El lóbulo frontal: el director ejecutivo del cerebro

Introducción

El lóbulo frontal es uno de los cuatro lóbulos de la corteza cerebral y constituye una región grande que está situada en la parte delantera del cerebro, justo detrás de la frente (ver figura 1). Es el responsable de procesos cognitivos complejos, las llamadas funciones ejecutivas. Estas funciones son operaciones mentales dirigidas hacia un fin que permiten el control conductual, es decir, posibilitan que podamos elegir, planificar y tomar decisiones voluntarias y conscientes. Según Elkhonon Goldberg, el lóbulo frontal es al cerebro lo que un director a una orquesta: coordina y dirige las otras estructuras neurales del cerebro en una acción concertada¹.

Fig 1. Representación de los cuatro lóbulos cerebrales: frontal

(rojo), temporal (azul), parietal (verde) y occipital (amarillo)².

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La memoria de trabajo, el lenguaje, el movimiento o la autoconciencia dependen del lóbulo frontal, así como la originalidad y la creatividad (para innovar hace falta conocer, lo que indica la importancia de la memoria de trabajo).

La región ejecutiva: la corteza prefrontal

La parte anterior de la corteza frontal, la corteza prefrontal (ver figura 2), desempeña el papel decisivo en las funciones ejecutivas a través de la integración de la información, permitiendo la elección de objetivos y la organización de los planes de acción para realizarlos. Constituye una región cerebral que nos hace humanos y únicos porque es de las más recientes filogenéticamente y la última en madurar en la ontogénesis³.

Se ha demostrado que existe una relación entre el desarrollo de las funciones ejecutivas y el proceso de maduración de la corteza prefrontal. Algunos estudios demuestran que en niños de 5 años ya se han desarrollado, parcialmente, la memoria de trabajo, la inhibición y la flexibilidad cognitiva que son componentes claves de las funciones ejecutivas⁴.

La corteza orbitofrontal, que forma parte de la corteza prefrontal, está implicada en el procesamiento y control socioemocional, en el trabajo cooperativo y su responsabilidad en las funciones frontales se debe a sus conexiones con la amígdala y el sistema de motivación y gratificación de la dopamina.

Fig 2. Representación de la corteza prefrontal.

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Desde la perspectiva educativa, es importante analizar el aprendizaje de las funciones ejecutivas del cerebro, dada su responsabilidad en la dirección y regulación de la conducta del alumno. El autocontrol y la capacidad de inhibir la respuesta instintiva constituyen factores críticos en la optimización del rendimiento académico (y no sólo académico).

El lóbulo frontal en acción: novedad y rutina

Diversos experimentos han demostrado que el lóbulo frontal se activa más cuando la tarea es novedosa. En un estudio⁵ se pedía a los participantes el verbo adecuado que representaba a un sustantivo que era presentado visualmente. Mediante la tecnología PET (tomografía por emisión de positrones) se observó un mayor flujo sanguíneo en el lóbulo frontal. Sin embargo, cuando los participantes seguían con el experimento y el proceso se convertía en rutinario, el flujo sanguíneo desaparecía. Al introducir una nueva tarea similar a la inicial, se observó un aumento del flujo sanguíneo frontal que no alcanzó los máximos iniciales. Esta investigación demostraba la importancia del papel desempañado por el lóbulo frontal en el procesamiento cognitivo novedoso. Cuando las tareas realizadas ya son conocidas la participación del lóbulo frontal es menor, asumiendo el control el resto de la neocorteza.

En otro estudio⁶ se midió el flujo sanguíneo cerebral (mediante la misma tecnología que el anterior) a participantes a los que se presentó una tarea novedosa y se observó que el lóbulo frontal derecho se activó más que el izquierdo. La práctica continuada de las tareas hacía que el lóbulo frontal izquierdo se activara más que el derecho. Esto sugiere que en el proceso de aprendizaje existe un desplazamiento del control cognitivo desde el hemisferio derecho al izquierdo conforme la tarea novedosa inicial se hace más familiar. Además, se comprobó una mayor activación en las partes posteriores de la corteza respecto a las frontales mientras se asimilaba la experiencia. Este estudio resultó de suma importancia porque también determinó que el lóbulo frontal (especialmente el derecho) es el responsable de mantener la atención continua. Y el que permite a nuestros alumnos, aburridos ante nuestras explicaciones, evitar la desconexión cuando creen que puede existir alguna información importante. Una muestra más de la confrontación continua entre el cerebro inconsciente (más emocional y automático) y la consciencia (más racional y no automática).

Autocontrol

En un artículo anterior ⁷, analizábamos los experimentos realizados por Walter Mischel sobre el aplazamiento de la recompensa en niños de 4 años de edad. La investigación demostró una correlación entre la incapacidad para controlar los impulsos básicos en la infancia y connotaciones socioemocionales y académicas negativas en la adolescencia. En concreto, las pruebas de aplazamiento de la recompensa de los niños de 4 años de edad predecían mejor que el cociente intelectual los resultados en las pruebas SAT (Test de Aptitud Académica).

Los experimentos de Mischel y similares sugerían cómo mejorar el autocontrol: cuando se dieron instrucciones a los niños impulsivos sobre cómo obviar la recompensa (en aquellos casos las golosinas) se observó que eran capaces de inhibir el impulso. La impulsividad infantil se puede educar de forma progresiva: el niño comienza obedeciendo las instrucciones del entorno familiar y educativo para luego darse a sí mismo las instrucciones necesarias para ejecutarlas. La dependencia inicial va generando la propia autonomía, construyendo una voluntad que no es innata, que depende del desarrollo y que constituye un factor crítico en la madurez social.

¿Por qué hay niños que son capaces de aplazar la recompensa con 4 años y otros no? Según Allan Schore ⁸, las interacciones sociales tempranas entre la madre y el niño son cruciales para el desarrollo normal de la corteza orbitofrontal durante los primeros meses de vida. Al gran crecimiento del cerebro durante el primer año, hay que añadir la influencia de los cuidadores sobre el bebé que afecta a las conexiones entre el cerebro ejecutivo (lóbulo frontal) y el cerebro emocional (sistema límbico).

Resumiendo, el niño necesita al adulto para que sea un guía válido que permita ayudarle en el proceso de reflexión y vaya induciendo creencias positivas sobre su capacidad.

Emociones y sentimientos en la toma de decisiones

Continuamente abogamos, como objetivo educativo esencial, por la enseñanza de la gestión emocional, asumiendo con naturalidad la presencia de emociones positivas y negativas aunque intentando cultivar las primeras en detrimento de las segundas. Las emociones y lo sentimientos que de ellas se derivan⁹ son componentes imprescindibles en los procesos de razonamiento, toma de decisiones y experiencias sociales. Aquí tiene un gran valor el habla interior: ¿Cómo realicé el ejercicio?, ¿qué consecuencias tuvo su resolución?, ¿qué emociones recuerdo de aquel suceso?,… Según Antonio Damasio , “el hecho de que los sentimientos sean acontecimientos mentales nos ayuda a resolver problemas no rutinarios que implican creatividad, juicio y toma de decisiones que requieren la presentación y manipulación de enormes cantidades de conocimuiento”.¹⁰

Somos conscientes que cuando manifestamos emociones positivas podemos focalizar la atención en las tareas deseadas, mientras que las emociones negativas (por ejemplo, la tristeza) pueden ralentizar el proceso de razonamiento. Además, las emociones desempeñan un papel importante en la cooperación. Como comentábamos anteriormente, el aprendizaje de comportamientos cooperativos implica a la corteza orbitofrontal y su falta de desarrollo en los niños hace que les sea difícil cooperar. La cooperación se aprende conviviendo, compartiendo y comprendiendo, que es lo que posibilita el lento desarrollo del lóbulo frontal a diferencia de otras especies. Aunque existen predisposiciones genéticas, el verdadero aprendizaje se obtiene en la escuela de la vida.

Consideraciones pedagógicas finales

Otro de los conceptos relevantes en el marco global de las funciones ejecutivas es el de la responsabilidad, que ha de ser aceptada y asumida por los alumnos. Cuando son capaces de identificar en qué pueden influir o no, aumenta la probabilidad de que acepten las consecuencias de su comportamiento.

Es muy importante tener objetivos, saber planificar, llevar a cabo estos planes y saber también evaluar los resultados, pero para ello hay que afrontar las dificultades que puedan surgir y aprender de los errores. Es conveniente que a los niños (especialmente a los más pequeños) se les recuerde los objetivos continuamente y, mediante la motivación adecuada, facilitar la atención que podemos favorecer elogiando los progresos y estableciendo rutinas para desarrollar las tareas. Lo novedoso estimula la atención y fomenta una actitud proactiva.

Impulsividad, hiperactividad, descontrol, falta de atención,…caracterizan a muchos de los niños en la actualidad, por lo que el aprendizaje de los sistemas ejecutivos se nos antoja imprescindible como objetivo educativo primordial. La toma de decisiones adecuadas requiere autocontrol, flexibilidad cognitiva, planificación o perseverancia. Como el desarrollo del lóbulo frontal depende de la interacción social, el proceso educativo resulta clave en la maduración del individuo. La educación cambia el cerebro y el cerebro va a cambiar mucho la futura educación.

Jesús C. Guillén

¹ Goldberg, Elkhonon, El cerebro ejecutivo: lóbulos frontales y mente civilizada, Crítica, 2009.

² Damasio, Hanna, Human brain anatomy in computerized images, Oxford University Press, 2005.

³ La filogenia hace referencia al origen y desarrollo de las especies mientras que la ontogenia se refiere a la formación y desarrollo del individuo. El lóbulo frontal (y en concreto la corteza prefrontal) apareció muy tarde en términos evolutivos y su desarrollo posibilitó la aparición del lenguaje, la conciencia o la cultura que nos hace seres humanos. Sin embargo, su desarrollo en el individuo no finaliza hasta entrada la edad adulta.

⁴ A. García-Molina et al., “Maduración de la corteza prefrontal y desarrollo de las funciones ejecutivas durante los primeros cinco años de vida”, Revista de Neurología, 2009. La flexibilidad cognitiva permite adaptar nuevas estrategias para aprender.

⁵ M.E. Raichle et al., “Practice-related changes in human brain functional anatomy during nonmotor learning”, Cereb Cortex 4, 1994.

⁶ J.M. Gold et al., “PET validation of a novel prefrontal task: delayed response alteration”, Neuropsychology, 1996.

⁷http://escuelaconcerebro.wordpress.com/2012/04/04/aplazamiento-de-la-recompensa-y-aprendizaje-emocional-2/

⁸ Schore, Allan, Affect regulation and the origin of the self: the neurobiology of emotional development, Lawrence Erlbaum Associates, 1994.

⁹ Las emociones son percepciones acompañadas de ideas y formas de pensar y los sentimientos son percepciones corporales y mentales mientras se manifiesta la emoción. Como dice Antonio Damasio en su obra Y el cerebro creó al hombre (Destino, 2010): “Las emociones, en general, operan de forma automática y en cierto modo a ciegas, hasta que empiezan a ser conocidas por las mentes conscientes en forma de sentimientos”.

