APRENDIZAJE BASADO EN EL CEREBRO

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Aprendizaje Basado en el Cerebro Brain Based Learning María de los Angeles Saavedra, PhD * Resumen El artículo que se presenta es un intento por compartir con…
Aprendizaje Basado en el Cerebro Brain Based Learning María de los Angeles Saavedra, PhD * Resumen El artículo que se presenta es un intento por compartir con psicólogos y educadores la integración que proponen algunos autores entre el conocimiento sobre el cerebro y el apren- dizaje en el aula, un problema arduo para la educación. En las tres o cuatro últimas décadas debido principalmente a los adelantos de las técnicas neurofisiológicas se ha avan- zado en forma sustancial en el conocimiento del funcionamiento del sistema nervioso y cerebral, lo que ha permitido adelantar hipótesis relacionadas con la situacion óptima para que el cerebro y el sistema neuroendocrino efectúe su mejor aprendizaje. Se revisan algu- nos antecedentes y el desarrollo de las ideas en torno al aprendizaje basado en el cerebro. Los aportes principales se encuentran en el desarrollo del concepto de plasticidad cere- bral, aprendizaje con significado, el efecto de la experiencia temprana enriquecida, el efecto de la nutrición y los ritmos temporales naturales del ser vivo que influyen sobre la atención. El artículo finaliza con un resumen de los principios más importantes sustentados por Caine, Caine y Crowell (1999) sobre aprendizaje basado en el cerebro, en el que destaca el principio de unicidad y diversidad de la organización cerebral de los seres vivientes. Palabras Claves: Plasticidad y Aprendizaje Abstract The purpose of the present article is to share with psychologists and educators the integration proposed by several authors between what is known about the brain and the process of learning as it goes on in schools. Due to the developement of neurophysiological techniques during the recent decades, particularly imaging, an important advance in the knowledge of the functioning of the neuroendocrine system and brain mechanisms has been evidenced. This has permitted the posing of certain principles as to the cerebrum’s optimum state for learning. The background and development of the ideas related to brain based learning are reviewed. * Académico, Departamento de Psicología, Universidad de Chile email: mignon@entelchile.net 141 Revista de Psicología de la Universidad de Chile, Vol. X, Nº 1, 2001 The main contributions can be found in the development of the concept of cerebral plasticity, significant learning , the effect of enriched early environment, the effect of nutrition and water, and the innate temporal rythms of living organisms which are influential on attention and focusing. The article ends with a summary of the most important principles suggested by Caine, Caine and Crowell (1999) on brain based learning. Key Words: Learning Plasticity-Brain Una de las aplicaciones importantes que tenidos, sin considerar mayormente el cere- ha tenido el desarrollo de las Neurociencias bro y el sistema neuroendocrino del sujeto en las últimas dos décadas ha sido en el que aprende. El aporte de los trabajos en campo de la Educación. En el presente tra- condicionamiento fue principalmente bajo se intenta compartir con el ámbito de metodológico y estuvo lejos –con excepción la educación y la psicología la relevancia que de los trabajos de Skinner que si lo intenta- adquiere el conocimiento del funcionamien- ron - de solucionar el problema para un to del cerebro en los procesos de aprendiza- aprendizaje más eficiente . je. No está lejana la época en que las disci- Ahora ha llegado el momento de hacer plinas de la Neurobiología y las del área énfasis tanto en las áreas de la psicología educacional marchaban en forma paralela e clínica como educacional de algunos aspec- independiente la una de la otra. Durante tos de la fisiología cerebral cuyo conocimien- largo tiempo la educación y la psicología fi- to puede ser un aporte útil para una mejor siológica se mantuvieron separadas, sin