruer publicó una importante crítica de lo que llamó el "argumento de la neurociencia y la educación". [13]
El «argumento de la neurociencia y la educación», como lo define Bruer, se deriva de tres hallazgos importantes en la neurobiología del desarrollo.
El conocimiento del desarrollo cerebral temprano que aporta la neurobiología se ha utilizado para respaldar diversos argumentos en relación con la educación. Por ejemplo, la idea de que cualquier materia puede enseñarse a los niños pequeños de una forma intelectualmente honesta, debido a la gran adaptabilidad y potencial de aprendizaje del cerebro joven. [78] Por otra parte, la idea de que existen períodos críticos para el aprendizaje de ciertas habilidades o conjuntos de conocimientos apela al hecho de que, en estudios con animales, si el cerebro en desarrollo se ve privado de ciertas entradas sensoriales, las áreas cerebrales responsables de procesar esas entradas no se desarrollan plenamente más adelante en el desarrollo y, por lo tanto, "si se pierde la oportunidad, se juega con una desventaja". [79]
Uno de los principales puntos de discordia de Bruer con los informes a favor de la neurociencia y la educación es la falta de evidencia real de la neurociencia. Informes como Years of Promise: A Comprehensive Learning Strategy for America's Children (Carnegie Corporation of New York, 1996) citan muchos estudios de psicología cognitiva y conductual, pero no más que un puñado de estudios basados en el cerebro, y sin embargo extraen inferencias dramáticas con respecto al papel del cerebro en el aprendizaje.
Bruer sostiene que la ciencia del comportamiento puede proporcionar una base para informar la política educativa, pero el vínculo con la neurociencia es "un puente demasiado lejano", y las limitaciones de la aplicación de la neurociencia a la educación surgen de las limitaciones del propio conocimiento de la neurociencia. Bruer respalda su crítica argumentando las limitaciones del conocimiento actual sobre los tres principios clave del argumento de la neurociencia y la educación. Véase Neuromitos.
Otro problema es la discrepancia entre la resolución espacial de los métodos de obtención de imágenes y la resolución espacial de los cambios sinápticos que se cree que subyacen a los procesos de aprendizaje. Un problema similar se da en lo que respecta a la resolución temporal, lo que dificulta la relación entre los subcomponentes de las habilidades cognitivas y la función cerebral. Sin embargo, el principal defecto del argumento de la neurociencia de la educación, en opinión de Bruer, es que intenta vincular lo que ocurre en el nivel sináptico con el aprendizaje y la instrucción de orden superior. La terminología "mente, cerebro y educación" alude a la idea de que, si no podemos tender un puente entre la educación y la neurociencia directamente, podemos utilizar dos conexiones existentes para informar sobre la educación: el vínculo entre la psicología cognitiva y la educación, y entre la psicología cognitiva y la neurociencia.
Bruer sostiene que la neurociencia en su forma actual tiene poco que ofrecer a los educadores en el nivel práctico. La ciencia cognitiva, por otra parte, puede servir como base para el desarrollo de una ciencia aplicada del aprendizaje y la educación. Otros investigadores han sugerido puentes alternativos a la psicología cognitiva sugerida por Bruer. [13] Mason [14] sugiere que la brecha entre la educación y la neurociencia puede ser mejor colmada por la psicología educativa, que ella describe como interesada en "desarrollar modelos descriptivos, interpretativos y prescriptivos del aprendizaje de los estudiantes y otros fenómenos educativos".
A pesar de la afirmación de Willingham [22] de que el potencial de la neurociencia para contribuir a la práctica y la teoría educativas ya está fuera de toda duda, destaca tres desafíos que deben superarse para combinar las dos disciplinas de manera efectiva.
El problema de los objetivos : Willingham sugiere que la educación es una "ciencia artificial" que busca construir un "artefacto", en este caso un conjunto de estrategias y materiales pedagógicos. La neurociencia, por otro lado, es una "ciencia natural", que se ocupa del descubrimiento de principios naturales que describen la estructura y función neuronales. Esta diferencia significa que algunos objetivos establecidos por la educación son simplemente imposibles de alcanzar mediante la investigación en neurociencia, por ejemplo, la formación del carácter o el sentido estético en los niños.