¹⁰ Damasio, Antonio, En busca de Spinoza: neurobiología de la emoción y los sentimientos, Crítica, 2005, pág. 171.

Para saber más:

-Marina, José Antonio, La inteligencia ejecutiva, Ariel, 2012.

-Spitzer, Manfred, Aprendizaje: neurociencia y la escuela de la vida, Omega, 2005.

-Entrevista a Elkhonon Goldberg:

http://www.desdeelexilio.com/2008/06/09/el-cerebro-ejecutivo-entrevista-a-elkhonon-goldberg/

-Resumen sobre estrategias pedagógicas basadas en el funcionamiento cerebral:

http://escuelaconcerebro.wordpress.com/2012/12/27/neuroeducacion-estrategias-basadas-en-el-funcionamiento-del-cerebro/

En la película Misterioso asesinato en Manhattan confiesa Woody Allen: “Cuando escucho a Wagner durante más de media hora me entran ganas de invadir Polonia”. Con esta referencia a la invasión de la Alemania nazi de Polonia en septiembre de 1939, que marcó el inicio de la Segunda Guerra Mundial, el autor ironiza sobre la maldad y la violencia que acompañan algunas de las más elevadas creaciones culturales, en las que no se percibe la luz del bien moral. Todos recordarán el impacto de aquella escena de la película Apocalypse now de Francis Ford Coppola en la que una flota de helicópteros del ejército norteamericano ataca una aldea vietnamita con la música de la “Cabalgata de las Walkyrias” como eficaz recurso de guerra psicológica. Si me tomo la licencia de esta intempestiva consideración como arranque de esta reflexión es porque experimenté un cierto paralelismo con la lectura del libro Cerebro y aprendizaje[1] de Eric Jensen.

Me bastó leer hasta el tercer capítulo para que me entraran ganas de denunciar a la Fiscalía de Menores el uso de la violencia de manera arbitraria e inapelable que se practica en la mayoría de nuestros centros escolares, absolutamente inadmisible tanto desde una perspectiva moral como desde una perspectiva democrática. Si no salí de casa corriendo es porque, lamentablemente, los actos de violencia que más abajo apuntaré no están tipificados como delitos. Y a estas alturas no necesito más baños de realismo. En materia de educación pasa lo mismo que en materia de banca: se pueden cometer las mayores negligencias o los abusos más escandalosos sin que se depuren responsabilidades. De todos modos, me cuesta entender la contradicción en la que viven la mayoría de docentes al manifestar, por un lado, sensibilidad y empatía ante el maltrato y la explotación infantil en países lejanos, mientras que, por otro lado, no reconocen ni aceptan la violencia que ejercen o toleran con los propios alumnos en sus ciudades y centros de trabajo. Porque no es violencia, acaso:

a) impedir a un alumno beber durante una clase, cuando sabemos que nuestro cerebro “necesita de 8 a 12 vasos de agua [alrededor de 2 litros] cada día para un óptimo funcionamiento. La deshidratación es un problema común en las aulas escolares, lo que ocasiona letargo y debilitamiento del aprendizaje” (p. 25) […] “Investigadores del estrés descubrieron que a los cinco minutos de beber agua, hay una notable disminución de los corticoides y de la ACTH, dos hormonas relacionadas con el comportamiento del estrés” (p. 45);

b) o bien reprobar el pensamiento divergente y creativo de un alumno porque no cabe en los estrechos límites de unas pruebas normalizadas o de un sistema de evaluación único en la respuesta correcta, cuando sabemos que “lo que asegura nuestra supervivencia es adaptar y crear opciones. Un aula convencional reduce nuestras estrategias de pensamiento y opciones de respuesta” (p. 34);

c) o bien privar de sueño a los alumnos adolescentes al obligarles a iniciar las clases a horas tempranas, hacia las 8 h., cuando sabemos que “el reloj natural del sueño de un adolescente genera un tiempo natural de irse a la cama más cercano a la medianoche y de despertarse hacia las ocho de la mañana” (p. 43) a causa de cambios hormonales en la pubertad. Y también sabemos que de los cuatro estados en que podemos dividir el ciclo de sueño, el más importante para el control de las emociones, el aprendizaje y la memoria es el estado zeta, de ensueño o de movimiento rápido de los ojos (REM), “excelente para la libre asociación” y “decisivo para mantener nuestros recuerdos”. “Un área muy activa durante la fase REM es la amígdala, una estructura que es fundamental para procesar emociones intensas. Además, el córtex entorrinal, que es necesario en el procesamiento de la memoria a largo plazo, también está activo”. Durante esta fase, “el hipocampo está reprocesando el aprendizaje enviado por el neocórtex. Esta ‘repetición instantánea’ consolida y realza la memoria”. (p. 44). Por todo ello, la hora idónea para iniciar la jornada escolar en los centros de secundaria es, tal como afirma Jensen, las 10 h.;

d) o bien exigir al alumno una atención constante y un rendimiento académico contínuo, pasando de un aula a otra sin tiempos o actividades de pausa, al estar presionados alumnos y profesores por un horario escolar con bloques de tiempo por asignatura reducidos y unos currículos cargados de información que impiden su procesamiento y reflexión, cuando sabemos que “tenemos altibajos de atención natural durante el día. Son ritmos ultradianos, uno de los ciclos clave de nuestro cerebro que dura entre 90 y 110 minutos. Esto significa que tenemos unos 16 ciclos durante un período de 24 horas. […] Algunos alumnos que están soñolientos en clase pueden estar tocando fondo en su ciclo de atención. […] El cerebro cambia sus capacidades cognitivas en estos ciclos de altibajos” (p. 69). “En general, el cerebro funciona mal en un estado de atención continua de alto nivel. De hecho, la atención ‘externa’ puede mantenerse en un nivel alto y constante durante sólo un corto espacio de tiempo, generalmente diez minutos o menos” (p. 70). […] “Esto afirma el valor del tiempo de aprendizaje centrado, seguido por actividades difusas tales como la reflexión” (p. 71). […] “Se puede captar la atención de los alumnos o ellos pueden estar elaborando significado, pero nunca las dos cosas al mismo tiempo” (p. 73);

e) o bien someter al alumno a un estrés ambiental y académico excesivo o crónico y a continuas amenazas y castigos que repercuten negativamente sobre su aprendizaje y conducta, produciendo la indefensión aprendida, cuando sabemos que “si el alumno se halla en una situación traumática y toma decisiones, no estará en buenas condiciones para hacerlo. Esto puede ser el motivo de que las reformas educativas hayan propugnado la idea del control del alumno. En una escuela típica, casi todas las decisiones, desde el tiempo de aprendizaje hasta el trabajo compartido, están dictadas y gestionadas fuera del control del alumno” (pp. 87-88);

f) o bien prohibir a los alumnos ciertos movimientos corporales o cualquier clase de movilidad en el aula, o castigar sin patio a un alumno privándole de los movimientos físicos y ejercicios aeróbicos necesarios para estimular su cerebro y aprendizaje, o reducir la educación física a dos horas semanales o suprimirla en segundo curso de bachillerato, cuando sabemos que “del mismo modo que el ejercicio modela los músculos, el corazón, los pulmones y los huesos, también fortalece los ganglios basales, el cerebelo y el cuerpo calloso, todos ellos zonas clave del cerebro. Sabemos que el ejercicio aporta oxígeno al cerebro, pero también neurotropinas (alimento alto en nutrientes) para mejorar el crecimiento y establecer más conexiones entre las neuronas. Se sabe también que el ejercicio aeróbico ayuda a la memoria” (pp. 121-122). […] “Los niños que participan en educación física diariamente muestran una mejora motriz, un mejor rendimiento académico y una actitud más favorable hacia la escuela” […]. Además, “el ejercicio desencadena la producción de BDNF, un factor neurotrófico derivado del cerebro” que “realza la cognición fomentando la capacidad de las neuronas para comunicarse mutuamente”. Asimismo, “el ejercicio puede reducir el estrés” (p. 122).

No vamos a extendernos aquí en todos los casos de violencia que señala Jensen, así como en las sugerencias prácticas con las que concluye cada uno de los capítulos de su libro y en las que se abordan alternativas y soluciones que deberían ser atentamente consideradas por todos los claustros de profesores. Pero sí que debemos abordar un caso que frecuentemente trasciende a la opinión pública y que pone de manifiesto la irresponsabilidad política de las autoridades educativas y el negocio lucrativo que mueven muchos centros educativos. Me refiero a los menús de comedor escolar, que en el mejor de los casos “han sido ideados para el crecimiento de los huesos y los músculos, no para las exigencias de aprendizaje del cerebro” (p. 45). Recientemente ha sido noticia el blog “Never Seconds” (http://neverseconds.blogspot.com/) de Martha Payne, una niña escocesa de 9 años que publica cada dia fotos de su menú escolar, acompañada de valoraciones personales, para evidenciar la escasez de alimentos que recibe y el déficit nutricional por la dieta desequilibrada que está obligada a seguir[2]:

La escuela también debe educar a los alumnos para comer bien, esto es, no para llenar el estómago y saciar el hambre[3], sino para alimentarse con los nutrientes necesarios para el desarrollo del organismo y el funcionamiento óptimo del cerebro. Y para ello no vale cualquier alimento, ni es indiferente su producción (los productos ecológicos son más sanos), ni preparación (los productos frescos son más nutritivos) ni la forma de ingerirlos (de forma lenta y en pequeñas cantidades, masticando bien) y de hacer la digestión (de forma relajada). Por esta razón es muy importante que los menús no sean programados por simples manipuladores de alimentos, sino por expertos en nutrición y dietética. Y que los monitores de comedor no sean simples vigilantes, sino que tengan una formación acreditada y específica[4].

Los alimentos más beneficiosos en la nutición del cerebro son aquellos que incluyen carbohidratos complejos, azúcares, aminoácidos, proteínas, grasas insaturadas, ácidos grasos omega 3, oligoelementos (calcio, hierro, zinc, boro, selenio, vanadio y potasio) y todas las vitaminas del complejo B (B1, B6 y B12). Estos nutrientes se encuentran en los vegetales de hoja verde (espinacas, col rizada) y otros vegetales como las patatas, el brocoli, la remolacha, los nabos, los espárragos y el tomate; las legumbres (soja, judías verdes, lentejas); los panes y cereales integrales (arroz); los pescados de aguas frías y dulces (salmón) y el marisco; los frutos secos (cacahuetes, almendras, nueces); las carnes magras de calidad y sin picar (de cordero); las frutas frescas (naranjas, plátano, fresas, melón, kiwi); los huevos, y los productos lácteos con poca grasa (yogur, leche)[5]. Cabe decir que los efectos de todos estos nutrientes en las funciones cerebrales complejas se potencian si asociamos a la dieta un ejercicio físico diario, así como beber agua con regularidad a lo largo del día y sobre todo cuando se realizan actividades físicas o cognitivas, aunque no tengamos sed. Para entender la clave en la relación entre la nutrición y el cerebro, conviene escuchar al neurocientífico y experto en nutrición Fernando Gómez-Pinilla, profesor de Fisiología en la Universidad de California, Los Ángeles, en el siguiente enlace: fernando-gomez-pinilla-la-relacion-entre-la-nutricion-y-el-cerebro.

