Educación y Neurociencia Education and Neuroscience · Educación y Neurociencia Education and Neuroscience Francisco Rodríguez Santos Universidad Autónoma de Madrid Resumen. El

Psicología EducativaVol. 15, n.° 1, 2009 - Págs. 27-38

Copyright 2009 by the Colegio Oficial de Psicólogos de MadridISSN: 1135-755X

Educación y Neurociencia

Education and NeuroscienceFrancisco Rodríguez SantosUniversidad Autónoma de Madrid

Resumen. El objetivo de la presente revisión es plantear algunas de las implicaciones de losdatos de la neurociencia en los procesos educativos. El primero de ellos es considerar elaprendizaje como un factor más en la potenciación de la plasticidad neuronal. En segundolugar, la constatación de la estrecha relación que existe entre el cerebro y el propio cuerpoproporcionando una interacción constante de los procesos cognitivos y emocionales. Y, entercer lugar, la importancia de considerar los mecanismos cerebrales del aprendizaje asocia-tivo y no asociativo, así como de los distintos sistemas de memoria. La presencia de facto-res genéticos y no genéticos en el desarrollo de unidades funcionales cognitivo-neuronalesa lo largo de toda la vida, abre un amplio abanico de oportunidades para el aprendizaje másallá de la etapa escolar.Palabras clave: cerebro y educación, plasticidad neuronal, memoria y aprendizaje, neuro-ciencia y educación.

Abstract. The aim of this review is to explain some of the implications of neuroscience’sdata for the educational process. First, learning is considered one more factor of neuronalplasticity. Second, the evidence of the close links between brain and body reveals the inter-action between cognitive and emotional processes. Third, brain mechanisms underlie bothassociative and non associative learning and memory processes. Finally, the presence ofboth non genetic factors in the development of cognitive-neural functional units over thelifetime opens a wide range of learning opportunities beyond the school period.Key words: brain and education, neural plasticity, memory and learning, neuroscience andeducation.

Durante mucho tiempo se ha obviado en educa-ción un principio fundamental: la mente está en elcerebro. Esto es, todo lo que afecta al cerebro se vaa manifestar en procesos, estilos o alteraciones men-tales y, el cerebro se trasforma a partir de aquelloque afecte a la mente, siendo la experiencia, elaprendizaje, uno de los elementos más importantes.

La mente como producto de una triple interacción

La génesis de la mente puede entenderse como el

producto de la interacción de las diferentes áreas delcerebro, de éste con el propio cuerpo y finalmentede su interrelación con el mundo circundante.

• La mente como producto de la interacción cere-bro consigo mismo.

En cuanto a la relación entre diferentes áreascerebrales, probablemente el modelo explicativomás sencillo sea el defendido por Luria a partir delestudio de las lesiones en personas con daño cere-bral debido a heridas de bala y metralla (Luria,1979). Este autor plantea la existencia de una prime-ra “unidad funcional” o Sistema de Activación,La correspondencia sobre este artículo puede enviarse al autor al

siguiente correo electrónico: [email protected]

compuesta por el sistema reticular de activaciónascendente (SARA) desde zonas superiores de lamédula, el tronco del encéfalo (bulbo raquídeo, pro-tuberancia y mesencéfalo), y el diéncéfalo (tálamo ehipotálamo). Dichas estructuras se encargarían demodular la activación cortical, filtrando los estímu-los de entrada y participando por tanto en procesosde atención (fásica y tónica). Serían responsablestambién de proporcionar información al sistemapara suministrar respuesta básicas de orientaciónante los estímulos del entorno, como mirar a la fuen-te de un sonido o seguir con la mirada un objeto quese desplaza en su campo visual, así como mantenerlas funciones básicas de supervivencia del organis-mo (p.ej. control de la temperatura, ciclos vigilia-sueño…). Estas funciones se mantienen en personascon graves alteraciones del desarrollo cerebral comoalgunos de aquellos escolarizados en centros deEducación Especial.