comprensión de los procesos y mecanismos aportarse mutuamente en lo conceptual, propios del aprender. Para la clínica, por- prácticamente sin interesarse la una por la que en último término es el cerebro, que al otra. Esto ocurrió, en parte, por el hecho de regular los procesos cognitivos y emociona- que la mayor parte de la investigación en les, hará posible que el paciente aprenda a psicología fisiológica estaba más preocupa- tener una mirada diferente de sus padeci- da por los mecanismos cerebrales de funcio- mientos. Para la educación, porque tambien namiento en ratas de laboratorio que apren- dependerá del estado óptimo en que se en- dían un recorrido en un laberinto, que con cuentre el cerebro para que se establezcan el aprendizaje de los niños en las aulas. La las nuevas conexiones que permitirán la relación entre la Educación y la Psicología adquisición de estrategias necesarias para la en lo biológico estaba dirigida hacia su rela- sobrevivencia . Es así, como Jensen (1996) ción con problemas clínicos de aprendizaje habla de paradigmas cambiantes: de la Psi- (como las dislexias ) en lugar de los princi- cología a la Biología. De un enfoque psicoló- pios del aprendizaje por mecanismos que gico conductista Skinneriano de los años 50- se realizan en un cerebro normal debido a 60, se ha pasado a uno psicobiológico, per- un funcionamiento neuroendocrino normal. sonificados por neurocientistas tales como Una excepción fue el área de la Psicología Gazzaniga, Damasio, Restak, y Edelman, por Experimental del Condicionamiento y los mencionar unos pocos, el que puede principios de refuerzo, aunque como siem- resumirse en la orientación Psicobiológica pre mirado solo desde la (mala o conflicti- Cognitiva del fin de milenio. va) conducta de un Sujeto que aprende con- 142 Aprendizaje Basado en el Cerebro Antecedentes no verbal, por una parte y conciencia de sí mismo, algún lenguaje y capacidad de Fueron los esposos Caine y Caine (1994) aprendizaje, por otra. Con el énfasis actual los que en su libro “Haciendo conexiones: la sobre la importancia que adquieren las emo- enseñanza y el Cerebro Humano”, expresa- ciones en el aprendizaje (Goleman, 1995 se ron con toda claridad la necesidad de un añade un elemento más que ayuda a enten- conocimiento actualizado de lo que ocurre der la mayor facilidad de adquisición de durante el aprendizaje en el cerebro , que al hechos “significativos” en el proceso ense- fin y al cabo , es el órgano que por medio de ñanza-aprendizaje, lo cual conduce a la la conectividad neuronal hace posible el mayor comprensión de los mismos. aprendizaje . Para el campo de la educación no es nove- Podría decirse que el resultado de inves- dad que la comprensión da lugar a aprendi- tigaciones que produjeron el primer impac- zajes más profundos y de mas largo alcance, to directo sobre la educación fue, el de hace que los aprendizajes de “contenidos” pues ya más de 20 años, cuando se describieron aunque estos tambien pueden realizarse ( de algunas funciones de los hemisferios cere- memoria) , y se continúan llevando a cabo brales izquierdo y derecho, producto de las en la educación pasiva, requieren de mucha evaluaciones neuropsicológicas efectuadas práctica para que no sean de corta duración en pacientes comisurotomizados - pacientes y no se prestan al aprendizaje de reglas, ni a epilépticos intratables con cerebro dividido los procesos de generalización requeridos (Sperry, 1974). Estos resultados llevaron a para el aprendizaje de “aprender a apren- la caracterización de un hemisferio derecho der”. Esta idea está muy bien formulada en globalista u holista e intuitivo y un hemisfe- el libro de los Caine ya citado ( 1994) . rio izquierdo analítico, secuencial y detallis- La idea de los Caine es que mientras más ta. En Educación repercutió en la forma de conexiones entre neuronas tenga el cerebro lo que se denominó “estilos de aprendiza- que aprende, lo que se logra con una rica ex- je”, término con el que el ámbito educacio- periencia, habrá mayor comprensión del nue- nal