Por otra parte, las investigaciones sobre nutrición y salud mental vienen a confirmar la hipótesis que la deficiencia nutricional (de una parte por la disminución del contenido nutricional de los alimentos y de otra parte por determinaciones genéticas) es una de las causas de algunos trastornos mentales y del comportamiento, como, por ejemplo, el déficit de atención y la hiperactividad (TDAH). Existen numerosas investigaciones al respecto. Además de las realizadas por Gómez-Pinilla[6], cabe citar aquí las realizadas por Bonnie Kaplan[7], del Departamento de Pediatría de la Universidad de la Universidad de Galgary (Canadá).

En un lúcido artículo de mi amigo y colaborador en este blog Josep Pradas, titulado “Violencia y legitimidad”, se argumenta que “la violencia acompaña todos los logros del hombre”[8]. También, aunque nos cueste aceptarlo hoy en día, la educación. Bajo este noble ideal cultural existe, aunque de forma solapada, la más obscena violencia, la que se ejerce contra los niños y adolescentes, sujetos de derecho, pero intérpretes mudos de la injusticia que padecen e invisibles socialmente hasta que salta a los medios de comunicación alguna denuncia por violencia extrema. Una violencia disfrazada eso sí, para ocultar el horror y la vergüenza que provocaría en nuestra conciencia, con el ropaje de ley educativa y maquillada por el aparente consenso social que legitima todo acto colectivo. Vivimos en un momento en el que la pedagogía que se practica en los centros educativos ha dejado de ser crítica con el orden social y la violencia que la política educativa legitima. De hecho la pedagogía convencional se ha convertido en un aval de legitimación de la violencia en la educación.

¿Cómo es posible que neguemos a los niños y los adolescentes, a nuestros propios hijos y futuros ciudadanos, unos estímulos y factores positivos en el entorno escolar que favorecen la crianza y el aprendizaje cuando los adultos hemos luchado para conseguirlos en las empresas en las que trabajamos o bien se han establecido por su productividad desde los enfoques humanistas de la organización del trabajo? Para contribuir al progreso de la educación no es necesario plantear grandes modelos ni fantasiosas utopías. Basta con que nos interesemos por los resultados de las neurociencias y eliminemos todas las amenzas y obstáculos que impiden una crianza y un aprendizaje de calidad en las escuelas. Hasta que no demos este primer paso, dificilmente podremos dedicarnos a mejorar y enriquecer la vida escolar.

¿A qué responde la indiferencia de los docentes a los descubrimientos de las neurociencias? ¿Por qué suscita miedo el conocimiento científico del funcionamiento de nuestro cerebro y la comprensión de nuestra condición humana? En opinión de Michael S. Gazzaniga, “no es miedo a la creación de algo anormal, sino miedo al cambio real estructural que introducen dichas ciencias en nuestra concepción de la existencia”[9]. El miedo al cambio en educación es porque partimos de unas creencias personales acerca del significado del ser humano y de nuestra vida social y cultural que contaminan nuestras opiniones sobre la política educativa, impidiendo que abordemos esta cuestión con independencia de esas creencias, en la medida que estan fuertemente arraigadas en estructuras sociales de poder y sumisión en las que hemos sido educados desde nuestra infancia. Sin embargo, es posible el cambio y no repetir los errores del pasado. Porque las neurociencias nos aportan las bases para crear una alternativa a la educación tradicional. No será un cambio fácil ni rápido, pero terminará imponiéndose por la fuerza de las evidencias empíricas y la confianza y actitudes positivas que genera el conocimiento de las potencialidades del desarrollo de cada persona. Mientras tanto, los docentes tenemos una gran responsabilidad moral para potenciar o limitar las capacidades y aptitudes de nuestros alumnos en cada una de las etapas de su desarrollo.

Si en nuestro próximo encuentro con la tutora o el tutor de nuestros hijos en edad escolar le preguntamos cuántos alumnos zurdos tiene en su clase, tal vez pongamos en un aprieto a esta persona, pero si la misma pregunta se la hacemos a cualquiera de los maestros de nuestros hijos, probablemente no sepa respondernos o bien lo haga dubitativamente. Y si a tutores y maestros les preguntamos si han recibido alguna formación específica en la enseñanza de la escritura a sus alumnos zurdos, lo más seguro es que respondan negativamente. Esta consideración no pasaría de una observación impertinente si tal práctica educativa no tuviera ninguna consecuencia negativa para la escritura de los niños zurdos, pero la experiencia nos enseña que “una inadecuada enseñanza de la escritura a los zurdos” puede representar una de las causas pedagógicas de los trastornos disgráficos en estos alumnos, como advierte B. Brucker en su obra Diagnóstico y tratamiento de las dificultades de aprendizaje (Madrid, Rialp, 1978)[1].

Sabemos que los trastornos en el aprendizaje producen un rendimiento académico inferior a la capacidad intelectual y causan una baja autoestima e interfieren negativamente en la socialización del alumno en la escuela, por lo que representan una de las primeras causas del fracaso escolar. Y también sabemos que algunos de estos trastornos tienen relación con la lateralidad[2], en particular en los casos de lateralidad cruzada (cuando predomina en un miembro del cuerpo el hemisferio derecho y en otro miembro el izquierdo, por ej., ojo derecho dominante y mano izquierda dominante) y sobre todo de lateralidad no definida (o ambidextrismo, cuando se usan indiferentemente los miembros de ambas partes del cuerpo o bien se duda de su elección). Por lo que respecta al lenguaje, el ambidextrismo es más común en los niños zurdos, ya que en la mayoría de personas, alrededor del 90% de la población, las áreas del lenguaje se encuentran en el hemisferio izquierdo (entre el 95% y 98% de los diestros y en el 70% de los zurdos aproximadamente), mientras que en los zurdos el modelo de dominancia hemisférica para el lenguaje es más inestable, porque aproximadamente un 15% tiene lateralidad derecha y otro 15% bilateralidad. Así, podemos observar un número mayor de zurdos afectados por el Trastorno Específico del Lenguaje (TEL)[3]. Sin embargo, podemos ayudar a estos niños con una adecuada enseñanza de la lectoescritura o bien con una educación compensatoria cuando sus trastornos en el aprendizaje van acompañados de deficiencias o psicopatologías. De ahí la importancia de abordar esta cuestión.

El propósito de este artículo es presentar algunas guías digitales de fácil consulta y sencilla aplicación que pueden resultar útiles a maestros y padres para la enseñanza de la escritura en niños zurdos, cuyas instrucciones y consejos tengan un amplio consenso. Sin embargo, dado el desconocimiento que se tiene sobre el área del córtex dedicada al control de la mano, así como sobre las áreas encargadas del procesamiento de la escritura, pasaremos en primer lugar a exponer brevemente algunos estudios relevantes sobre estos aspectos.

La representación del habla y de la escritura en la corteza cerebral

El neurocirujano Walter Penfield, a partir de sus estudios con pacientes a los que estimulaba las áreas primarias motororas y somatosensoriales de la corteza, que se encuentran a ambos lados del surco central del cerebro (la fisura de Rolando), la primera por delante (girus precentral) y la segunda detrás (girus postcentral), ideó en 1950 un modelo de homúnculo[4] que establecía una analogía entre las funciones motororas y somatosensoriales de la corteza cerebral y las partes del cuerpo (ver FIG. 1). Este modelo ponía de manifiesto la importancia de la sensibilidad y el control fino del movimiento de la mano, la boca y la lengua en la organización somatotópica del córtex somatosensorial primario y del córtex motor primario, mostrando en las áreas mayores de representación la especialización de nuestra corteza en el habla y en la destreza manual, que incluye la escritura. Las contrahechuras del homúnculo sensorial y del homúnculo motor se deben al hecho que la representación de las partes del cuerpo entre los pliegues de ambos córtex no es proporcional a su tamaño real, sino a la precisión en su control.

Introducción

La motivación es la fuerza que nos mueve a realizar actividades. Continuamente escuchamos que los alumnos no muestran interés por las cuestiones académicas y que no están motivados. Pero, a menudo, lo que ocurre es que sí que están motivados para llevar a cabo otro tipo de tareas que les resultan más gratificantes. Desde la perspectiva del alumno, se consideran las motivaciones intrínsecas, inherentes a su personalidad, y las extrínsecas que aparecen a través del proceso de enseñanza y aprendizaje suscitado por el docente. Aunque en la motivación intervienen contextos familiares o culturales, en el presente artículo nos centraremos en el ámbito escolar para analizar cómo los docentes podemos mejorar la motivación de nuestros alumnos promoviendo así un aprendizaje útil.

En el siguiente video, el premio Nobel Richard Feynman, uno de los físicos más importantes del S. XX, explica con su habitual sentido del humor cómo se busca una nueva ley. Un ejemplo de compartición cognitiva y emocional.

El esfuerzo conduce al éxito… a veces

Los docentes hemos de fomentar en los alumnos la motivación adecuada suscitando el interés y sintonizando con sus deseos de autonomía, progreso, reconocimiento o, sencillamente, bienestar (motivación inicial). Posteriormente, hemos de gestionar todo el proceso de forma que se puedan alcanzar los objetivos planteados facilitando estrategias para afrontar las diversas tareas (motivación para el logro). Para ello es imprescindible el esfuerzo, tan mal considerado en una sociedad como la nuestra que valora mucho los derechos y en la que el deber se contempla como algo peligroso. Pero hemos de asumir que todo lo que realizamos no ha de resultar interesante y atractivo, por lo que el aprendizaje de la voluntad nos parece esencial. Sin embargo, no hemos de olvidar que si el esfuerzo no va asociado a la consecución de los objetivos establecidos puede ocasionar sobre el alumno sentimientos de impotencia. Continuamente abogamos por la introducción del aprendizaje emocional en el contexto escolar que, en el caso expuesto, permitiría al alumno soportar las dificultades y sentirse capaz de afrontar los retos planteados. La forma que tiene cada alumno para explicarse sus éxitos o fracasos (estilo atribucional) resulta decisiva en el rendimiento académico (ver artículo anterior /aprendiendo-a-ser-optimistas/). El optimista es capaz de interpretar las dificultades como retos mientras que el pesimista, en la misma situación, sólo ve problemas.

Como resulta necesario cuidar la autoestima del alumno, hemos de adecuar las actividades a sus posibilidades y facilitar las expectativas de logro (ver video). Asimismo, hemos de reconocer siempre las mejoras por muy modestas que sean y valorar el esfuerzo por encima del éxito. Los criterios de evaluación no se deben restringir al análisis estrictamente académico.

Utilidad del aprendizaje

Nuestros alumnos han de conocer los objetivos educativos de los temarios impartidos y deberían entender la verdadera utilidad de lo que van a aprender. Al explicar el significado de las actividades escolares desvelamos el objetivo y la importancia de lo que enseñamos.