La segunda unidad o Sistema Sensorial se encar-ga de procesar la información que llega a través delos sentidos tanto los que se producen en el propiocuerpo como los externos a éste. Esta unidad seencuentra a su vez dividida en distintas áreas deprocesamiento consecutivamente más complejo.Así, el lóbulo temporal primario se encargaría de lapercepción auditiva; el lóbulo temporal secundario,analiza y sintetiza los sonidos y los procesa deforma secuencial, incluyendo la intensidad, tono yritmo, tanto en sus aspectos verbales como no ver-bales; el lóbulo parietal primario tiene como fun-ción la percepción táctil básica mientras que elparietal secundario participa de la discriminacióntanto de estímulos sencillos como: de la deteccióndel movimiento de los miembros y el reconoci-miento de objetos por el tacto; el lóbulo occipitalprimario analiza los estímulos visuales básicos(sombras, contrastes, dirección…) proporcionandolos datos suficientes al lóbulo occipital secundariopara la discriminación y reconocimiento de formas,patrones, letras...; finalmente, un área de integra-ción plurimodal, denominada región parieto-occipi-to-temporal, tiene la función de analizar la informa-ción que llega de diferentes zonas para la realiza-

ción de una tarea compleja como la morfosintaxis,la lecto-escritura, el cálculo, la rotación mentalespacial… (fig. 1)

Gran parte de las dificultades del aprendizaje,incluyendo los trastornos específicos del lenguaje,las dislexias-disgrafías, discalculias, dismnesias yagnosias visoespaciales y táctiles, se deben a disfun-ciones en el procesamiento de estas áreas.

Por último, la tercera unidad, relacionada con laPlanificación y Emisión de las conductas, se com-pone de tres áreas funcionales, una terciaria impli-cada en la toma de decisiones y evaluación de laspropias respuestas en el ambiente, el control de losimpulsos, la demora de la gratificación y la aten-ción sostenida o focalizada. De aquí parte la infor-mación para la secuenciación de la actividad moto-ra, incluyendo el habla, que se sitúa en las áreasfrontales secundarias y, finalmente, la programa-ción de los actos motores simples en el área moto-ra primaria.

Estudios recientes, han especificado al menoscuatro grandes funciones de los lóbulos prefronta-les: energetización, ejecutivas, autorregulación con-ductual/emocional y aquellas implicadas en los pro-cesos metacognitivos (Stuss, 2009). La función deenergetización consiste en el proceso de iniciación ymantenimiento de cualquier forma de respuesta,situada fundamentalmente en el córtex frontalmedial superior relacionada con los estados desueño, vigilancia, alerta…, atención fásica en defini-tiva, en estrecha interacción con lo que Luria deno-minó primera unidad funcional. La disfunción enéste área implica lentitud de procesamiento y con-ductual, ausencia de iniciativa, apatía, mutismo yreducción de la fluidez verbal.

Existe un gran grupo de funciones denominadasejecutivas, que constituyen actividades cerebrales dealto nivel que proporcionan control y dirección a lasfunciones de bajo nivel más automáticas (atención,percepción…). Suele diferenciarse entre funcionesde inicio de la tarea y de monitorización. La prime-ra es la habilidad para establecer una relación entreestímulo y respuesta antes de haber iniciado la tarea(planificación) o a través de ensayo-error durante el

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aprendizaje inicial de una nueva tarea. Las áreascerebrales implicadas son el córtex prefrontal ven-tromedial, especialmente del lóbulo izquierdo obilateral. Los síntomas de su disfunción incluyen ladificultad para establecer el criterio para responder ola pérdida de éste, así como la regulación verbal delacto motor. Por su parte, la función de monitoriza-ción, es el proceso de comprobación sobre la marchade la calidad de conducta emitida y su ajuste. Sesitúa en el córtex prefrontal ventrolateral derecho ysu disfunción produce problemas, además de moni-torización de la propia conducta, la dificultad pararegular el tiempo de realización de las tareas que sele proponen al sujeto.