El problema vertical : niveles de análisis: Willingham sugiere que el nivel más alto de análisis empleado por los neurocientíficos es el mapeo de la estructura y la actividad cerebrales sobre la función cognitiva, o incluso la interacción de las funciones cognitivas (es decir, el impacto de la emoción en el aprendizaje). Dentro de la investigación en neurociencia, estas funciones se estudian de forma aislada por razones de simplicidad, y no se considera el sistema nervioso en su totalidad, funcionando en su totalidad con toda su enorme composición de interacciones funcionales. Para los educadores, por otro lado, el nivel más bajo de análisis sería la mente de un solo niño, con niveles que se irían incrementando para incorporar el aula, el vecindario, el país, etc.
Por lo tanto, importar investigaciones sobre un único factor cognitivo de manera aislada a un campo en el que el contexto es esencialmente importante crea una dificultad inherente. Por ejemplo, si bien se puede demostrar que el aprendizaje de memoria mejora el aprendizaje en el laboratorio de investigación, el docente no puede implementar esa estrategia sin considerar el impacto en la motivación del niño. A su vez, es difícil para los neurocientíficos caracterizar tales interacciones en un entorno de investigación.
El problema horizontal : traducir los hallazgos de la investigación: mientras que la teoría y los datos de la educación son casi exclusivamente conductuales, los hallazgos de la investigación en neurociencia pueden adoptar muchas formas (por ejemplo, eléctrica, química, espacial, temporal, etc.). La forma más común de datos tomados de la neurociencia a la educación es el mapeo espacial de la activación cerebral a la función cognitiva. Willingham (2009) destaca la dificultad de aplicar dicha información espacial a la teoría educativa. Si se sabe que una determinada región del cerebro sustenta una función cognitiva relevante para la educación, ¿qué se puede hacer realmente con esa información? Willingham sugiere que este "problema horizontal" puede resolverse solo cuando ya exista un rico cuerpo de datos y teorías conductuales, [80] y señala que dichos métodos ya han tenido éxito en la identificación de subtipos de dislexia (por ejemplo, [81] [82] ).
Willingham sugiere que lo esencial para una unión exitosa de la neurociencia y la educación es que ambos campos tengan expectativas realistas entre sí. Por ejemplo, los educadores no deben esperar que la neurociencia proporcione respuestas prescriptivas para la práctica educativa, respuestas para objetivos educativos que sean incompatibles con los métodos neurocientíficos (por ejemplo, la formación estética) o niveles de análisis que vayan más allá del nivel individual. Por último, Willingham sugiere que la neurociencia solo será útil para los educadores cuando se centre en un problema específico a un nivel de análisis detallado, como la forma en que lee la gente, pero que estos datos solo serán útiles en el contexto de teorías conductuales bien desarrolladas.
Otros investigadores, como Katzir y Pareblagoev [30] han señalado que la metodología de neuroimagen tal como está puede no ser adecuada para el examen de funciones cognitivas de nivel superior, porque se basa principalmente en el "método de sustracción". Mediante este método, la actividad cerebral durante una tarea de control simple se resta de la de una tarea cognitiva de "orden superior", dejando así la activación que está relacionada específicamente con la función de interés. Katzir y Pareblagoev sugieren que si bien este método puede ser muy bueno para examinar el procesamiento de bajo nivel, como la percepción, la visión y el tacto, es muy difícil diseñar una tarea de control eficaz para el procesamiento de orden superior, como la comprensión en la lectura y la realización de inferencias. Por lo tanto, algunos investigadores [83] [84] sostienen que las tecnologías de imágenes funcionales pueden no ser las más adecuadas para la medición del procesamiento de orden superior. Katzir y Pareblagoev sugieren que esto puede no ser un déficit de la tecnología en sí, sino más bien del diseño de experimentos y la capacidad de interpretar los resultados. Los autores recomiendan utilizar medidas experimentales en el escáner para el cual ya se conocen bien los datos de comportamiento y para el cual existe un sólido marco teórico.
Otra revisión reciente del debate sobre la neurociencia educativa realizada por Varma, McCandliss y Schwartz [85] se centra en ocho desafíos principales, divididos en desafíos científicos y desafíos prácticos, que enfrenta el campo, e intenta transformar esos desafíos en oportunidades.