El inicio del proceso de aprendizaje ha de ser propicio al ser presentado de forma atrayente, pero deberíamos mantener una continuidad durante toda la programación. Lamentablemente, los contenidos impartidos y los conocimientos adquiridos, muchas veces, están alejados de la realidad cotidiana y resultan irrelevantes. Los docentes hemos de ser conscientes que las tareas propuestas más creativas y diferentes a las actividades habituales motivan más que las puramente mecánicas, manteniendo viva nuestra actividad cerebral. De igual forma, el conocimiento previo de los intereses y aptitudes de nuestros alumnos, junto a un enfoque interdisciplinar, permiten optimizar la motivación y el aprendizaje. Y la verdadera utilidad del aprendizaje resultará al proponer actividades que motiven a la mayor cantidad de alumnos y fomenten un ambiente que permita la automotivación.

Ejemplo: Consideremos que queremos explicar el fenómeno del electromagnetismo. Podemos introducir las magnitudes físicas del campo eléctrico y campo magnético a través de fórmulas matemáticas que nos permitirán relacionar diferentes ecuaciones. O podemos enseñar o proponer un montaje en el que un bobinado gira en el interior de un campo magnético generado por unos imanes y medir mediante un amperímetro la corriente eléctrica producida. O, incluso, podemos visitar una central eléctrica donde podemos visualizar el fenómeno, directamente, observando el acoplamiento del grupo turboalternador. Ejemplos de diferentes inicios con distintas utilidades.

Disfrutemos del viaje

Utilizar el entrenamiento como recurso educativo permite a los alumnos ir adquiriendo, mediante la práctica continuada, los hábitos adecuados. El proceso, que se ha de disfrutar, debe garantizar mejoras parciales y un avance progresivo pero hemos de asumir con naturalidad la aparición de errores, los cuales forman parte del proceso de aprendizaje. Centrándonos en el proceso y no en el resultado, los docentes hemos de constatar el progreso y saber elogiar las mejoras. Y sería interesante que explicáramos por qué la plasticidad cerebral, con el entrenamiento y esfuerzo adecuados, garantiza el progreso de todos. Cuando el alumno observa una evolución positiva y encuentra satisfacción en lo que hace, su compromiso está garantizado.

Otra capacidad que hemos de fomentar es la autonomía. Los alumnos han de aprender a sentir el control de la situación, asumir responsabilidades y tomar alguna decisión como, por ejemplo, sobre su forma de trabajar.

El progreso del día a día y el optar a la mejor versión de uno mismo constituyen el auténtico éxito.

Ejemplo: Un alumno se encuentra motivado porque entiende la utilidad de las ecuaciones que permiten evaluar el tiro parabólico. Y es que su futbolista favorito ejecuta las faltas lanzando la pelota con un movimiento idéntico. Muchas veces sus cálculos teóricos sobre el alcance del balón no son correctos pero su motivación no decae pues, al igual que su futbolista admirado, para hacer goles ha de haber fallado muchos antes.

Influencia social

Nuestros alumnos necesitan el reconocimiento y aprecio de los compañeros (y no sólo de los compañeros) por lo que el fomentar las necesidades sociales constituye un recurso más para motivarles. Fomentando las buenas relaciones entre compañeros se favorece el trabajo cooperativo en detrimento del competitivo. El clima interpersonal que ha de predominar en el aula ha de ser positivo, respetuoso y optimista. A través de nuestras actitudes, los alumnos entenderán (aprendizaje por imitación) que es útil acercarse al profesor.

Las técnicas de visualización cerebral nos indican que el pensamiento positivo está asociado al córtex prefrontal del hemisferio izquierdo y es capaz de liberar dopamina (ver figura), un neurotransmisor que activa los circuitos de recompensa, con lo que podemos hablar de un sistema cortical cerebral implicado en la motivación social.

Sistema de recompensa cerebral¹

Las situaciones emocionalmente positivas favorecen el aprendizaje en entornos calmados alejados del estrés innecesario. La conclusión que extraemos es que los objetivos estrictamente académicos deben ser complementados por otros afectivos o conductuales.

Ejemplo: El profesor ha propuesto el montaje de un péndulo que permita demostrar el principio de conservación de la energía y calcular la aceleración de la gravedad. Para ello ha seleccionado diferentes grupos. A través del trabajo cooperativo bien asumido, los diferentes componentes de los grupos respectivos sugieren, proponen, reflexionan y discuten sobre las diferentes posibilidades del montaje y las mediciones de algunas magnitudes físicas. Todo ello repercute en una mejora del aprendizaje individual y en un beneficio colectivo.

Conclusiones finales

Alejándonos de las imposiciones clásicas, los docentes hemos de acompañar a nuestros alumnos en el proceso de educar asumiendo que tienen conocimientos previos y que hemos de fomentar la reflexión y profundización sobre los mismos, de forma que se pueda optimizar el aprendizaje.

Debemos ser capaces de transmitir nuestra pasión y entusiasmo por lo que hacemos y ser responsables de la creación de un clima emocional positivo que favorezca la continua adquisición de conocimientos y hábitos sociales adecuados. Nuestro lenguaje no verbal, por ejemplo, desempeña un papel importante en la transmisión de componentes emocionales.

Limitando los tiempos de explicación y diversificando la realización de tareas podemos optimizar los procesos atencionales y es que, normalmente, los docentes damos una importancia exagerada a los temarios establecidos, en detrimento de una mayor participación del alumnado. El gran objetivo es el de fomentar en el alumno el convencimiento de que el estudio y el correspondiente aprendizaje es útil. Y es que lo importante no es que enseñemos sino que aprendan.

Jesús C. Guillén

¹ Jensen, Eric, Teaching with the brain in mind, Association for Supervision and Curriculum Development, 1998.

Para saber más:

http://escuelaconcerebro.wordpress.com/2012/12/27/neuroeducacion-estrategias-basadas-en-el-funcionamiento-del-cerebro/

https://escuelaconcerebro.wordpress.com/2012/11/11/efecto-pigmalion-el-profesor-es-el-instrumento-didactico-mas-potente/

Vaello, Joan, Cómo dar clase a los que no quieren, Graó, 2011.

Marina, José Antonio, Los secretos de la motivación, Ariel, 2011.

Gilbert, Ian, Motivar para aprender en el aula. Las siete claves de la motivación escolar, Paidós, 2005.

Ortiz, Tomás, Neurociencia y educación, Alianza Editorial, 2009.

Alonso Tapia, J., Motivar en la escuela, motivar en la familia, Morata, 2005.

López, Luis, “Motivación en el aula”, Pulso, 2004.

Tonucci, Francesco, Enseñar o aprender, Losada, 1996.

El gran avance de las tecnologías aplicadas a la visualización del funcionamiento del cerebro ha hecho posible el desarrollo de diversas neurociencias y en particular de la neuroeducación. Se han conocido diferentes procesos de la mente gracias a los escáneres cerebrales, como por ejemplo el TAC, la resonancia magnética (RM) o la resonancia magnética funcional (RMf). Y todo esto nos ha permitido ver cómo actúa nuestro cerebro en diferentes situaciones (durmiendo, tomando decisiones, controlando emociones, etc.).

Si se me pregunta cómo definiría la neurociencia, respondería diciendo que es la ciencia que consigue datos objetivos, a partir de experimentos y pruebas empíricas concretas, que muestran el funcionamiento del cerebro. Esta nueva ciencia, más allá de su simple definición léxica, tiene una gran importancia en la educación, porque ha iniciado un nuevo camino hacia el futuro de las escuelas, ya que ha comprobado que la forma de educar que hay actualmente no es tan adecuada como se creía y, además, ha propuesto diferentes maneras de plantearla.

Para empezar, la escuela no está centrada en el aprendizaje del alumno, sino en la enseñanza de los docentes, en el currículo y, en general, en la burocracia del sistema educativo. No tiene suficientemente en cuenta las diferencias que existen entre los estudiantes y los trata prácticamente a todos por igual, cuando realmente cada uno puede tener un ritmo y una forma de aprendizaje diferentes, ya que la mente de cada persona es distinta. Tampoco se tiene suficientemente en cuenta la diversidad de inteligencias que tenemos las personas. De hecho, la educación convencional se basa en un concepto unitario de inteligencia. Además, la enseñanza está muy influenciada por los test de inteligencia tradicionales y se les da mucho valor a los exámenes que únicamente evalúan aspectos académicos, y que no tienen en cuenta otros aspectos significativos sobre las capacidades de los alumnos.

Además, los conocimientos impartidos no guardan, muchas veces, relación con las necesidades de los alumnos en la vida cotidiana, y esto no es positivo porque no se está preparando adecuadamente al alumno para lo que le espera en un futuro cercano, muy en particular para su entrada en el mundo laboral. La escuela de hoy en día también mata la creatividad del alumno, no deja que éste desarrolle lo que tiene en su interior y pueda construir unas bases personales que le permitan moverse con seguridad y confianza en la sociedad del futuro.

También cabe añadir la obsesión que se tiene por cambiar radicalmente la manera de dar clases confiando excesivamente en la tecnología, lo que lleva a substituir el papel de los profesores por los ordenadores. Yo no estoy en contra de la modernización de la enseñanza con las nuevas tecnologías de la información, pero mi propia experiencia me demuestra que es menos eficaz para el aprendizaje que los alumnos estudien las asignaturas y hagan los ejercicios sin el acompañamiento activo de sus profesores. No hay que olvidar que la comunicación entre las personas es positiva y necesaria, y que la interacción que tienen los alumnos entre ellos y con el profesor cuando se hace una clase conjunta, con explicaciones del profesor y la participación de todos, es muy importante para garantizar el aprendizaje. Por esto mismo pienso que es un error que las clases se conviertan en aulas de informática en las que se estudie en silencio y de manera individual contando como principal recurso el ordenador.

Por todas estas razones considero que la escuela y la educación tienen que experimentar un cambio. La escuela del futuro ha de tener como objetivo la orientación hacia la comprensión por parte de los alumnos. A continuación expondré algunos principios demostrados empíricamente por la neurociencia que se tendrían que impulsar en el futuro desde el sistema educativo.

Proponer una educación emocional y social en la que haya más diversidad de aprendizajes, porque todos tenemos maneras de pensar y trabajar distintas. También fomentar el trabajo de la toma de decisiones y educar el inconsciente, porque tiene una gran importancia a la hora de decidir y elegir, más incluso que nuestra consciencia. Creemos que somos preeminentemente seres racionales, pero no es así, ya que actuamos bajo la influencia de las emociones. En consecuencia, resulta esencial la adquisición de hábitos adecuados, asimilando automatismos a través del entrenamiento, la repetición y la imitación.

Dar mucha más importancia al trabajo en grupo y cooperativo, porque el día de mañana los alumnos tendrán que trabajar con personas desconocidas y que tienen maneras diferentes de pensar y hacer las cosas. Es necesario que las personas, cuando salgan de la escuela, estén acostumbradas a cooperar entre ellas, porque la manera más efectiva, eficaz y positiva de conseguir los objetivos es colaborando y trabajando en equipo.

