Traducción libre de “The neuroscience of learning & development” en http://www.pageuppeople.com/wp-content/uploads/2012/06/Neuroscience-of-Learning-and-Development1.pdf

Cómo aprendemos Redes neuronales y neuroplasticidadEl bebé humano nace con aproximadamente 100 mil millones de células cerebrales, o neuronas. Ese número se mantiene relativamente estable a lo largo de la vida, un hecho que ha contribuido a la antigua creencia de que el cerebro es fijo o cableada, particularmente postadolescente. Sin embargo, lo que está lejos de ser formada en el nacimiento y continúa durante toda la vida y los cambios son las decenas de miles de conexiones que se forman entre cada uno de estos 100 mil millones de neuronas. La creación de estas conexiones forman redes neuronales y su reestructuración y el cambio continuo se conoce como neuroplasticidad.

Una neurona es una sola célula, con un cuerpo celular, o soma, que alberga el ADN y las proteínas que guían su funcionamiento. Cada neurona tiene un axón que envía mensajes y muchos miles de dendritas que reciben los mensajes. Las dendritas aparecen como las ramas de un árbol, con ramas más representativa de más conexiones. Estas conexiones representan aprendizaje.

Por sí sola, una sola neurona puede lograr nada - se necesitan muchos miles combinados para generar cada acción, pensamiento o memoria que tenemos. Las neuronas, por lo tanto, tienen que relacionarse con otras neuronas. Esto lo logran mediante el envío de señales eléctricas a lo largo de su axón, que, al llegar a un umbral, suelta neuroquímicos en el espacio, o sinapsis, entre dos neuronas. Si las dendritas de la neurona receptora tienen los receptores químicos apropiados, se formará una conexión que los resultados en la neurona receptora disparando su propia carga eléctrica, que será recibida por otra neurona y, así, va en el flujo. Uno de los fundadores de la neurociencia moderna, Donald Hebb, mostró que las neuronas que continuaron para activarse entre sí fortalecen de esta manera sus conexiones, como un camino a través de un bosque. “Las neuronas que disparan juntas, se conectan entre sí " se convirtió en la ley de Hebb y es un principio fundamental de la forma en que aprendan. De esta manera, nuestros cerebros se desarrollan redes neuronales que incrustan y almacenan nuestro aprendizaje. Usted tiene las redes neuronales para todos los objetos imaginables, personas, animales o situaciones en que se ha encontrado. La red neuronal de la percepción de una naranja implicará células en diferentes áreas de su cerebro que el codificó para el tipo, la forma, la textura, el tamaño, el olor y el sabor de una naranja, junto con si o no le gustan las naranjas, cuándo y dónde comió la última, formas de utilizarlas, así como variantes abstractas, como el color naranja. Se lleva miles de neuronas conectadas en una red neuronal para "naranja" para crear esta representación cada vez que vea, piense o simplemente escuchar la palabra, "naranja”. Y eso es sólo una naranja.

Sus percepciones cambian con el tiempo. Usted adquiere nueva información que añade o cambia lo que sabe acerca de las cosas y las personas en su mundo, o cómo se sientes acerca de ellos. Por ejemplo, un colega puede defraudarle sorprendentemente en su respuesta a un problema y esto le da una nueva visión de su motivación o programa. Esta nueva información requiere cambiar su propia red neuronal de este colega - literalmente, un cambio fisiológico - con el fin de que pueda procesarla. Este cambio demuestra la plasticidad o adaptabilidad, de sus conexiones neuronales y se produce miles de veces al día - tanto a nivel consciente y subconsciente.

La estimulación continua de las vías neurales las mantiene sanas y activas

AtenciónSe forman redes neuronales para que todo aquello a lo que se presta atención y no a lo que no se la prestamos. Debido a la enorme cantidad de información que encontramos cada día, hemos evolucionado para colocar selectivamente nuestra atención sólo en los estímulos que son interesantes o significativos para nosotros. La atención es el filtro a través del cual vemos el mundo y da cuenta de por qué dos personas, observando la misma situación,

pueden tener recuerdos muy diferentes de la misma: que, literalmente, vemos de manera diferente, en base a lo que atendemos.

La atención requiere concentración enfocada y es un requisito previo para que las neuronas se activen y redes neuronales se formen. Forjar nuevas redes requiere energía y nuestros cerebros no están diseñados para permanecer atento durante largos períodos de tiempo. El cerebro necesita tiempo de inactividad a intervalos regulares para descansar y reorientarse. Durante este tiempo, también se están fortaleciendo las conexiones recién formadas. Cuando nos presionamos a centrar la atención más allá de nuestros límites naturales, nuestra concentración disminuye, lo cual es la forma de nuestro cerebro de forzar una ruptura, y nos sorprendemos soñando despiertos.