Métodos : Los métodos de neurociencia crean entornos artificiales y, por lo tanto, no pueden proporcionar información útil sobre los contextos del aula. Además, la preocupación es que si la neurociencia comienza a influir demasiado en la práctica educativa, puede haber un desfase de las variables contextuales y las soluciones a los problemas educativos pueden volverse principalmente biológicas en lugar de instructivas. Sin embargo, Varma et al. sostienen que los nuevos paradigmas experimentales crean la oportunidad de investigar el contexto, como la activación cerebral después de diferentes procedimientos de aprendizaje [86] y que la neuroimagen también puede permitir el examen de cambios de desarrollo estratégicos/mecanicistas que no se pueden aprovechar solo con el tiempo de reacción y las medidas conductuales. Además, Varma et al. citan investigaciones recientes que muestran que los efectos de las variables culturales se pueden investigar utilizando imágenes cerebrales (por ejemplo, [87] ), y los resultados se pueden utilizar para extraer implicaciones para la práctica en el aula.
Datos : Conocer la región cerebral que sustenta una función cognitiva elemental no nos dice nada sobre cómo diseñar la instrucción para esa función. Sin embargo, Varma et al. sugieren que la neurociencia ofrece la oportunidad de realizar nuevos análisis de la cognición, descomponiendo la conducta en elementos invisibles a nivel conductual. Por ejemplo, la cuestión de si diferentes operaciones aritméticas muestran diferentes perfiles de velocidad y precisión es el resultado de diferentes niveles de eficiencia dentro de un sistema cognitivo frente al uso de diferentes sistemas cognitivos.
Teorías reduccionistas : aplicar la terminología y la teoría de la neurociencia a la práctica educativa es una reducción y no tiene ninguna utilidad práctica para los educadores. No se gana nada con redescribir un déficit conductual en términos neurocientíficos. Varma et al. señalan que el reduccionismo es un modo de unificar las ciencias y que la adopción de la terminología de la neurociencia no implica necesariamente la eliminación de la terminología educativa, sino que simplemente brinda la oportunidad de una comunicación y comprensión interdisciplinarias.
Filosofía : La educación y la neurociencia son fundamentalmente incompatibles, porque intentar describir los fenómenos conductuales en el aula describiendo los mecanismos físicos del cerebro individual es lógicamente erróneo. Sin embargo, la neurociencia puede ayudar a resolver los conflictos internos en la educación que resultan de las diferentes construcciones teóricas y terminologías utilizadas en los subcampos de la educación al proporcionar una medida de uniformidad en lo que respecta a la presentación de resultados.
Costos : Los métodos de neurociencia son muy costosos y los resultados esperados no justifican los costos. Sin embargo, Varma et al. señalan que la neurociencia educativamente relevante puede atraer fondos adicionales para la investigación educativa en lugar de usurpar recursos. La afirmación esencial de la neurociencia educativa es que los dos campos son interdependientes y que una parte de la financiación asignada colectivamente a los dos campos debe dirigirse a preguntas compartidas.
Momento oportuno : La neurociencia, aunque se está expandiendo rápidamente, todavía se encuentra en una etapa relativamente incipiente en lo que respecta al estudio no invasivo de cerebros sanos, por lo que los investigadores en educación deberían esperar hasta que se recopilen más datos y se destilen en teorías concisas. Por el contrario, Varma et al. sostienen que ya se evidencia cierto éxito. Por ejemplo, los estudios que examinan el éxito de los programas de rehabilitación de la dislexia [88] han podido revelar el impacto de estos programas en las redes cerebrales que apoyan la lectura. Esto, a su vez, conduce a la generación de nuevas preguntas de investigación.
Control : Si la educación permite la entrada de la neurociencia, las teorías se formularán cada vez más en términos de mecanismos neuronales y los debates se basarán cada vez más en datos de neuroimagen. La neurociencia canibalizará los recursos y la investigación educativa perderá su independencia. Varma et al. sostienen que la suposición de una relación asimétrica entre los dos campos es innecesaria. La educación tiene el potencial de influir en la neurociencia, dirigiendo la investigación futura hacia formas complejas de cognición y los investigadores de la educación pueden ayudar a la neurociencia educativa a evitar experimentos ingenuos y la repetición de errores anteriores.