La función de auto-regulación conductual/emo-cional representa la comprensión de las consecuen-cias emocionales de la propia conducta, para deter-minar la respuesta más ajustada, cuando por algunacircunstancia, no son suficientes: el análisis cogniti-vo, los hábitos o las claves ambientales. El área cor-tico prefrontal ventromedial, implicado en el siste-ma de recompensa, es el encargado de llevar a cabodicha función. El síntoma de disfunción más impor-tante es la inhabilidad regular la conducta de acuer-do a metas y restricciones internas.

Para finalizar esta descripción de las funcionesprefrontales, nos referiremos a aquellas relacionadas

con la habilidad para hacer inferencias sobre elmundo, comprender y empatizar con los otros y ser-vir de base para el juicio social apropiado que enpsicología cognitiva se denominan procesos meta-cognitivos y que incluye aspectos tan importantespara la cognición de uno mismo y de los demás: laintegración de emoción y cognición, conciencia desí mismo y de la propia historia, aspectos de la per-sonalidad, teoría de la mente y apreciación delhumor. El área cuya disfunción provoca alteracionesen dichas capacidades es el polo anterior frontal ymedial.

Los trastornos que cursan con afectación de lasfunciones del lóbulo frontal son múltiples, tantoaquellos relacionados con el control de los impulsos(trastorno de conducta, hiperactividad, tics, obsesio-nes-compulsiones, estereotipias…) como los rela-cionados con el estado de ánimo (ansiedad, depre-sión, síntomas bipolares…) y que pueden observar-se en el Trastorno por Déficit de Atención conHiperactividad-Impulsividad, los Trastornos delEspectro Autista, el Trastorno Obsesivo-Compulsivo o el Síndrome de Gilles de La Tourette,entre otros...

Por lo explicado hasta el momento podría hacersela idea de un cerebro que procesa la información deforma secuencial, es decir, un dato detrás de otro,



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Figura 1. Principales áreas cerebrales enumeradas en el texto. A: vista lateral del hemisferio izquierdo con núcleos subcorticales en línea discontinua.B: vista medial del hemisferio derecho. CP: Córtex parietal; CO: C. occipital; CT: C. temporal; POT: área de asociación heteromodal parieto-occipi-to-temporal; CSO: C. asociación supra-orbital; PA: polo anterior frontal; CDL: C. asociación dorsolateral; CM: C. motor primario; CC: C. cingular;

A: amígdala; CE: cuerpo estriado; NL: núcleo lenticular; TAL: tálamo.

activando áreas de forma paulatina. Sin embargo,esto no es del todo cierto. Aunque es verdad queexiste un procesamiento secuencial de la informa-ción, en especial para el lenguaje oral y el análisisperceptivo visual de estímulos complejos o novedo-sos, la mayor parte del procesamiento cerebral ocu-rre de forma paralela y simultánea. La idea generales que cuando llega un estímulo al área cerebralreceptor correspondiente, éste es analizado en par-tes, procesado de forma separada por módulos espe-cializados, y vueltos a integrar posteriormente paraproporcionar una respuesta adaptada al medio.

• La mente como producto de la interacción cere-bro-cuerpo.

El sistema nervioso central, encéfalo y médulaespinal, reciben información del estado del cuerpo através de las distintas divisiones o subsistemas delsistema nervioso periférico y endocrino, para pro-porcionar una respuesta adecuada con el objeto deregular el medio interno. En cuanto al sistema peri-férico, la división somática proporciona informaciónsobre el estado muscular, la posición de las extremi-dades y el medio externo. Por otra parte, el sistemaautónomo, también denominado sistema motor vis-ceral, se encarga de la musculatura lisa y las glándu-las exocrinas. Este último se divide a su vez en elsistema simpático, implicado en la respuesta delorganismo ante el estrés; el sistema parasimpático,que interviene en la preservación de los recursos yrecuperación de la homeostasis o equilibrio y; el sis-tema entérico, que se encarga del control del múscu-lo liso del tubo digestivo.