MemoriaCuando prestamos atención, se forman, almacenan y recuperan recuerdos en un proceso complejo que involucra a numerosas regiones del cerebro. Sin memoria, no hay aprendizaje. Estudios de pacientes con daño en el hipocampo (la región del cerebro más fuertemente asociado con la formación de nuevos recuerdos) muestran deterioro severo de la función de memoria. Tal es el caso de 'HM', que perdió toda la memoria declarativa tras la eliminación de su hipocampo como parte de la cirugía para aliviar epilepsia severa y crónica. Como resultado, H. M. no podía aprender nada nuevo, incluyendo a quien acababa de conocer, o la conversación que acababa de tener, ya que la información ofrecida en su memoria a corto plazo nunca fue transferida a la memoria a largo plazo.

La memoria se describe típicamente como un proceso de tres partes: codificación, almacenamiento y recuperación. Los datos entrantes se “cargan” en la memoria a corto plazo, memoria de trabajo y se pierden rápidamente si no se consolidan. Que tan bien codificamos una memoria es fundamental para la eficiencia con que ésta se podrá recuperar en un momento futuro. El fracaso para aprender puede ser una deficiencia de función en cualquiera de las tres etapas en el proceso de memoria.

Imágenes recientes obtenidas por estudios de resonancia magnética funcional (fMRI) muestran la importancia del papel del neurotransmisor, la dopamina, en el proceso de aprendizaje. La dopamina es la recompensa química del cerebro y se activa en respuesta a la retroalimentación positiva durante el proceso de aprendizaje. Así que, cuando comemos en respuesta al hambre, sentimos el agradable calor del sol, o recibimos una sonrisa por una acción realizada, el cerebro libera una corta ráfaga de dopamina para señalar su placer y nos dará una recompensa rápida para ganarlo. Este mecanismo de recompensa de dopamina sirve para reforzar las conexiones neuronales en la red asociada, fortaleciéndola con cada repetición del pensamiento o conducta que la causó. Este es el proceso biológico que incorpora el aprendizaje.

Úsalo o piérdeloLa buena noticia sobre las neuronas es que ahora hay una clara evidencia de que el nacimiento de nuevas células reemplazan las antiguas, sobre todo en los centros de la memoria de nuestro cerebro, incluso en finales de la adultez.

Este es el proceso de " neurogénesis " y contradice la creencia anterior de que sólo perdemos células cerebrales y nunca crecer otras nuevas. Este es uno de los profundos descubrimientos de la neurociencia reciente y tiene implicaciones muy positivas para nuestro aprendizaje y desarrollo en el tiempo. La neurogénesis en el hipocampo significa que somos capaces no sólo de ampliar continuamente las conexiones entre las neuronas a medida que aprendemos, sino, también, de añadir otras adicionales, que se producen como resultado de la actividad física y mental.

La noticia no tan buena es que, al igual que los músculos de nuestro cuerpo, el principio de " usarlo o perderlo " también se aplica a las células cerebrales. La estimulación continua de las vías neurales las mantiene saludables y activas, pero las conexiones se debilitan y retroceden a través de la falta de activación. Esta atrofia celular se observa a medida que envejecemos y es acelerada por un estilo de vida sedentario y poco estimulante. Por lo tanto, la neuroplasticidad tiene una función «inversa». Para protegerse contra esto, la estimulación mental constante, o de aprendizaje, es esencial.

Motivación, Fracaso y AprendizajeEl aprendizaje no es aislado al refuerzo positivo: la mayor parte de nuestro aprendizaje proviene de ensayo y error. Como los niños, estamos aprendiendo los conceptos básicos de cómo vivir y cometemos muchos errores en el camino. Ser capaz de fallar y aprender del fracaso es un componente esencial del aprendizaje constructivo. Tal Ben Shahar, psicólogo de Harvard, , cita el miedo al fracaso, como resultado de las demandas a menudo poco realistas y perfeccionistas, siendo uno de los detractores principales del aprendizaje, lo que lleva a la falta de creatividad y procrastinación..

Condiciones para aprender¿Bajo qué condiciones se optimizan los resultados del aprendizaje? Los enfoques actuales reconocen que la dicotomía de la mente y el cuerpo no es natural y, en cambio, hacen hincapié en la integración de la totalidad. En este contexto, el aprendizaje en este nivel de la cognición debe ser apoyado por las condiciones ambientales, fisiológicas y emocionales que conducen a su captación.

Imagine a dos personas en dos contextos diferentes de aprendizaje, donde el objetivo de ambos es la adquisición de una nueva habilidad; aprender a leer Braille. Ambos estudiantes vienen a la tarea con perfiles cognitivos equivalentes. El estudiante A está provisto de un manual complejo, un pasaje en Braille, sentado en un aula fría, sin apoyo, sin motivación intrínseca para el aprendizaje de esta tarea y enfrentándola con ansiedad y aprensión. Al estudiante B se le proporcionan los mismos materiales, un profesor de apoyo, un ambiente cómodo y familiar y está motivado y entusiasmado con la perpectiva de apoyar a su hermana, quien tiene dificultades de visión para aprender a leer. ¿Quién tiene más posibilidades de dominar esta tarea? La respuesta no será determinada por la capacidad cognitiva de los dos estudiantes por sí solos, su aprendizaje se produce en un contexto más amplio.

El aprendizaje holístico reconoce que el cerebro no sólo interactúa con la información entrante, también con todo el contexto en el que se presenta. Con este fin, nuestro ambiente de aprendizaje debe abordar los elementos físicos, cognitivos y emocionales en ese entorno.