La motivación es uno de los principios importantes que hay que potenciar en todas las personas. Los profesores tienen que fomentar una motivación guiada, utilizando recompensas, entrenamientos, etc. Muchas veces estamos motivados y con ganas de hacer algo que nos gusta, que deseamos. Pero en determinadas ocasiones hemos de hacer cosas que no nos apetecen, aunque sean necesarias para alcanzar otras cosas que si deseamos. Por eso se ha de fomentar el sentido del deber y la perseverancia.

Así mismo, la introducción de técnicas de concentración y de atención puede ser también muy positiva, ya que la eficacia y la asimilación del contenido estudiado aumenta. La meditación y la relajación son algunos de estos métodos que pueden ayudar a estudiar. Considero, en este sentido, que es básico la creación de un ambiente de trabajo y estudio relajado para garantizar el aprendizaje del alumnado.

El optimismo es otro de los principios que tienen un peso importante en la escuela del futuro. Hay que conseguir que las personas confíen en ellas mismas y en las de su entorno, y que crean y tengan esperanza en lo que realizan. Al tener este optimismo se consigue una mayor riqueza de ideas y además está relacionado con la felicidad, un objetivo que nunca debemos olvidar en la escuela.

Otro principio que hay que fomentar es la resiliencia, que es la resistencia a la frustración. Es muy importante que las personas sepamos superar las adversidades y continuar dando sentido a nuestras vidas, cuando nos encontramos con obstáculos, porque a lo largo de la vida atravesamos diferentes situaciones traumáticas, dolorosas o simplemente difíciles y debemos ser capaces de sobreponernos a ellas y ser capaces de superarlas.

Para concluir, tan sólo subrayar que el actual sistema educativo arrastra una serie de problemas que podrían tener solución si en lugar de mantenerse en posiciones tradicionales incorporase los resultados de las neurociencias, contribuyendo de este modo al progreso de la educación. La escuela del futuro ha de promover tanto el trabajo individual como el grupal, y ha de trabajar diferentes aspectos de nuestra inteligencia que permitan sacar el máximo rendimiento de las capacidades de cada una de las personas teniendo en cuenta sus características propias. Y este programa es posible realizarlo, repitámoslo una vez más, gracias a la neurociencia.

Julia Martínez

Para saber más:

Linda Lantieri, La inteligencia emocional infantil y juvenil, Santillana, 2009.

Howard Gardner, Inteligencias múltiples. La teoría en la práctica, Paidós, 1995.

José A. Marina, Los secretos de la motivación, Ariel, 2011.

Daniel Goleman, Inteligencia emocional, Kairós, 1995.

Martin Seligman, Aprenda optimismo, Clave, 2011.

Gracias a la aportación de uno de nuestros seguidores en Twitter, David Camps @davidcamps, os presentamos una entrevista a Ignacio Morgado, catedrático de Psicobiología en el Instituto de Neurociencia de la Universitat Autònoma de Barcelona y autor de los libros Emociones e inteligencia social (2007) y Cómo percibimos el mundo (2012). En la siguiente entrevista realizada en el Centro del Profesorado de Granada el año 2009, nos habla sobre el aprendizaje y la memoria desde los aportes de las neurociencias.

Los VIII capítulos en los que se divide esta entrevista constituyen un pequeño tratado de algunos de los principios fundamentales de la neurodidáctica que si existiera voluntad de aplicarlos a nuestro sistema educativo supondría una auténtica revolución pedagógica. Me ha llamado especialmente la atención la reflexión de Ignacio Morgado sobre el momento idóneo para el aprendizaje verbal de una lengua distinta de la materna. Tal como ha demostrado la neurolingüística, la tardía adquisición fonológica de una lengua dificulta cuando no impide alcanzar una competencia verbal equivalente a la conseguida con la lengua materna. Si existiera voluntad política de tratar como lenguas propias las segundas o terceras lenguas enseñadas en nuestro sistema educativo, entonces bastaría introducir su uso como lengua vehicular no ya en la etapa pre-escolar, cosa que sólo hacen algunas escuelas privadas, sino en los parvularios. Estamos ante un nuevo caso de cómo los sesgos ideológicos o la simple incompetencia de los responsables educativos interfieren en los resultados de la ciencia o bien cínicamente los omiten.

Para saber más al respecto, remito al artículo de Mayte Rius, “Cerebro bilingüe”, publicado en La Vanguardia, Estilos de vida (21.04.2012), que se encuentra en el siguiente enlace: http://www.lavanguardia.com/estilos-de-vida/20120420/54284559153/cerebro-bilingue.html. También remito a una entrada anterior de este blog (y en particular a sus comentarios) que lleva por título “Aprendizaje de un segundo idioma: antes es mejor”: (http://escuelaconcerebro.wordpress.com/2012/02/03/aprendizaje-de-un-segundo-idioma-antes-es-mejor/)

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Introducción

Recientes investigaciones en el ámbito de la neurociencia demuestran que, junto a los procesos hormonales, se producen cambios drásticos en el cerebro durante la adolescencia. El desarrollo de la corteza prefrontal, región del cerebro responsable de las funciones ejecutivas como la planificación y esencial en la regulación de las emociones, continúa durante todo este período crítico. El hecho de que la comprensión socio-emocional esté desarrollándose durante la adolescencia conlleva importantes implicaciones en el ámbito educativo, dado que puede interferir en el proceso de aprendizaje. El conocimiento del desarrollo cerebral en la adolescencia se nos antoja crucial para el proceso de enseñanza y aprendizaje en el aula.

Experimentos en cerebros de adolescentes

La aplicación de técnicas modernas de visualización cerebral ha permitido obtener imágenes de gran calidad del cerebro humano. A continuación, analizamos algunos resultados obtenidos en estudios que han aplicado la técnica de la resonancia magnética.

1) Materia gris y materia blanca ¹

Se han observado diferencias en la densidad de sustancia blanca y sustancia gris entre los cerebros de niños (en promedio, de nueve años) y un grupo de adolescentes (en promedio, de 14 años)². Los adolescentes mostraban un mayor volumen de sustancia blanca y un menor volumen de sustancia gris en las cortezas frontal y parietal. Esto se explica porque las neuronas, en su fase de desarrollo, crean una capa de mielina en torno a sus axones. La mielina es una sustancia grasa que aumenta la velocidad de transmisión de las neuronas.

El volumen de sustancia gris en el lóbulo frontal aumenta durante la infancia y los primeros años de la adolescencia, obteniéndose un máximo en torno a los doce años para luego ir disminuyendo durante la adolescencia. El incremento de sustancia gris al comienzo de la pubertad conlleva un aumento de la densidad de las sinapsis mientras que el descenso gradual de sustancia gris, que ocurre en determinadas regiones del cerebro durante la adolescencia, ha sido atribuido a la poda sináptica. Tras la pubertad, las sinapsis más utilizadas se fortalecen y mejoran mientras que las menos utilizadas se eliminan. La poda sináptica conlleva un aumento de la eficiencia de la región ejecutiva. El hecho de que en los adolescentes no se pongan en funcionamiento determinadas regiones cerebrales de forma automática, a diferencia de los adultos, conlleva una menor variedad de recursos y podría explicar la variabilidad que observamos en el carácter de aquellos.

También se ha observado un aumento en el grosor del cuerpo calloso y un fortalecimiento de los circuitos que conectan el hipocampo con el lóbulo frontal, lo que permite una mejora en la planificación de tareas y en la toma de decisiones con un mejor uso de la memoria.

2) Diferencias sexuales

El máximo de sustancia gris en los lóbulos frontal y parietal se alcanza en las chicas en torno a los once años, mientras que en los chicos aparece a los doce años (ver figura). Esto sugiere posibles interacciones entre las hormonas de la pubertad y el desarrollo de sustancia gris.

En los gráficos se muestra el volumen de sustancia gris y sustancia blanca en función la edad, en un experimento realizado con 475 chicos (línea superior) y con 354 chicas (línea inferior). El volumen cerebral es mayor en el caso de los chicos.³

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Diversos estudios muestran también diferencias en los ganglios basales y algunas estructuras límbicas. Por ejemplo, el hipocampo se desarrolla más rápidamente en las chicas mientras que la amígdala lo hace en los chicos. La incidencia menor de la depresión de los chicos podría estar relacionada con el incremento de los niveles de testosterona.

3) Efectos de algunos neurotransmisores

En los adolescentes existe una sensibilidad muy grande del cerebro a la dopamina. La dopamina es un neurotransmisor cerebral que desempeña un papel fundamental en el control de la atención o la cognición y que activa los circuitos de gratificación. Esto explica que los adolescentes den más importancia a la recompensa que a los riesgos en la búsqueda de lo novedoso. Existe también una sensibilidad a la oxitocina que hace más gratificantes las relaciones sociales lo que justifica la necesidad del adolescente por relacionarse con compañeros de su misma edad. El llamado “cerebro social”, que engloba regiones cerebrales que intervienen en lo afectivo y cognitivo en relación a los demás, sigue desarrollándose durante la adolescencia.

Implicaciones académicas

La educación debería considerar la enseñanza de habilidades relacionadas con las regiones del cerebro que sufren cambios más significativos durante la adolescencia, por ejemplo, el autocontrol o la empatía. Los programas eficaces deberían enseñar a los niños a calmarse, a hablar con naturalidad de sus sentimientos (hablar de los sentimientos propios y compartirlos con los demás constituye un buen antídoto contra la depresión) para resolver problemas interpersonales y a considerar los efectos de nuestras conductas sobre los demás.

Si asumimos que la adolescencia no es un problema y la consideramos como una fase adaptativa (la plasticidad cerebral garantiza la evolución y continuidad del aprendizaje) podremos gestionar los conflictos en el aula como ocasiones para enseñar y aprender habilidades socioemocionales.

Los docentes sabemos que el adolescente busca nuevas expectativas y su mejora en el razonamiento abstracto le permite investigar sobre su propia identidad. Como plantea Howard Gardner, al estar dispuestos a una gran variedad de temas, deberíamos animarles a adoptar formas de pensamiento abiertas⁴. Si implicamos a nuestros alumnos en la participación de proyectos polifacéticos podrán diversificar sus conocimientos. Al estar el adolescente más dispuesto a trascender sus límites, deberíamos fomentar un pensamiento interdisciplinario que no coarte su curiosidad ni interfiera en su motivación.

Los docentes somos conscientes también que las situaciones socio-emocionales que impregnan el entorno educativo interfieren en los recursos dedicados por nuestros alumnos al aprendizaje. Como comenta Sarah-Jayne Blakemore,”las evidencias indican que la pubertad y la adolescencia suponen períodos críticos en el desarrollo de la conciencia emocional, especialmente en el contexto de las relaciones entre compañeros”⁵. Los primeros años de la adolescencia deberían aprovecharse para incorporar programas educativos que fomenten la empatía y las relaciones interpersonales. La adolescencia no constituye un problema sino una gran oportunidad que hemos de aprovechar para optimizar el aprendizaje útil. Y es que el error forma parte del mismo.

Jesús C. Guillén

¹La materia o sustancia gris está formada por masas de axones que al microscopio o en las imágenes de resonancia magnética parecen grises, mientras que la materia o sustancia blanca son masas de axones que al microscopio o en las imágenes de resonancia magnética se ven de color blanco debido a las vainas de mielina.