Neuromitos : hasta ahora, la mayoría de los hallazgos de la neurociencia aplicados a la educación han resultado ser neuromitos, extrapolaciones irresponsables de la investigación básica a cuestiones educativas. Además, estos neuromitos han trascendido el ámbito académico y se están comercializando directamente entre profesores, administradores y el público. Varma et al. responden que la existencia de neuromitos revela una fascinación popular por la función cerebral. La traducción adecuada de los resultados de la neurociencia educativa y la investigación colaborativa bien establecida pueden reducir la probabilidad de neuromitos.
Investigadores como Katzir y Pareblagoev [30] y Cacioppo y Berntson (1992) [89] sostienen que, además de que la neurociencia informa la educación, el enfoque de la investigación educativa puede contribuir al desarrollo de nuevos paradigmas experimentales en la investigación neurocientífica. Katzir y Pareblagoev (2006) sugieren el ejemplo de la investigación sobre la dislexia como modelo de cómo se podría lograr esta colaboración bidireccional. En este caso, las teorías de los procesos de lectura han guiado tanto el diseño como la interpretación de la investigación neurocientífica, pero las teorías existentes se desarrollaron principalmente a partir del trabajo conductual. Los autores sugieren que el establecimiento de teorías, que delinean las habilidades y subhabilidades requeridas para tareas educativamente relevantes, es un requisito esencial para que la investigación en neurociencia educativa sea productiva. Además, dichas teorías deben sugerir conexiones empíricamente comprobables entre las conductas educativamente relevantes y la función cerebral.
Kurt Fischer, director del programa de posgrado Mente, Cerebro y Educación de la Universidad de Harvard, afirma: "Una de las razones por las que hay tanta basura por ahí es que hay muy poca gente que sepa lo suficiente sobre educación y neurociencia como para poner todo junto". [90] Los educadores han dependido de la experiencia de otros para las interpretaciones de la neurociencia, por lo que no han podido discernir si las afirmaciones realizadas son representaciones válidas o no válidas de la investigación. Sin un acceso directo a la investigación primaria, los educadores pueden correr el riesgo de utilizar incorrectamente los resultados de la investigación en neurociencia. [91] La necesidad de los llamados "intermediarios" en la traducción de la investigación a la práctica ha llevado a una situación en la que la aplicación de los hallazgos de la investigación en neurociencia cognitiva va por delante de la investigación misma.
Para eliminar la necesidad de intermediarios, algunos investigadores han sugerido la necesidad de desarrollar un grupo de neuroeducadores , una clase de profesionales especialmente capacitados cuyo papel sería guiar la introducción de la neurociencia cognitiva en la práctica educativa de una manera sensata y ética . Los neuroeducadores desempeñarían un papel fundamental en la evaluación de la calidad de la evidencia que se pretende que sea relevante para la educación, evaluando quién está en mejores condiciones para emplear el conocimiento recientemente desarrollado y con qué salvaguardas, y cómo lidiar con las consecuencias inesperadas de los hallazgos de la investigación implementada. [92]
Byrnes y Fox (1998) [93] han sugerido que los psicólogos del desarrollo, los psicólogos educativos y los profesores generalmente caen en una de cuatro orientaciones con respecto a la investigación neurocientífica "(1) aquellos que aceptan fácilmente (y a veces sobreinterpretan) los resultados de los estudios neurocientíficos; (2) aquellos que rechazan completamente el enfoque neurocientífico y consideran que los resultados de los estudios neurocientíficos no tienen sentido; (3) aquellos que no están familiarizados con la investigación neurocientífica y son indiferentes hacia ella; y (4) aquellos que aceptan cautelosamente los hallazgos neurocientíficos como parte proactiva del patrón total de hallazgos que han surgido de diferentes rincones de las ciencias cognitivas y neuronales". Greenwood (2009) [85] sugiere que a medida que aumenta el cuerpo de conocimiento disponible para los educadores y disminuye la capacidad de ser experto en todas las áreas, el punto de vista más productivo sería el cuarto esbozado por [87] , el de la aceptación cautelosa de los hallazgos neurocientíficos y la colaboración proactiva.