A través del sistema somático, el cerebro va ela-borando una representación del propio cuerpodurante el desarrollo. Suelen distinguirse tres nive-les de esta representación en el funcionamiento cog-nitivo (Peña-Casanova, 2007), una descripciónestructural, la conciencia del propio cuerpo y elconocimiento general sobre el cuerpo humano. Noscentraremos en esta revisión únicamente en los dosprimeros por su relevancia con el tema.

La estructura del propio cuerpo se construye prin-

cipalmente a través de la visión de éste por la perso-na, de esta forma sabe donde empieza y termina sucuerpo y la relación entre sus partes y el cuerpo deotros. Este conocimiento puede verse alterado en laspersonas con déficit visuales que han de guiarse porotras entradas sensoriales. Algunos de los trastornoshabituales de este nivel son la agnosia digital, o difi-cultad para identificar o nombrar los propios dedosde la mano, así como la desorientación derecha-izquierda en el cuerpo de uno mismo. En algunoscasos éstos síntomas se dan junto a alteraciones enel cálculo y en la grafía formando el denominadoSíndrome de Gerstmann, por lesiones parietalesizquierdas (Peña-Casanova, 2007).

Por otra parte, la conciencia del propio cuerpo seelabora a partir de la recepción constante de estímu-los de los husos músculares, los receptores osteoten-dinosos, la información vestibular del oído interno,de los sentidos táctiles y la visión. Para algunosautores, esta conciencia es lo que define el esquemacorporal. La alteración más conocida es la denomi-nada sensación del miembro fantasma(Ramachandran, 1998), en el que la persona siguepercibiendo como real una parte de su cuerpo que hadesaparecido por amputación quirúrgica o traumáti-ca. Ésta sensación perdura en el tiempo y con fre-cuencia, por efecto de la plasticidad cerebral, se vadesplazando a otras partes corporales que tienenrepresentación cortical cercana a las de la zonaamputada. Así, una persona puede sentir que se tocasu mano, cuando se estimula una parte de su cara.

Existen sin embargo otras alteraciones de la con-ciencia del cuerpo que ocurren con cierta frecuenciaen el contexto educativo. Una de ellas es la anosog-nosia de la hemiplejia o negación de la existencia dedicho trastorno a pesar de la evidencia, que puede iracompañada a su vez de una heminegligencia o faltade atención al propio lado del cuerpo y al espacioextrapersonal correspondiente. Cuando se acompañade alucinaciones sinestésicas y asimbolia al dolor, sedenomina Sindrome de Anton-Babinski y se produ-ce por accidente cerebro vascular de la arteria cere-bral media derecha.

La asimbolia al dolor es considerada un trastorno




de la conciencia corporal como consecuencia de lainterrupción de las asociaciones entre la corteza sen-sorial parietal, que recibe las aferencias del propiocuerpo, y el sistemá límbico, que proporciona carác-ter emocional a dichas percepciones. Este trastornopodría explicar la alta resistencia al dolor, o quizáúnicamente su expresión emocional, en personascon autismo, esquizofrenia y otras alteraciones deldesarrollo.

Los datos más recientes sobre la anosognosiaimplican a un sistema de feedforward que incluyeparticularmente regiones corticales prefrontales yparieto-temporales, así como el cortex insular y eltálamo derechos (Orfei et als. 2007).

El sistema nervioso autónomo es denominado asíporque en un tiempo se pensó que era independien-te del nervioso central. Junto con el sistema neuro-endocrino y sus conexiones con el sistema somático,participa en el sistema corporal de regulación inter-no, proporcionando información al cerebro sobre losórganos, facilita la emisión de respuestas adecuadaspara su regulación y participa en los estados emocio-nales.

Esta regulación implica el mantenimiento de lahomeostasis, integración de respuestas adaptativas alos estímulos internos y externos, incluyendo lasreacciones de miedo y estrés, está implicado en lasconductas motivacionales básicas (alimentación,ingesta de líquidos y respuesta sexual), modula lasensación de dolor y regula la función inmune(Westmoreland et als. 1994). La emoción se consi-dera el producto de la interacción entre factores peri-féricos y centrales, correspondiendo a la corteza elpapel de interpretar y dar significado emocional a lainformación que recibe de las reacciones corporales(Kandel et als. 1996). A este respecto, Damasioplantea la hipótesis del “marcador somático” queproporciona información a zonas ventrales y media-les del cortex prefrontal, valiéndose de significadosemocionales en una situación de riesgo y conflicto,incluso sin tener todos los datos cognitivos cons-cientes (Damasio, 2001).