²Sowll et al.,”Localizing age-related changes in brain structure between childhood and adolescent using statistical parametrical mapping”, Neuroimage, 1999.

³Lenroot R., Giedd J.,”Sex differences in the adolescent brain”, Brain Cogn., 2010.

⁴Gardner, Howard, Inteligencias multiples: la teoría en la práctica, Paidós, 2011.

⁵Blakemore et al., “The role of puberty in the development adolescent brain”, Human Brain Mapping, 2010.

Para saber más:

Blakemore S., “Imaging brain development: the adolescent brain”, J. Neuroimage, 2011.

Dobbs, David, El cerebro adolescente, National Geographic, Octubre 2011.

Blakemore, Sarah-Jayne; Frith, Uta, Cómo aprende el cerebro: las claves para la educación, Ariel, 2011.

Introducción

Las neuronas espejo fueron descubiertas por el grupo de investigación dirigido por Giacomo Rizzolatti, en 1991, cuando buscaban propiedades visuales en el sistema motor de macacos. Este tipo de neuronas motoras presentan la particularidad de que se activan cuando el mono ejecuta una acción, pero también cuando el mono observa acciones similares realizadas por otros individuos. Se localizan en una zona motora del lóbulo frontal llamada área F5 y en una parte del lóbulo parietal conectada con F5 (ver figura). En los años posteriores se realizaron pruebas convincentes que indican que en el cerebro humano existen neuronas con propiedades similares. En los seres humanos este tipo de mecanismos de espejo se cree que participan directamente en la comprensión de las conductas de los demás, intervienen en el aprendizaje por imitación y en el procesamiento del lenguaje. La capacidad de imitar es la base de la cultura humana y de la transmisión del conocimiento por lo que constituye un importante recurso educativo.

Comparativa entre la zona F5 del lóbulo frontal del mono (A) y las posibles zonas homólogas del lóbulo frontal del hombre (B). ¹

Las neuronas espejo en el hombre

En los seres humanos, las zonas principales que se mantienen activas durante la observación de las acciones ajenas son la parte posterior de la zona de Broca ² (zona 44 de Brodmann que puede considerarse el homólogo humano de la zona F5 del mono, en el lóbulo frontal) y una región del lóbulo parietal inferior. Estos circuitos parietofrontales integran la información sensorial y motora y trascienden el simple control de los movimientos. La percepción y el reconocimiento de actos ajenos, la imitación o diferentes formas de comunicación, que encuentran en el sistema motor su sustrato neural, no involucran sólo a nuestro cuerpo y a los objetos que lo rodean sino también al cuerpo de los demás.

En el hombre, a diferencia del mono, las neuronas espejo también se activan con la observación de actos intransitivos, es decir, no dirigidos hacia un objeto (como fingir coger un objeto). Además, las neuronas espejo del hombre pueden interpretar tanto la intencionalidad de las acciones como aspectos temporales de los movimientos que componen las mismas.³

La imitación

Los seres humanos nacemos dotados de mecanismos que nos permiten imitar acciones. Los bebés, con apenas unos días de vida, son capaces de imitar expresiones faciales y, al cabo de unas semanas, ya pueden manifestar emociones básicas como la felicidad o el enfado. En el caso de los adultos también se imitan conductas básicas, aunque de forma más selectiva y con menos frecuencia, dado que los mecanismos inhibitorios del cerebro se encuentran en los lóbulos frontales⁴ y sabemos que no se desarrollan hasta las primeras etapas de la edad adulta. Todo esto sugiere que la imitación constituye una importante herramienta de aprendizaje (ver video) y que, de forma natural e inconsciente, somos capaces de tener un conocimiento sobre los demás. Al observar una acción, las neuronas espejo de nuestro cerebro lo preparan para imitarla. Por ello, en consonancia con el “vale más una buena imagen que mil palabras”, los docentes deberíamos asumir que el aprendizaje, por regla general, requiere menos explicaciones tradicionales (nos preocupamos en exceso por lo que queremos transmitir) y más tareas que fomenten la observación. La imitación sin las neuronas espejo estaría exenta de captar los estados mentales asociados y los sentimientos ajenos, por lo que representaría una mera reproducción de lo observado.

La imitación y la empatía en el contexto escolar

El alumno considera al profesor como un referente tanto en lo académico como en lo emocional. La imitación puede ser espontánea o dirigida por lo que el docente puede guiar el aprendizaje y mostrar modelos en la resolución de problemas, al mostrar sus diversas formas de comunicación o a través de sus relaciones personales, intereses o motivaciones. Y es que los docentes hemos de asumir que las ideas, valores y actitudes que manifestamos en la enseñanza son tan importantes o más que los conocimientos impartidos.

Asimismo, como muestra de trabajo cooperativo, los alumnos con mayores facilidades para desarrollar ciertas tareas pueden colaborar con los compañeros que presenten mayores dificultades favoreciendo el progreso general. Seguramente las neuronas espejo constituyen una parte fundamental de las memorias implícitas, pues este tipo de memorias inconscientes resultan de nuestros encuentros sociales y nuestra comprensión de las situaciones sociales es automática.

Es por ello que continuamente abogamos por una auténtica educación del inconsciente (ver artículo anterior, educacion-del-inconsciente) a través del entrenamiento que permite automatizar toda una serie de hábitos adecuados. Y todo eso reposa en la memoria.

El aprendizaje de las conductas y de las respuestas emocionales requiere la imitación y la observación de reacciones ajenas que acaban conformando nuestra propia experiencia. Pero la imitación no basta, dado que se requiere comprensión y conocimiento de la tarea desarrollada. En el aprendizaje de una nueva lengua o en la práctica de un deporte la imitación resulta imprescindible. Pero la mejora y la optimización del aprendizaje necesitan creatividad, factor crítico tradicionalmente olvidado. La creatividad requiere inteligencia y conlleva originalidad, y para ser creativo hay que tener asumido que el error forma parte del aprendizaje.

Como la imitación nos permite acceder al mundo mental de otras personas, las neuronas espejo posibilitan la interpretación de las emociones de los demás. Y esto constituye un requisito fundamental del comportamiento empático que caracteriza a nuestras relaciones. Nuestro diseño cerebral facilita la comprensión mutua y la presencia de las neuronas espejo nos demuestra que somos seres sociales. A través de un proceso evolutivo continuo, la imitación ha facilitado el aprendizaje cooperativo y la transmisión de cultura. Las relaciones interpersonales en el aula, como comentábamos anteriormente, no se limitan a la relación profesor-alumno sino también a la relación alumno-alumno. Los docentes, a través de la interacción con el alumnado, deberíamos gestionar el proceso de transformación del grupo fomentando el aprendizaje compartido. Como las regiones cerebrales que contienen las neuronas espejo se comunican con el sistema límbico⁵, centro cerebral de las emociones, y como este sistema guarda una relación directa con la empatía, los docentes deberíamos generar climas emocionales positivos. Y es que la felicidad constituye el verdadero objetivo de la educación.

Jesús C. Guillén

¹Rizzolatti G, Arbib MA, “Language within our grasp”, Trends Neuroscience 21, 1998.

²El área de Broca es una región del lóbulo frontal izquierdo dedicada a la producción del lenguaje.

³Gangitano, M., F.M. Mottaghy y A. Pascual-Leone, “Phase specific modulation of cortical motor output during movement observation”, NeuroReport 12, 2001.

⁴Las personas que padecen ecopraxia muestran una tendencia compulsiva a imitar los gestos de los demás. Este tipo de pacientes muestran lesiones en el lóbulo frontal.

⁵La ínsula desempeña un papel importante en la compartición emocional. Está implicada en las sensaciones viscerales.

Para saber más:

Rizzolatti, Giacomo; Sinigaglia, Corrado, Las neuronas espejo: los mecanismos de la empatía emocional, Paidós, 2006.

Rizzolatti G., Craighero L., “The mirror neuron system”, Annual Rev. Neuroscience 27, 2004

Blakemore, Sarah-Jayne; Frith, Uta, Cómo aprende el cerebro: las claves para la educación, Ariel, 2011

Marina, José Antonio, Los secretos de la motivación, Ariel, 2011.

Introducción

En la década de los sesenta, en experimentos que se realizaron durante 30 años, Walter Mischel, de la Universidad de Columbia, demostró la correlación entre la capacidad para controlar los impulsos básicos en la infancia y las características en la vida adulta. Estos estudios ponen de manifiesto la importancia del aprendizaje emocional, en edades tempranas, en el contexto educativo.

Descripción del experimento

La investigación de W. Mischel fue llevada a cabo con preescolares de 4 años de edad. Se les dejaba solos en un aula con una golosina en la mesa y se les ofrecía otra, como recompensa, si eran capaces de esperar 20 minutos el regreso del experimentador, sin tocar la golosina.¹

Para un niño de 4 años, constituye un reto importante. La confrontación entre deseo y autocontrol o entre gratificación y demora es extraordinaria. El control de la impulsividad y la capacidad de gestionar las emociones, y su relación con la voluntad, conlleva importantes aplicaciones educativas. ¿Se imaginan que la respuesta del niño pueda reflejar el carácter o trayectoria que pueda seguir años después en la vida? Pues en eso consistía el estudio.

La investigación, que se llevó a cabo con hijos de trabajadores del campus de la Universidad de Stanford, prosiguió hasta la graduación en la escuela secundaria e incluso más allá.

Los niños que fueron capaces de esperar utilizaron diferentes métodos, como taparse los ojos para resistir la tentación, cantar, jugar o hablar consigo mismos (ver video). Los más impulsivos eran incapaces de resistir la tentación y cogieron la golosina a los pocos segundos de la marcha del experimentador. Al cabo de unos años (entre doce y catorce) se evaluó, a través de unos test escritos, competencias y habilidades generales que presentaban los ahora adolescentes.

Las diferencias emocionales y sociales que presentaban los adolescentes que a los 4 años fueron incapaces de reprimir sus impulsos, eran extraordinarias respecto a los que aplazaron la recompensa de la segunda golosina. Los que a los 4 años de edad fueron capaces de resistir la tentación eran socialmente más competentes, afrontaban mejor las frustraciones de la vida, eran más responsables y seguían siendo capaces de demorar las gratificaciones al perseguir sus objetivos. Sin embargo, una gran parte de los preescolares que mostraron de niños un comportamiento más impulsivo presentaban una baja autoestima, eran más indecisos, soportaban peor el estrés y eran más proclives a discutir y pelearse. Pasados todos estos años, seguían siendo incapaces de aplazar la recompensa.

Pero lo más sorprendente es que, cuando se evaluó a los niños al terminar el instituto, los resultados académicos de los que no supieron dominar sus impulsos a los cuatro años de edad eran peores. La evaluación, que fue realizada por los propios padres, demostraba que los niños que fueron más pacientes al llegar a la adolescencia, mostraban una mayor predisposición al aprendizaje, razonaban y se concentraban mejor y eran capaces de llevar a cabo los objetivos planteados con mayor decisión. Además, obtuvieron mejores puntuaciones en los SAT (Test de Aptitud Académica, examen preuniversitario). Las pruebas de aplazamiento de la recompensa de los niños a los 4 años predecían mejor que el cociente intelectual (CI) los resultados en el SAT.