está plenamente familiarizado. Posible- vo material a ser aprendido, pues la nueva mente estos hallazgos provenientes de los información puede relacionarse (el tradicio- estudios de lateralización hemisférica fue- nal concepto de “asociación”) con la ya habi- ron sobrevalorados, porque no hay que ol- da , y efectuar conexiones con contenidos vidar que la descripción del funcionamiento existentes. Como consecuencia, el educa- de cada hemisferio se estaba haciendo a par- dor debiera enseñar su materia relacionán- tir de las observaciones realizadas en pacien- dola con lo que el niño trae a la situación de tes crónicos con cerebros divididos. Lo nor- aprendizaje. La idea ha sido puesta en prác- mal es una función cerebral con cuerpo ca- tica en la reforma educacional; y mirado des- lloso intacto que permite acceder a la infor- de la perspectiva neurobiológica indica que mación prácticamente simultánea a ambos el niño no llega a la situación con un cerebro hemisferios. El hemisferio izquierdo (en los parecido a una “tabula rasa”, sino que trae diestros) se hace cargo de la comprensión y una serie de experiencias provenientes de su comunicación verbal, el análisis secuencial situación familiar y de su particular sociali- y la planificación; el hemisferio derecho del zación, los que ya han permitido el estableci- reconocimiento y la expresión de las emo- miento de numerosas conexiones neuronales ciones, el reconocimiento de patrones musi- en el cerebro, debido a los aprendizajes ya cales y posee reconocimiento de lenguaje efectuados. Al tomar esto en cuenta el edu- 143 Revista de Psicología de la Universidad de Chile, Vol. X, Nº 1, 2001 cador, facilitará extraordinariamente el equipado con características excepcionales aprendizaje del educando. Todo el movimien- que, en relación con su aporte al aprendiza- to generado por el modelo MITA (Weber, 1999) je, se resumen en : –enfoque educativo basado en las Inteligen- - La capacidad para detectar patrones cias Múltiples- es una forma de aplicación de y efectuar aproximaciones , estos principios. - Una capacidad enorme de varios tipos de memoria Desarrollo de las ideas relacionadas con - La capacidad de autocorregirse y el aprendizaje basado en el cerebro aprender desde la experiencia por No hay duda que uno de los problemas medio del análisis de datos externos y fundamentales de cualquier reforma -y lo autorreflexión será en la reforma educacional- es cómo - Y una infinita capacidad de crear hacer que importantes nuevas ideas se en- caucen en la corriente del pensamiento y la Si todos tenemos todas estas capacida- práctica educacional. Por eso, cuando salió des, porque nos cuesta tanto educar? el libro de los Caine “Efectuando conexio- nes» hace 7 años , encargado por la Asocia- A lo mejor porque todavía no hemos cap- ción de Supervisión y Desarrollo de tado cómo aprende el cerebro, especialmen- Curriculum y se distribuyó a todos sus miem- te los momentos en que está funcionando bros, se dieron cuenta que las ideas conteni- de manera óptima. Cuando conozcamos das en el eran demasiado importantes como ambas variables , quizás lo podamos hacer para ser ignoradas por los educadores no mejor. pertenecientes a la Asociación. Se confec- cionó, por tanto, una segunda edición diri- gida a todos los educadores en el año 94. Características de Funcionamiento Actualmente, las experiencias basadas en el Cerebral enfoque neurobiológico de la educación se han multiplicado como reguero de pólvora Veamos cuanto se ha avanzado hasta el en muchísimas instituciones de América del momento.. Norte. De esta manera se estarían cumplien- Uno de las principales contribuciones de do en parte los objetivos iniciales propues- la neurobiología son los aportes de las evi- tos : y es que todos los participantes en un dencias sobre el efecto de la experiencia en colegio internalizen la teoría del aprendiza- el aprendizaje La investigaciones sobre el je de los Caine de modo que esta se transfor- cerebro confirman que las experiencias pre- me en un modelo mental (Senge 1990) que