En este sistema emocional intervienen varioscomponentes. Uno relacionado con la actividad pe-

riférica y central y los cambios subyacentes vis-cerales y hormonales (temperatura, frecuencia car-diaca, presión arterial…), otro que tiene que ver conlas conductas asociadas a los estados emocionales(expresión facial, tono de voz y postura) y, final-mente, los procesos cognitivos sobre los que las per-sonas informan en cuanto a sentimientos subjetivoscomo el amor y el odio, así como ideas, memorias,planes (Kolb y Whishaw, 1996).

La modulación de la conducta emocional se haatribuido a distintas estructuras en diferentes nivelesdel sistema nervioso que están estrechamente rela-cionadas entre sí. Así, parece que el hipotálamo,actuando sobre el sistema nervioso autónomo, a tra-vés de los circuitos reflejos viscerales que se organi-zan en el tronco del encéfalo, es responsable de lasmanifestaciones corporales de los estados emocio-nales (Kandel et als., 1996). Por su parte, un área delsistema límbico, la amígdala, se encarga del análisisde la información que procede del cuerpo, relacio-narlo con la memoria autobiográfica y proporcionauna interpretación inicial del valor emocional delestímulo. Finalmente, la corteza, interviene en lainterpretación cognitiva de la emoción y la expre-sión de la conducta emocional. Así, el hemisferioderecho tendría un papel importante en la mediaciónde las emociones negativas y el izquierdo en laspositivas, el lóbulo frontal intervendría en la expre-sión facial, verbal y cognitiva de la emoción, y ellóbulo temporal con la personalidad (Kolb yWhishaw, 1996).

Algunos de los datos más importantes por suimplicación con el ámbito educativo están relacio-nados con las alteraciones emocionales como conse-cuencia de afectación hipotalámica en lesiones car-diacas (Woo et als. 2009) por la relación estrechaentre cerebro y corazón (Samuels, 2007). En el casode niños con trastorno del espectro autista, con tras-torno de conducta y los que han sufrido maltratos, seobserva un aumento del tamaño de la amígdala cere-bral, que es mayor en niñas y que correlaciona posi-tivamente con la severidad de los síntomas especial-mente en los niños (Schumann et als. 2009).

En el caso de los trastornos de conducta parece




haber una alteración en los circuitos amigdalinosque se manifiesta en problemas en la empatía ante laexpresión de tristeza o miedo en los demás (DeWied et als. 2009). En un seguimiento de niñosadoptados, se observó una reducción en la amígdalaizquierda relacionada con el tiempo total de institu-cionalización y de deprivación.

• La mente como producto de la interacción delcerebro con su entono.

El cerebro tiene información del espacio exteriora través de los sentidos de la vista, el oído, el tacto,el gusto y el olfato. En todos los casos existe un con-junto de neuronas modificadas que forman losreceptores, todos estos sentidos, excepto el olfato,transmiten la información al tálamo, que suele inter-pretarse como una central de relevo y de aquí partea las cortezas correspondientes.

Suele diferenciarse entre sensación y percepciónde los estímulos. En el primer caso, la informaciónse procesa en niveles bajos del SNC, médula y tron-co del encéfalo, y se realiza un primer análisis de losdatos aferentes en términos de intensidad, duracióny magnitud del estímulo. El resultado de este proce-samiento permite la emisión de respuestas básicasde adaptación al entorno, respuesta orientación,seguimiento estimular, sobresalto, etc., en la que nointerviene la conciencia.