FísicoMuchos estudios han puesto de relieve la importancia de la nutrición en el desarrollo físico y mental saludable. El cerebro consume aproximadamente el 20% de la energía disponible del cuerpo y el aumento de las demandas mentales llevan más sangre oxigenada al cerebro ya que las neuronas necesitan combustible para dispararse. La deshidratación y los niveles bajos de glucosa drenan el cuerpo y el cerebro de sus necesidades funcionales y, a su vez, inhiben el proceso de aprendizaje.

Investigaciones neurocientíficas recientes resaltan el papel del sueño en la consolidación de la memoria. Los estudios han demostrado que las neuronas del hipocampo activadas durante las tareas de aprendizaje se reactivan durante el sueño de onda lenta, reforzando la red neuronal y consolidando el aprendizaje. En un estudio que requirió que los participantes aprendieran rutas de calles desconocidas, el rendimiento, medido por las tasas de error en la tarea, fue significativamente menor para los que se habían beneficiado del sueño.

Otros estudios centrados en la pérdida de sueño proporcionan una clara evidencia de rendimiento académico más bajo causado por reducciones en la memoria declarativa y procedimental, lo que sugiere que la corteza pre-frontal es altamente sensible a dormir. Por lo tanto, regular el sueño de buena calidad es un precursor para la memoria y el aprendizaje.

Nuestro ambiente de aprendizaje debe abordar los elementos físicos, cognitivos y emocionales

CognitivoEl aprendizaje es una actividad del cerebro ávido de recursos y hay límites a nuestra capacidad para digerir y almacenar material nuevo. Hay un costo que viene con el aprendizaje de algo: tiene los recursos necesarios para el algo más. La educación de adultos, en particular, requiere que canalizamos nuestros recursos disponibles para satisfacer todas las demandas de aprendizaje de nuestro entorno. Tenemos un número de proyectos simultáneos : en relación con la familia , el trabajo o la carrera , las actividades de ocio y los intereses espirituales , todos los cuales requieren la integración continua de nueva información, las personas , los procesos y otras demandas . Todas estas actividades compiten por nuestra capacidad cognitiva disponible, así que la motivación personal y el compromiso son las características de la educación de adultos eficaz. Es por esto que el aprendizaje auto dirigido es un principio tan fundamental de learning adulto.

El ejercicio de nuestro "músculo" cognitivo mediante la construcción de más y avanzadas redes neuronales es fundamental para nuestra salud mental y también actúa como una barrera a la celda atrofia en su vida posterior. Reserva cognitiva, la construcción de grandes redes neuronales, como resultado de la educación permanente y el desafío mental, se muestra a acumularse con el tiempo y proporcionar un seguro contra el deterioro mental en edad mayor.

EmocionalLas emociones son esenciales para el pensamiento y el aprendizaje. La amígdala, una pequeña parte en forma de almendra de nuestro cerebro interno, es el asiento de las emociones y provoca el componente de la respuesta emocional de nuestra conducta.

Activación de la amígdala durante la codificación de una nueva memoria mejora su posterior retrieval10. Esto significa que las señales emocionales vinculados al contenido de aprendizaje forjar una vía neural más profundo y más rico que el contenido basado en hechos solo.

Más allá de la amplificación de los recuerdos y en consecuencia el aprendizaje, la nueva investigación pone de relieve que las emociones son realmente fundamentales para la cognición misma. Emoción regula donde ponemos nuestra atención, y por lo tanto, es esencial para la contratación de las redes neuronales en las que construimos nuestro conocimiento. En nuestro ejemplo anterior de aprender Braille, emoción (el deseo del estudiante para ayudar a su hermana) genera la motivación para centrar su atención en la tarea. De esta manera, la emoción y el pensamiento están íntimamente ligados.

FocoNo recordamos recuerdos: los reconstruimos. La hipótesis de trabajo ha sido que almacenamos recuerdos en una forma "fija", al igual que las imágenes de vídeo de nuestras experiencias - luego reproducir la cinta cuando recordamos que la memoria. Nuevas investigaciones muestran que reconstruimos nuestra memoria cada vez que hacemos uso de ellos. Y debido a que

el cerebro es plástico, cada memoria está influenciada por nuestras experiencias, ya que lo ha almacenado, el contexto actual, y nuestras predisposiciones psicológicas. En este sentido, nuestras memorias son 'inestables’ o fluidas.

ColaboraciónMucho de nuestro aprendizaje se produce de forma aislada. Nuestra necesidad de interacción social se basa biológica y fundamentalmente para nuestra supervivencia, así como para el aprendizaje.

A lo largo de nuestros años de infancia y adolescencia, nos aprendemos a través de experiencias directas o de observación de los demás, así como se enseña en los centros sociales, como escuelas y colegios. A través de estos medios, no sólo creamos un nuevo aprendizaje, también probamos y validamos nuestro pensamiento. Las comunidades de aprendizaje refuerzan los resultados del aprendizaje, aumentan la motivación y el desafío y generan más soluciones diversas que los individuos que operan solos.