vias múltiples y complejas son esenciales dirija las decisiones que se deben ir tomando para que el aprendizaje y la enseñanza sean en el proceso de la educación. significativos. Todo evento complejo deja Lo que es importante es que el educador una información en el cerebro la que esta- tome conciencia de que el cerebro es como blece conexiones de lo que se está apren- cualquier órgano que tiene una función. Su diendo con el resto de las experiencias del trabajo es aprender. Todo cerebro humano aprendiz, su conocimiento pasado y su con- normal tiene una capacidad virtualmente ducta futura. infinita de aprender. Cualquiera sea su edad, Las evidencias neurobiológicas partieron sexo, nacionalidad o bagaje cultural. Viene con experimentos sobre el desarrollo de la 144 Aprendizaje Basado en el Cerebro corteza cerebral de ratas criadas en ambien- basado en el conocimiento de que toda ex- tes enriquecidos ( Diamond, Krech y periencia involucra activación y conexión Rosenzweig 1964; Rosenzweig y Bennet entre neuronas. Este hecho hace más efecti- 1977). Encontraron efectos sobre la vo el aprendizaje nuevo pues conduce a la neocorteza cerebral la que se hacía mas grue- comprensión más que a la memorización de sa que la de las ratas criadas en aislamiento las materias. Aquí radica la diferencia entre o en viveros corrientes. Otros experimentos conocimiento superficial y conocimiento con mostraron que las ramificaciones dendríticas significado. de la corteza visual eran mayores en ratas La búsqueda de significado es innato. Es- normales que en ratas deprivadas de la vi- tamos equipados biológicamente para darle sión (Greenough y Volkmar 1973). un sentido al mundo que nos rodea. Por ejem- De este modo, el desarrollo del cerebro y plo, para Restak (1995) el propósito básico el aprendizaje resultan ser como las dos ca- del cerebro es “efectuar representaciones ras de una misma moneda. Las experien- internas de la realidad externa”. cias vitales de una persona literalmente lo La conectividad neuronal y los cambios llevan a hacer nuevas conexiones entre que experimenta el cerebro por la experien- neuronas y a la secreción de agentes quími- cia se ha denominado Plasticidad Cere- cos que transmiten las señales. Interpretamos bral o plasticidad sináptica (Carlson 1996,p nuevas experiencias e ideas nuevas en base 399), una característica distintiva del cere- a lo que hemos experimentado o compren- bro. La analogía del cerebro con una má- dido previamente. Es importante reconocer quina es útil hasta cierto punto, porque es que tambien existen conexiones no necesa- un objeto físico cuyas partes obedecen leyes riamente aprendidas. Tenemos ciertas del mundo material. Por ejemplo, las partes capacidades innatas, genéticamente determi- del cerebro se comunican usando medios ta- nadas, tales como el reconocimiento de “arri- les como los neurotransmisores, hormonas, ba” “abajo”, “adentro” y “afuera” (Lakoff y potenciales de acción. Sin embargo, y Johnson, 1980), sobre las cuales podemos tambien podemos describirlo como desarrollar nuevas categorías metafórica- marcadamente plástico y en constante esta- mente, y tener ideas más complejas como do de flujo . Cuando describimos fenóme- estar “arriba” en una jerarquía o “dentro” nos psicológicos como percepción, aprendi- de un círculo social. zaje y cognición está implícito que estos as- En suma , la educación basada en el cere- pectos de la mente son producto de la má- bro involucra dos mandatos importantes: quina física que llamamos cerebro. Esta má- - El diseñar experiencias enriquecedoras quina es diferente de las máquinas que cons- y apropiadas parecidas a la vida real truye el hombre porque está continuamente de los aprendedores. remodelándose – rearreglando y - Asegurar que los estudiantes procesen reordenando las conexiones y relaciones en- la experiencia de tal manera que au- tre las partes, lo que permite que la relación mente la posibilidad de extraer signifi- entre los cambios en el comportamiento y los cado. cambios en el cerebro sean bidireccionales.: la