Análisis y conclusiones

Los resultados analizados demuestran que existe una correlación directa entre la falta de voluntad, a edades tempranas, y una vida con connotaciones negativas alcanzada la mayoría de edad. Sin embargo, no podemos hablar de una causalidad. Según el propio Walter Mischel, “hay pocas cosas en un niño pequeño que nos digan cómo será después su vida. Así que el hecho de que la habilidad analizada sea fácilmente apreciable en una edad muy temprana y de que tenga correlaciones a largo plazo hace que plantee un reto interesante en cuanto a su evolución y funcionamiento”.²

El dominio de los impulsos y la capacidad de interpretar las situaciones sociales, que se pueden considerar habilidades emocionales, se pueden aprender. Esto enlaza directamente con dos conceptos, muy importantes en el ámbito educativo: la motivación y la voluntad. De esta última sabemos hoy que no es innata. Como explica José Antonio Marina en su libro El misterio de la voluntad perdida, hemos de impedir que el niño pase del deseo a la acción. La impulsividad se puede educar enseñando al niño a darse instrucciones a sí mismo y a obedecerlas.³ Y es que el autocontrol emocional puede utilizarse para mejorar la motivación y ejecutar mejor los objetivos planeados, como podría ser el de realizar un trabajo o un examen, en el caso del alumno.

En determinadas ocasiones somos incapaces de explicar racionalmente porqué tomamos las decisiones⁴. La comprensión de un problema o el análisis de un texto culmina gracias a la perseverancia. En un instante determinado, todo aquello que parecía inconexo acaba teniendo sentido. Lo que Walter Mischel describe como “el aplazamiento de la gratificación autoimpuesta dirigida a metas”⁵, es decir, la capacidad de reprimir los impulsos al servicio de un objetivo (como responder las preguntas de un examen o acabar los estudios), seguramente compone la esencia de la autorregulación emocional.

El aplazamiento de la recompensa constituye un recurso educativo que determina un modo de motivación. Para inculcar estos hábitos tenemos que utilizar procedimientos similares a otros automatismos, como pueden ser los lingüísticos. Esto establece una auténtica educación del inconsciente. El proceso de construcción de la voluntad ha de ser progresivo. El niño comienza obedeciendo las órdenes del entorno familiar (como el bebé las órdenes de la madre), y luego, con el paso del tiempo, las propias. Lo importante es que estas órdenes sean prácticas y pueda obedecerlas.

Desde nuestra experiencia docente estamos acostumbrados a percibir la dejadez y la inconstancia en algunos de nuestros alumnos. La nueva Psicología Positiva, impulsada por Martin Seligman, establece seis virtudes, comunes en todas las culturas, cada una de las cuales despliega una serie de fortalezas. Aunque todas tienen implicaciones educativas, es especialmente interesante analizar la virtud valor. Según Seligman, las fortalezas que componen esta categoría, reflejan el ejercicio consciente de la voluntad hacia objetivos encomiables que no se sabe con certeza si serán alcanzados.⁶ La perseverancia o el valor constituyen fortalezas de esta categoría. El alumno valeroso actúa y el perseverante comienza lo que acaba. Los docentes tenemos que ser capaces de transmitir a los alumnos que los errores forman parte del proceso de aprendizaje y que han de ser asumidos con naturalidad.

El período de la infancia hasta los ocho años, aproximadamente, resulta decisivo de cara al carácter y conducta que desarrollará el adulto⁷. Las investigaciones llevadas a cabo por Walter Mischel demuestran que los niños empiezan a ser capaces de prevenir el futuro con cuatro años, no antes. La aparición a esta edad de la conciencia les permite entender que, esperando veinte minutos, tendrán la recompensa de las dos golosinas.

Otros experimentos llevados a cabo, muestran cómo mejorar el autocontrol de la habilidad analizada. Si se induce al niño, con antelación, con propuestas del tipo “piensa en la golosina como si fuera un trozo de papel”, un niño muy impulsivo que en condiciones normales sería incapaz de inhibir el impulso, es capaz de esperar al ser inducido a mentalizarse.

Las implicaciones pedagógicas sobre el aprendizaje de la voluntad son enormes. Los profesores sabemos que la interacción en el aula con el alumno, ha de suponerle una experiencia interesante y motivadora. Pero, en determinadas situaciones, para alcanzar los objetivos planteados no se encuentra la motivación y hay que recurrir a la voluntad. En este caso, las creencias que el alumno tiene sobre sus propias habilidades tendrán un gran efecto. Aquí es donde jugarán un papel decisivo el optimismo y la esperanza, los cuales permiten crecernos ante las dificultades afrontadas.

Evidentemente, el temperamento de cada niño permitirá la adquisición con mayor facilidad de unos hábitos que otros, pero la influencia de la educación (y por supuesto de otras condiciones externas) puede modificar algunas de las respuestas innatas⁸. La educación del carácter del alumno, entendido como el conjunto de hábitos -y no sólo intelectuales- bien asentados en nuestra memoria que influyen en la conducta, ha de permitir la adquisición de referencias válidas que sirvan para mejorar el comportamiento.

Por todo ello resulta necesario un cambio de modelo educativo, por el que firmemente abogamos, que ha de conllevar unos criterios y planteamientos revolucionarios en la profesión de docente. La enseñanza de la gestión emocional, asumiendo con naturalidad la presencia de emociones positivas y negativas, aunque intentando beneficiar las primeras en detrimento de las segundas, ha de preceder a la enseñanza de contenidos académicos y la formación de especialistas. Es una cuestión de voluntad. Y sabemos que se aprende con el paso del tiempo.

Jesús C. Guillén

¹Yuichi Soda, Walter Mischel y Philip K. Peake : « Predicting Adolescent Cognitive and Self-Regulatory Competencies From Preschool Delay of Gratification », Developmental Psychology, 26, 6 (1990), págs 978-986.

²Entrevista de Eduardo Punset a Walter Mischel, en Redes 35: Ser feliz es cuestión de voluntad.

³Marina, José Antonio Marina, El misterio de la voluntad perdida, Anagrama, 1998

⁴Según el neurobiólogo Pierre Magistretti, queremos creer que somos dueños de nuestras decisiones y destino porque pensamos que todo se fundamenta en evaluaciones racionales. Pero nuestras decisiones se toman también teniendo en cuenta procesos inconscientes. Es esta realidad inconsciente la que permite que no exista un determinismo guiado por las experiencias y que todo sea previsible y racional. Magistretti, Pierre; De Ansermet, François, A cada cual su cerebro. Plasticidad neuronal e inconsciente, Katz, 2006.

⁵Goleman, Daniel, Inteligencia emocional, Kairós, 1996.

⁶Seligman, Martin, La auténtica felicidad, Zeta, 2011.

⁷Aunque la primera infancia no lo explica todo, porque el desarrollo del cerebro continúa durante toda la vida, sabemos que en los primeros años el cerebro establece conexiones a la mayor velocidad de crecimiento que jamás alcanzará. Durante los primeros cuatro años se desarrollan sistemas importantes que utilizamos para gestionar nuestra vida emocional. Este desarrollo cerebral, tras el nacimiento, depende de las experiencias que vive el bebé con las personas de las que depende.

⁸Eduardo Punset lo explica muy bien: “la genética no nos basta para explicar el comportamiento humano. Los genes están ahí, pero no propician actuaciones; definen las potencialidades. El comportamiento real depende de las condiciones externas, ambientales y sociales. Pero, sobre todo, también nuestra mente puede influir en nuestro cuerpo”. Punset, Eduardo, Excusas para no pensar, Destino 2011.

Para saber más:

Goleman, Daniel; Lantieri, Linda, Inteligencia emocional infantil y juvenil, Aguilar, 2009.

Marina, José Antonio, La educación del talento, Ariel, 2010.

Punset, Eduardo, El viaje al poder de la mente, Destino, 2010.

En 1992, Karen Wynn realizó una serie de experimentos con bebés de cinco meses¹. En uno de ellos, enseñó a los bebés un juguete que escondía tras una pantalla. A continuación, los bebés observaban cómo escondía un segundo juguete en el mismo lugar. Al cabo de unos segundos la investigadora apartaba la pantalla y cronometraba el tiempo que los bebés miraban. Observó que si al retirar la pantalla aparecía un juguete (resultado no posible, 1+1=1) los bebés miraban durante un período de tiempo mayor que cuando aparecían dos juguetes (resultado lógico 1+1=2). Este tipo de experimentos, que se han repetido en numerosas ocasiones, sugieren que los bebés poseen una capacidad innata para el procesamiento numérico. ¿Aprovecha la educación este sentido innato del cerebro para fomentar un aprendizaje adecuado de las matemáticas? En el siguiente artículo analizamos algunos estudios que, utilizando las técnicas modernas de visualización cerebral, nos permiten observar las regiones más activas en la resolución de problemas matemáticos, principalmente numéricos. A continuación, reflexionamos sobre algunos factores críticos en el proceso de enseñanza y aprendizaje de las matemáticas.

El cerebro matemático

Diversos experimentos muestran una gran activación de los lóbulos frontal y parietal en la resolución de problemas. Stanislas Dehaene y sus colaboradores enseñaron una serie de cálculos a voluntarios bilingües en uno de sus idiomas². Tras el entrenamiento, se les pedía que resolvieran ese tipo de cálculos de forma exacta o aproximada en las dos lenguas. Los investigadores observaron que la resolución de problemas exactos era más rápida en la lengua que utilizaron al aprender los cálculos, aunque utilizaran más la otra lengua en la vida cotidiana. Sin embargo, en los cálculos aproximados (se les pedía a los voluntarios que hicieran estimaciones) no se apreciaban diferencias significativas. En los cálculos exactos se observaba una mayor activación en las áreas del cerebro involucradas en el lenguaje, mientras que en los cálculos aproximados se activaba más el lóbulo parietal de los dos hemisferios.

En las imágenes, se muestra en azul las regiones activadas en el cálculo exacto y en amarillo las zonas activadas en el cálculo aproximado. Se observa un predominio de la activación de la corteza prefrontal izquierda (azul) y de la parte derecha del lóbulo parietal (amarillo).²

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Análisis posteriores sugieren que la información numérica puede ser procesada en el cerebro mediante tres sistemas diferentes, cada uno de ellos asociado con tres regiones del lóbulo parietal³:

1. Sistema verbal en el que los números se representan mediante palabras. Por ejemplo, cuarenta y tres. Se activa el giro angular izquierdo que interviene en los cálculos exactos.

2. Sistema visual en el que los números se representan según una asociación de números arábigos conocidos. Por ejemplo, 43. Se activa un sistema superior posterior parietal relacionado con la atención.