Bennett y Rolheiser-Bennett (2001) [94] señalan que "los docentes deben conocer y actuar en función de la ciencia que se encuentra dentro del arte de enseñar". Sugieren que los educadores deben tomar conciencia de otros métodos e incorporarlos a su práctica. Además, Bennett y Rolheiser-Bennett sugieren que determinados cuerpos de conocimiento desempeñarán un papel importante a la hora de informar a los educadores a la hora de tomar decisiones importantes en relación con el "diseño de entornos de aprendizaje". Los cuerpos de conocimiento analizados incluyen las inteligencias múltiples, las inteligencias emocionales , los estilos de aprendizaje, el cerebro humano, los niños en riesgo y el género. Como explican los autores, estas y otras áreas son simplemente "lentes diseñadas para ampliar la comprensión de los docentes sobre cómo aprenden los estudiantes y, a partir de esa comprensión, tomar decisiones sobre cómo y cuándo seleccionar, integrar y poner en práctica elementos de la ... lista". [88]
Mason [14] apoya los llamamientos a una colaboración constructiva bidireccional entre la neurociencia y la educación, en la que, en lugar de que la investigación en neurociencia se aplique simplemente a la educación, los hallazgos de la investigación en neurociencia se utilizarían para limitar la teorización educativa. A cambio, la educación influiría en los tipos de preguntas de investigación y paradigmas experimentales utilizados en la investigación en neurociencia. Mason también da el ejemplo de que, si bien la práctica pedagógica en el aula puede dar lugar a preguntas educativas sobre las bases emocionales del desempeño en las tareas escolares, la neurociencia tiene el potencial de revelar la base cerebral de los procesos de pensamiento de orden superior y, por lo tanto, puede ayudar a comprender el papel que desempeña la emoción en el aprendizaje y abrir nuevas áreas de estudio del pensamiento emocional en el aula.
El término "neuromitos" fue acuñado por primera vez en un informe de la OCDE sobre la comprensión del cerebro. [95] El término se refiere a la traducción de los hallazgos científicos a información errónea sobre la educación. El informe de la OCDE destaca tres neuromitos que merecen especial atención, aunque varios otros han sido identificados por investigadores como Usha Goswami.
La idea de que los dos hemisferios del cerebro pueden aprender de manera diferente prácticamente no tiene fundamento en la investigación neurocientífica. [4] La idea surgió del conocimiento de que algunas habilidades cognitivas parecen estar localizadas de manera diferencial en un hemisferio específico (por ejemplo, las funciones del lenguaje suelen estar sustentadas por regiones cerebrales del hemisferio izquierdo en personas diestras sanas). Sin embargo, una cantidad enorme de conexiones de fibras unen los dos hemisferios del cerebro en individuos neurológicamente sanos. Cada habilidad cognitiva que se ha investigado mediante neuroimagen hasta la fecha emplea una red de regiones cerebrales distribuidas en ambos hemisferios cerebrales, incluidos el lenguaje y la lectura, y por lo tanto no existe evidencia de ningún tipo de aprendizaje que sea específico de un lado del cerebro.
Un período crítico es un período de tiempo durante la vida temprana de un animal durante el cual el desarrollo de alguna propiedad o habilidad es rápido y es más susceptible a la alteración. Durante un período crítico, una habilidad o característica se adquiere más fácilmente. Durante este tiempo, la plasticidad depende más de las experiencias o las influencias ambientales. Dos ejemplos de un período crítico son el desarrollo de la visión binocular y las habilidades lingüísticas en los niños. El neuromito de los períodos críticos es una sobreextensión de ciertos hallazgos de investigación neurocientífica (ver arriba) principalmente de la investigación sobre el sistema visual, en lugar de la cognición y el aprendizaje. Aunque la privación sensorial durante ciertos períodos de tiempo puede claramente impedir el desarrollo de las habilidades visuales, estos períodos son sensibles más que críticos, y la oportunidad de aprender no necesariamente se pierde para siempre, como implica el término "crítico". Si bien los niños pueden beneficiarse de ciertos tipos de aportes ambientales, por ejemplo, que se les enseñe un segundo idioma durante el período sensible para la adquisición del lenguaje, esto no significa que los adultos no puedan adquirir habilidades en idiomas extranjeros más adelante en la vida.