La percepción del mundo externo es una cons-trucción del cerebro a través de las experiencias deaprendizaje y forma parte de la adaptación del suje-to al medio. Podríamos pensar que la información delas sensaciones llega al cerebro de forma pasiva aligual que el agua de los afluentes a un río, sinembargo, esto no es así. Estudios recientes(Nicolelis y Ribeiro, 2007) demuestran que el proce-samiento de la información sensorial se parece másun complejo sistema de activaciones en diferentesniveles cerebrales a semejanza de las múltiplesondas que se forman en la superficie de un lagocuando se arrojan varias piedras. Dichas ondas sevan haciendo paulatinamente más amplias y ademásmodifican su curso por la acción de otras, hasta que

finalmente desaparecen. En todo este proceso tieneun papel muy relevante el conjunto de vías nervio-sas entre el tálamo y las cortezas correspondientes.Como hemos dicho, en el tálamo hacen relevo lamayoría de las vías nerviosas desde los sentidos,realizando un primer procesamiento de la informa-ción para mandar su resultado al córtex, pero es ésteúltimo el que “decide” filtrando que informacióndebe ir más allá. Esto se produce a través de víascórtico-talámicas que inhiben las entradas y cuyoproducto es la atención a determinados estímulos yla desatención a otros irrelevantes.

Cuando se produce una debilidad cortical, sea porfactores estructurales como puede ocurrir en la dis-capacidad intelectual, o funcionales en el caso dealteraciones bioquímicas a imagen de lo que ocurrecon la dopamina en el Déficit de Atención o simple-mente por un factor disposicional como la fatiga, seocasiona un problema en el filtrado de la informa-ción que llega de los sentidos, impidiendo la aten-ción selectiva y sostenida hacia el entorno.

Es relevante introducir en este momento el con-cepto de “cognits” (Fuster, 2006). Los cognits sonredes, perceptivas o motoras, que representan unida-des de conocimiento (sobre el mundo, uno mismo ola interacción entre ambos), algunos como conse-cuencia de la expresión genética de la especie (refle-jos, impulsos, preferencias estimulares…) y otrosadquiridos a través del aprendizaje en interaccióncon el ambiente. Así, se habla de una memoria per-ceptual, que incluiría redes sucesivas de conoci-miento, en áreas posteriores del cerebro, en relacióna: la integración multisensorial, la memoria de even-tos, la memoria de hechos y la memoria de concep-tos. Por otro lado, se hace referencia a una memoriaejecutiva de actos motores, programas de acción,planes y conceptos práxicos, ubicadas en los lóbulosfrontales.

Estas redes de conocimiento tienen su sustratoanatómico en sucesivas redes de capas neuronalesen orden de complejidad y contenido cognitivo.Estas redes están conectadas entre sí en los diferen-tes niveles perceptuales o ejecutivos e interconecta-das entre ellas, posteriores y frontales (fig. 2)




Los cognits, como unidades funcional del sistemamente-cerebro van desarrollándose con el aprendi-zaje, incorporando el nuevo conocimiento y condi-cionando los aprendizajes posteriores. El modelo dedesarrollo de las redes neuronales que conformanlos cognits a través de la experiencia es de tipo evo-lucionista. Esto es, se produce una potenciación oinhibición a largo plazo de aquellos circuitos y com-binaciones de éstos que resultan más adaptativospara el individuo en su interacción con el medio.

El desarrollo del cerebro está condicionado porfactores genéticos y ambientales

Hoy en día se considera que los procesos guiadospor los genes proporcionan una canalización básicaen las primeras etapas de desarrollo, que cumplen unpapel primordial de resistencia a las potencialesinfluencias negativas del entorno. La migración de

las neuronas para alcanzar su diana en la mayoría delas conexiones sinápticas y determinar así sus fun-ciones diferenciadas sería uno de estos efectos ini-ciales.

El efecto del ambiente sobre el desarrollo delcerebro y su modificación estructural y funcional serealiza gracias a la plasticidad del cerebro para adap-tarse a las condiciones del entorno, tanto intra comoextracerebral. Dicha plasticidad se pone en marchacomo consecuencia de factores sensoriales, motores,sociales, emocionales y, también, de la presencia delesiones cerebrales (Cicchetti et al, 2006). A su vez,los factores ambientales provocan modificacionesen la expresión génica en el núcleo de la neurona,expresando ARNm que codifica las proteínas nece-sarias para la formación de nuevas sinapsis y dendri-tas, estableciendo así modificaciones estructurales.