3. Sistema cuantitativo no verbal en el que podemos establecer los valores de los números. Por ejemplo, entendemos el significado del número cuarenta y tres generado por cuatro decenas y tres unidades. En este sistema participa la región más activa e importante en la resolución de problemas numéricos, el segmento horizontal del surco intraparietal (HIPS). Su activación aumenta más cuando se hace una estimación de un resultado aproximado que no cuando realizamos un cálculo exacto. En la aproximación, aunque se activan los dos hemisferios cerebrales, existe una cierta preferencia por el derecho.

Representación tridimensional de las tres regiones del lóbulo parietal que intervienen en los procesamientos numéricos (en verde el giro angular izquierdo y en rojo el surco intraparietal)³ El lóbulo parietal es muy importante en la vida cotidiana porque facilita la representación espacial.

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Analicemos alguna operación concreta. En las multiplicaciones (sabemos que los niños aprenden de memoria las tablas de multiplicar) se activa el giro angular izquierdo que pertenece al sistema verbal, es decir, son codificadas verbalmente. Sin embargo, al hacer comparaciones o estimaciones se activa el surco intraparietal porque no necesitamos convertir los números en palabras, es decir, son independientes del lenguaje. El hemisferio izquierdo calcula (recordemos que en la mayoría de personas, al ser diestras, el lenguaje reside en el hemisferio izquierdo) mientras que el hemisferio derecho hace estimaciones.

En relación a la función que desempeña el lóbulo parietal en la representación espacial, hemos escuchado a matemáticos explicar la utilización de imágenes mentales en la resolución repentina de problemas. Esto guarda relación directa con el concepto de “insight” (ver artículo anterior /insight/) que hace referencia a la capacidad de comprender la estructura interna de un problema que, muchas veces, aparece de forma imprevisible. La comprensión de los mecanismos inconscientes que facilitan este tipo de resoluciones tendrá enormes implicaciones en la forma de enseñar, aunque lo que ya conocemos es que para que se produzca el “insight” se requiere un estado de relajación cerebral. Una razón más para facilitar los estados exentos de estrés en los entornos educativos.

Algunos factores críticos en la enseñanza de las matemáticas

1. Creencias previas y factores emocionales

Comentarios típicos como “nunca entendí las matemáticas” o ”no se me dan bien las matemáticas” se han asentado, progresivamente, en la mente de muchos alumnos y recalcan la importancia que tienen las creencias previas y la inteligencia emocional en el aprendizaje.

Fomentar un clima educativo que favorezca las emociones positivas (facilitando factores como el optimismo o la resiliencia), en detrimento de las negativas, es tan importante o más que la aportación de contenidos puramente académicos.

La pedagogía utilizada en la fase inicial del aprendizaje de las matemáticas incide directamente en la motivación del alumno. El rechazo inicial provocado en muchos niños guarda una relación directa, en numerosas ocasiones, con una enseñanza basada en infinidad de cálculos mecánicos que coartan el proceso intelectual creativo del alumno y en una representación de la terminología incomprensible para él.

Ejemplo: Consideremos la resta 8 – 3 = 5. Los adultos podemos asimilar esa situación a una gran variedad de casos prácticos, por ejemplo, si en un recorrido de ocho kilómetros hemos caminado tres nos faltarán otros cinco; si una temperatura inicial de ocho grados desciende tres, la temperatura final será de cinco grados,…El día que se introducen los números negativos y el profesor escribe 3 – 8 = -5, el niño puede tener dificultades para entender el significado del cálculo. En este caso, la temperatura le puede aportar una imagen intuitiva más eficaz que la distancia (- 5 grados facilita el aprendizaje del concepto, en lugar de -5 kilómetros).

2. El papel del profesor

Ya hemos comentado que diferentes estudios parecen demostrar que los seres humanos nacemos con un sentido numérico innato. Según Dehaene⁴ y Butterworth⁵, dos de los grandes expertos mundiales en el estudio de las matemáticas y el cerebro, la escuela obstaculiza este desarrollo facilitado, inicialmente, por factores genéticos. Dehaene cree que la construcción de los conceptos abstractos ha de iniciarse con la formulación de ejemplos concretos, con la finalidad de estimular el desarrollo del razonamiento intuitivo del niño. Además, la interacción con la mente del alumno requiere la manipulación de materiales y actividades lúdicas.

Ejemplo: La utilización de algunos juegos de mesa puede ser de gran utilidad. En concreto, se ha demostrado que el aprendizaje del ajedrez puede mejorar el cálculo mental, el razonamiento intuitivo, la memoria, la capacidad de abstracción o la concentración.

La recomendación de facilitar el desarrollo intuitivo guarda relación directa con el concepto del “insight” en el que la intuición y los mecanismos de resolución inconscientes desempeñan un papel fundamental (ver artículo anterior, educacion-del-inconsciente). El excesivo énfasis en conceptos abstractos, sin utilidad práctica aparente, y la memorización rutinaria de algoritmos perjudica la evolución y motivación del alumno.

Ejemplo: Si pedimos a niños de seis y diez años de edad que nos calculen la sencilla operación 6 + 4 – 4 podemos comprobar que, a menudo, los niños de seis años responden 6 sin necesidad de realizar cálculo alguno. Sin embargo los niños de diez años, que son más expertos, pueden realizar el cálculo en su hoja (6 + 4 = 10 y luego 10 – 4 = 6).

Por otra parte, los docentes hemos de intentar presentar contenidos abiertos que faciliten el establecimiento de relaciones y la generación de ideas; así como guiar el proceso de evolución del alumno poniendo a su disposición mecanismos de autocorrección que les permitan ser conscientes de sus razonamientos acertados o no. “¿Qué piensas sobre…?” Los docentes deberíamos facilitar procesos de resolución alternativos que fomenten los razonamientos creativos.

“¿Y esto para que sirve? ” Uno de los grandes problemas de la enseñanza de las matemáticas (podemos generalizar a todas las materias) está asociado a la impartición de contenidos académicos exentos de toda utilidad y aplicación práctica.

Ejemplo: La aceleración de un coche se puede entender como la derivada o variación de una magnitud conocida como la velocidad respecto a otra magnitud que es el tiempo. La aceleración puede ser positiva cuando se da un aumento de la velocidad, negativa si la velocidad disminuye o nula si la velocidad es constante, es decir, no varía. Un ejemplo cercano como este nos puede servir para introducir el apartado de las derivadas de funciones, en lugar de comenzar con una serie de reglas mecánicas que el alumno puede entender como arbitrarias.

Una simple explicación puede facilitar el proceso de atención. Además, sabemos que el funcionamiento de la memoria de trabajo está limitada por la atención que prestamos a los objetos.

Ejemplo: En dos ecuaciones formalmente idénticas como las siguientes, en la segunda se cometen más errores porque aumenta la carga de la memoria de trabajo en las fracciones⁶:

x + 6 = 9 → x = 9 + 6

x + 6/5 = 9/4 → x = 9/4 + 6/5

Un ejemplo que demuestra la importancia del análisis de los errores cometidos.

Conclusiones finales

Hemos constatado que la localización del conocimiento matemático en el cerebro es complicada porque incluye diferentes circuitos que pueden actuar de forma parcialmente autónoma. Lo cierto es que los diferentes campos de estudio de las matemáticas requieren enfoques dependientes. Por ejemplo, existe una conexión entre aritmética y geometría (pensemos en la visualización espacial de los números utilizados en las operaciones aritméticas básicas). La utilización de diferentes áreas cerebrales en el proceso de aprendizaje diversifica las estrategias pedagógicas aunque, a pesar de la dificultad, lo que parece claro es que el proceso de enseñanza y aprendizaje de las matemáticas cambiará y deberá considerar la base empírica que aportan las investigaciones en neurociencia. La multimodalidad propuesta por Gallese y Lakoff ⁷ representa una nueva concepción del pensamiento que puede acaparar en el futuro un gran protagonismo. Según esta propuesta, el conocimiento matemático (o cualquier otro) está ligado a nuestro sistema sensoriomotor, por lo que no sólo pensamos con la ayuda del lenguaje y de los símbolos sino también a través de los sentidos, es decir, las impresiones sensoriales constituyen el carácter multimodal de los conceptos. Según esta propuesta, la enseñanza tradicional del lápiz y papel no permite una conexión duradera con la experiencia sensorial vivida por los alumnos en los primeros años escolares.

El gran problema con el que nos encontramos los docentes es que los investigadores realizan sus experimentos con una metodología diferente a la utilizada en el entorno académico, lo que dificulta su aplicación en el aula. Ahora bien, en algunos casos, tenemos a nuestra disposición importantes recursos educativos. Un caso concreto es el de la discalculia, que podemos encontrar en niños motivados e inteligentes pero que seguramente padecen alguna anomalía cerebral, normalmente en la región izquierda del lóbulo parietal. El estudio de estas personas demuestra la existencia de problemas, dejando aparte los aritméticos, relacionados con la orientación espacial, el control de sus propias acciones y sobre la representación de su cuerpo, especialmente de los dedos. Esto nos recuerda la forma de contar con los dedos de los niños, el control de los mismos y los gestos que hacen que conllevan determinadas posiciones corporales. Si la representación de los dedos no llega a desarrollarse normalmente, se pueden originar dificultades en el desarrollo de las habilidades numéricas. La detección de estas anomalías nos permite aplicar mecanismos compensatorios que faciliten una comprensión de las operaciones básicas o de las reglas explícitas más lenta pero segura. Pero para ello, hemos de asumir que la inteligencia no es un concepto unitario y que el aprendizaje en cada alumno es diferente. Sea como fuere, seguimos buscando recursos para diseñar la práctica docente con soportes empíricos y los principios neurobiológicos de la función cerebral guiarán el futuro.

Jesús C. Guillén

¹ Wynn, K. “Addition and subtraction by human infants”. Nature, 358, 1992.

² Dehaene S, Spelke E, Pinel P, Stanescu R, Tsivikin S. “Sources of mathematical thinking: behavioral and brain-imaging evidence”. Science 284, 1999.

³ Dehaene S, Piazza M, Pinel P, Cohen L.”Three parietal circuits for number processing”. Cognitive Neuropsychology 20, 2003.

⁴ Dehaene, S. The number sense. how the mind create mathematics. Oxford University Press, 1997.

⁵ Butterworth, B. The mathematical brain. MacMillan, 1999.

⁶ Radford L, André M, “Cerebro, cognición y matemáticas”, Revista Latinoamericana de Investigación en Matemática Educativa 12, 2009.

⁷ Gallese V, Lakoff G. ”The brain’s concepts: the role of the sensory-motor system in conceptual knowledge”. Cognitive Neuropsychology 22, 2005.

Para saber más:

Blakemore S., Frith U. Cómo aprende el cerebro: las claves para la educación. Ariel, 2011

Alonso D., Fuentes L. “Mecanismos cerebrales del pensamiento matemático”. Revista de Neurología 33, 2001.

Ballestra M, Martínez J, Argibay P. “Matemáticas y cerebro”. Revista del Hospital Italiano de Buenos Aires 26, 2006.

Fernández J. “Neurociencia y enseñanza de la matemática”, Revista Iberoamericana de Educación 51, 2010.

http://escuelaconcerebro.wordpress.com/2012/10/21/educacion-matematica-y-realismo/