La idea de los períodos críticos proviene principalmente del trabajo de Hubel y Wiesel. [96] Los períodos críticos generalmente coinciden con períodos de formación excesiva de sinapsis y terminan aproximadamente al mismo tiempo que se estabilizan los niveles sinápticos. Durante estos períodos de formación sináptica, algunas regiones del cerebro son particularmente sensibles a la presencia o ausencia de ciertos tipos generales de estímulos. Existen diferentes períodos críticos dentro de sistemas específicos, por ejemplo, el sistema visual tiene diferentes períodos críticos para el dominio ocular, la agudeza visual y la función binocular [97] , así como diferentes períodos críticos entre sistemas; por ejemplo, el período crítico para el sistema visual parece terminar alrededor de los 12 años, mientras que el de adquisición de la sintaxis termina alrededor de los 16 años.
En lugar de hablar de un único período crítico para los sistemas cognitivos generales, los neurocientíficos perciben ahora períodos sensibles de tiempo durante los cuales el cerebro es más capaz de moldearse de una manera sutil y gradual. Además, los períodos críticos en sí mismos pueden dividirse en tres fases: la primera, de cambio rápido, seguida de un desarrollo continuo con potencial de pérdida o deterioro, y finalmente una fase de desarrollo continuo durante la cual el sistema puede recuperarse de la privación.
Aunque existen evidencias de períodos sensibles, no sabemos si existen para sistemas de conocimiento transmitidos culturalmente, como dominios educativos como la lectura y la aritmética. Además, no sabemos qué papel desempeña la sinaptogénesis en la adquisición de estas habilidades.
El argumento del entorno enriquecido se basa en la evidencia de que las ratas criadas en entornos complejos tienen un mejor desempeño en tareas de laberinto y tienen entre un 20 y un 25 % más de conexiones sinápticas que las criadas en entornos austeros. [98] Sin embargo, estos entornos enriquecidos se encontraban en jaulas de laboratorio y no se acercaban a replicar el entorno intensamente estimulante que experimentaría una rata en la naturaleza. Además, la formación de estas conexiones adicionales en respuesta a nuevos estímulos ambientales ocurre a lo largo de la vida, no solo durante un período crítico o sensible. Por ejemplo, los pianistas expertos muestran representaciones ampliadas en la corteza auditiva relacionadas específicamente con los tonos de piano, [99] mientras que los violinistas tienen representaciones neuronales ampliadas para sus dedos izquierdos. [100] Incluso los taxistas de Londres que aprenden el mapa de calles de Londres con gran detalle desarrollan formaciones ampliadas en la parte del cerebro responsable de la representación espacial y la navegación. [101] Estos resultados muestran que el cerebro puede formar nuevas conexiones extensas como resultado de la entrada educativa enfocada, incluso cuando esta entrada se recibe únicamente durante la edad adulta. El trabajo de Greenough sugiere un segundo tipo de plasticidad cerebral. Mientras que la sinaptogénesis y los períodos críticos se relacionan con la plasticidad dependiente de la experiencia, el crecimiento sináptico en entornos complejos se relaciona con la plasticidad "dependiente de la experiencia". Este tipo de plasticidad se relaciona con el aprendizaje específico del entorno y no con características del entorno que son ubicuas y comunes a todos los miembros de la especie, como el vocabulario.
La plasticidad dependiente de la experiencia es importante porque vincula potencialmente el aprendizaje específico con la plasticidad cerebral, pero es relevante a lo largo de la vida, no sólo en períodos críticos. La "plasticidad expectante de la experiencia" [98] sugiere que las características ambientales necesarias para afinar los sistemas sensoriales son ubicuas y de naturaleza muy general. Este tipo de estímulos abundan en el entorno típico de cualquier niño. Por lo tanto, la plasticidad expectante de la experiencia no depende de experiencias específicas dentro de un entorno específico y, por lo tanto, no puede proporcionar mucha orientación a la hora de elegir juguetes, centros preescolares o políticas de cuidado infantil temprano. El vínculo entre la experiencia y la plasticidad cerebral es intrigante. No hay duda de que el aprendizaje afecta al cerebro, pero esta relación no ofrece orientación sobre cómo deberíamos diseñar la instrucción.
Bruer también advierte sobre los peligros de enriquecer los entornos sobre la base de sistemas de valores socioeconómicos, y advierte sobre una tendencia a valorar las actividades típicamente de la clase media como más enriquecedoras que las asociadas con un estilo de vida de clase trabajadora, cuando no existe una justificación neurocientífica para ello.