Suelen diferenciarse dos procesos diferentes en lainfluencia del entorno sobre el desarrollo del cere-bro: expectantes y dependientes de experiencia




Fig. 2. Representación gráfica de las redes cognitivo-neuronales (cognits). Nótese las interrelaciones entre redes perceptivas y motoras

(Black et als, 1998). El primero corresponde a losdenominados periodos “críticos” o “sensibles” y tie-nen lugar en las edades tempranas del desarrollo delsistema sensorial, un momento en el que se primarecibir clases particulares de información sobreotras del entorno. El mecanismo neuronal se reflejaen la “poda” del exceso de sinapsis que se dan en lasprimeras etapas evolutivas (Bavelier and Neville,2002).

La plasticidad mediada por los procesos depen-dientes de experiencia va esculpiendo literalmenteel cerebro a través de nuevas conexiones como res-puesta a eventos que provén información, única paracada individuo, que ha de ser codificada en su siste-ma nervioso. Este proceso ocurre a lo largo de todoel ciclo vital, gracias a la modificación, potenciacióne inhibición de sinapsis nerviosas existentes, a lacreación de otras nuevas, e incluso por el desarrollode nuevas neuronas en el cerebro adulto (Gould etals. 1999).

Estos aspectos tienen una enorme relevancia enlos programas educativos. Por un lado, justifican laimportancia de la estimulación lo más tempranaposible en todos los casos, pero especialmente enaquellos niños de riesgo biológico, psicológico osocial, puesto que se demuestra una modificaciónestructural del sistema nervioso de acuerdo a laexperiencia, y por otro, al desarrollo de programasindividualizados para personas con discapacidadsensorial, física o cognitiva, más allá de la primerainfancia, a lo largo de toda su vida.

Más allá de los elementos básicos del desarrollo,se han identificado una serie de factores ambientalesque influyen en el aprendizaje.

Nutrición: el desayuno incrementa puntuacionesen test estandarizados y aumento en matemáticas,lectura y vocabulario (Meyers et al. 1989); se obtie-nen mejores puntuaciones con cereales que con azú-car o no desayuno (Wesnes et al. 2003) y, el suple-mento ácidos grasos mejora el rendimiento escolar yconductual en la dispraxia evolutiva (Richardson etal. 2005).

Ejercicio físico: el ejercicio aeróbico mejora lasalud cardiovascular y por tanto el aporte sanguíneo

al cerebro, y el aumento de nuevas neuronas postna-tales y mejora en funcionamiento áreas fronto-medial y parietal superior (Colcombe et al. 2004)entre otros.

• Sueño: facilita la restauración de las funcionescorticales (Horne, 2000) y contribuye a la for-mación de memorias, el sueño de ondas lentasen cuanto a la memoria explícita dependientede hipocampo y el sueño REM la memoria pro-cedimental.

• Interacciones sociales: el caso más claro es lapresencia del trastorno por vinculación en niñosabandonados y los efectos negativos sobredeterminadas estructuras cerebrales (O’Connoret als. 1999); pero también se ha observado quela deprivación social produce reducción oxito-cina, sustancia fundamental para la conducta devinculación con otros humanos y que funcionacomo reforzador de la interacción.

• Regulación emociones: los estados de ansiedado estrés afectan de forma aguda en el aprendi-zaje y la memoria, mediados por adrenalina,noradrenalina y cortisol; su cronicidad producedéficit cognitivo a largo plazo (McEwen et al.1995).

• Música: incrementa la extensión de la cortezaauditiva y aumenta la coordinación motorabimanual (Weinberger, 2004).

• Videojuegos: tienen un efecto positivo en lashabilidades visuales, la atención a estímuloscomplejos y atención dividida (Grenn et als.,2003), pero los juegos violentos puede incre-mentar conducta antisocial (Anderson, 2004).