experiencia cambia las estructuras Tenemos entonces, que la búsqueda de sig- neurales, las que a su vez procesan la infor- nificado tanto por el educador para ense- mación entrante de otra forma, lo que da ñar como del educando para aprender es un lugar a comportamientos distintos. Las téc- principio importante al que atenerse, y está 145 Revista de Psicología de la Universidad de Chile, Vol. X, Nº 1, 2001 nicas de imágenes cerebrales como la momentos en que la atención descansa ayu- tomografía de emisión de positrones (PET) y da al cerebro a fijar las conexiones neurales. la Resonancia Magnética Nuclear funcional Esto conduce a una mejor memoria. Mucho (fMRI) nos permiten ahora ver los cambios del aprendizaje que se hace en un nivel in- en las respuestas del cerebro que ocurren consciente , sin reflexión, permanece en ese durante el curso de un experimento de nivel. El reloj de nuestro cuerpo parece co- aprendizaje (Jensen, 1998 p2 ) rrer en ciclos de 90-110 minutos. Estos ciclos El enriquecimiento ambiental no es la son los patrones ultradianos, de energía –re- única influencia sobre el cerebro. Tambien lajación. Son afectados por nuestra respira- lo son la novedad, los desafíos y la retroali- ción y los niveles de energía afectan tanto mentación (entendida como el conocimien- nuestro aprendizaje como la percepción de to que obtiene el sujeto del resultado de su nosotros mismos. Hablando en general, el acción). El cerebro posee cualidades “elás- aprendizaje será mejor en la mañana (10 ticas “ (Jensen 1998) y está cambiando todo AM) y temprano en las tardes; el ánimo tien- el tiempo. La investigación indica que el ce- de a ser más pesimista después de almuerzo. rebro continúa “re-cableándose” con la pro- La actividad física y el compromiso emocio- ducción de sinapsis a través de toda la vida. nal pueden modificar los ritmos normales del Mientras más se aprende más se generan cerebro. Un descanso con ejercicio físico es cambios en el cerebro, y actualmente se sabe una excelente forma de alterar un ciclo bajo que con una estimulación apropiada es ca- (Jensen, 1998 ). paz de hacer crecer nuevas células, al menos en Las hormonas, la dieta, las emociones y el hipocampo. la química gatillan constantes fluctuaciones Tambien resulta de interés comprender en la atención, la memoria y el aprendizaje. la relación entre la nutrición y el aprendiza- El cerebro esta siempre haciendo lo que ne- je. La alimentación está constituida por tres cesita para sobrevivir, encarar los desafíos y agentes químicos –dopamina, serotonina y conseguir descanso. Por eso aprendemos norepìnefrina- que son los mejor con la variedad y la posibilidad de neurotransmisores manufacturados en el escoger. Como cada uno de nosotros tiene cerebro. Reaccionando a la comida que in- diferentes tablas de tiempo cronológico, bio- gerimos, la dopamina y la norepinefrina son lógico y hemisférico, necesitamos espacio agentes químicos de alerta. La serotonina es para equiparar los tiempos de aprendizaje un agente químico tranquilizador. Cuando mas productivo con las tareas a realizar. se ingiere proteína sola o con Según Jensen (p. 65-66), los días de clases carbohidratos aumenta la fuerza cerebral. conferencias continuadas y directas ya pa- Por otra parte, cuando se ingiere el carbohi- saron. drato solo aumenta la relajación . De este modo, el desarrollo del cerebro y El cerebro es un 78% de agua. Cuando nos el aprendizaje son dos lados de la misma deshidratamos hay problemas con la aten- moneda. Las experiencias vitales de una ción, el pensamiento crítico, el aprendizaje y persona literalmente lo llevan a hacer nue- la memoria. vas conexiones entre neuronas y a la secre- Nuestro cerebro está diseñado para tener ción de agentes químicos que transmiten las altos y bajos de la atención, no una atención señales. Interpretamos nuevas experiencias continuada. Ya no se pide sostener la aten- e ideas nuevas en base a lo que hemos expe- ción de los estudiantes y mantenerla. Los rimentado o co
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