Además, algunos críticos del enfoque de la neurociencia educativa han destacado las limitaciones en la aplicación de la comprensión del desarrollo fisiológico temprano del cerebro, en particular la sinaptogénesis, a la teoría educativa.
La investigación sobre la sinaptogénesis se ha llevado a cabo principalmente en animales (por ejemplo, monos y gatos). Las medidas de densidad sináptica son medidas agregadas, y se sabe que diferentes tipos de neuronas dentro de la misma región cerebral difieren en sus tasas de crecimiento sináptico [70]. En segundo lugar, el supuesto "período crítico" del nacimiento a los tres años se deriva de la investigación con monos rhesus, que alcanzan la pubertad a la edad de tres años, y supone que el período de sinaptogénesis en los humanos refleja exactamente el de los monos. Puede ser más razonable suponer que este período de crecimiento neuronal en realidad dura hasta la pubertad, lo que significaría hasta los primeros años de la adolescencia en los humanos.
Los períodos de sinaptogénesis intensa suelen estar correlacionados con la aparición de ciertas habilidades y funciones cognitivas, como la fijación visual, la prensión, el uso de símbolos y la memoria de trabajo. Sin embargo, estas habilidades continúan desarrollándose mucho después del período en el que se cree que termina la sinaptogénesis. Muchas de estas habilidades continúan mejorando incluso después de que la densidad sináptica alcanza los niveles adultos y, por lo tanto, lo máximo que podemos decir es que la sinaptogénesis puede ser necesaria para la aparición de estas habilidades, pero no puede explicar por completo su continuo refinamiento. [102] Alguna otra forma de cambio cerebral debe contribuir al aprendizaje continuo.
Además, los tipos de cambios cognitivos que suelen correlacionarse con la sinaptogénesis giran en torno a la memoria visual, táctil, de movimiento y de trabajo. No se trata de habilidades que se enseñan, sino de habilidades que suelen adquirirse independientemente de la escolarización, aunque puedan contribuir al aprendizaje futuro. Sin embargo, no está claro cómo se relacionan estas habilidades con el aprendizaje escolar posterior. Sabemos que se produce la sinaptogénesis y que el patrón de la misma es importante para el funcionamiento normal del cerebro. Sin embargo, lo que falta es la capacidad de la neurociencia para indicar a los educadores qué tipo de experiencias en la primera infancia podrían mejorar las capacidades cognitivas o los resultados educativos de los niños.
La idea de que una persona puede tener un cerebro "masculino" o "femenino" es una interpretación errónea de los términos utilizados para describir los estilos cognitivos por [103] cuando intentaba conceptualizar la naturaleza de los patrones cognitivos en personas con trastorno del espectro autista. Baron-Cohen sugirió que mientras que los hombres eran mejores "sistematizadores" (buenos para comprender los sistemas mecánicos), las mujeres eran mejores "empáticos" (buenas para comunicarse y comprender a los demás), por lo tanto, sugirió que el autismo podría considerarse una forma extrema del "cerebro masculino". No hubo ninguna sugerencia de que los hombres y las mujeres tuvieran cerebros radicalmente diferentes o que las mujeres con autismo tuvieran un cerebro masculino.
Un mito común en el campo de la educación es que las personas tienen diferentes estilos de aprendizaje , como "visual" o "kinestésico". Muchas personas expresarán preferencias sobre la forma en que quieren aprender, pero no hay evidencia de que hacer coincidir una técnica de enseñanza con un estilo preferido mejore el aprendizaje, a pesar de que esta hipótesis se ha probado varias veces. [104] [105] Incluso puede haber daños asociados con el uso de estilos de aprendizaje, en los que los estudiantes se "encasillan", percibiendo que pueden no ser aptos para tipos de aprendizaje que no coinciden con su "estilo de aprendizaje" [106] (por ejemplo, los llamados estudiantes visuales pueden no desear aprender música). A pesar de esta falta de evidencia, un estudio de 2012 demostró que la creencia en el uso de estilos de aprendizaje está muy extendida entre los profesores, [107] y un estudio de 2015 mostró que la mayoría de los artículos de investigación en la investigación de la educación superior respaldan erróneamente el uso de estilos de aprendizaje. [106]
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