El aprendizaje y la memoria son en último tér-mino acontecimientos neurales.

Podemos considerar que somos lo que somos engran parte como consecuencia de lo que aprendemosy recordamos (Squire y Kandel, 2000), tanto delmundo como de nosotros mismos. De tal forma quepodríamos decir, que en los trastornos en los que seda una amnesia anterógrada, es decir, la incapacidad




de adquirir nuevos aprendizajes y por tanto surecuerdo posterior, como ocurre en el caso de laspersonas con discapacidad intelectual grave, se afec-ta la propia autoconciencia como persona.

Podemos entender el aprendizaje como el resulta-do de la integracion de toda la información percibi-da y procesada, que se va a manifestar en modifica-ciones estructurales en el cerebro. El aprendizaje noes un proceso pasivo, sino que, a través de la asocia-ción de acontecimientos en el entorno (condiciona-miento clásico) y la acción sobre este, valorarandolas consecuencias de nuestra conducta (condiciona-miento instrumental), va construyendo la base deconocimiento de nuestra mente.

Los aprendizajes más básicos son la habituación yla sensibilización. En el primero, se produce el des-censo de la respuesta a un estímulo moderado yrepetitivo, es decir previsible, que se produce poruna depresión de la transmisión sináptica, a travésde vías intermedias entre las neuronas sensoriales ymotoras, mediado por el glutamato. Por el contrario,la sensibilidación, es el fortalecimiento de la res-puesta a una amplia variedad del estímulo, que siguea un estímulo intenso o nocivo, se produce por elincremento de la transmisión sináptica, mediada porla serotonina, a través de interneuronas facilitadoras.

A partir de estos dos tipos básicos de aprendizaje,es posible establecer técnicas de evaluación muybásicas para alumnos gravemente afectados, de talforma que, si se produce la habituación a un estímu-lo, podemos entender que éste pasa así a ser “cono-cido”, almacenado en su memoria.

Dentro del aprendizaje asociativo, se consideraque el condicionamiento clásico, desde un punto devista cognitivo, implica un aprendizaje de predic-ción de las relaciones entre dos estímulos. Para ello,se precisa de una convergencia temporal del estímu-lo condicionado e incondicionado sobre las neuro-nas sensoriales individuales, Mediado por AMPc ycalmodulina (Kandel et als, 1996). Por su parte, elcondicionamiento instrumental, que ocurre cuandouna conducta se modifica principalmente al regularlas consecuencias que las siguen, supone la activa-ción simultánea de neuronas post y presinápticas,

utilizando mensajeros retrógrados. El almacena-miento de estas relaciones implica la potenciación alargo plazo en el hipocampo.

Esta capacidad de aprendizaje está directamenterelacionada con el concepto de percepción de con-tingencias, tan relevante para el manejo del niño enel mundo físico y, especialmente, en el desarrollodel mundo social a través de las interacciones conéste (González y Rivière, 1992).

Recientemente se han llevado a cabo algunos des-cubrimientos muy interesantes sobre la implicaciónde determinadas áreas del cerebro en el aprendizajesocial y la empatía. Los datos sugieren que existengrupos de neuronas denominadas espejo que se acti-van ante la realización de un movimiento y tambiénante la observación de ese movimiento por parte deotro individuo (Rizzolatti y Sinigaglia, 2006). Sehipotetiza también que estas áreas están implicadasen la empatía como función que nos permite “sentir”las emociones de los otros.

La memoria suele definirse como el proceso dealmacenamiento de lo aprendido con la posibilidadde su recuperación posterior (Squire, 2002) y, dentrode la memoria a largo plazo, podemos diferenciarentre memoria explícita o declarativa y memoriaimplícita o no declarativa. El primer tipo de memo-ria requiere de un esfuerzo consciente para recupe-rar acontecimientos y conceptos; un tipo específicoes la memoria semántica. Ésta hace referencia alconocimiento sobre las personas, los objetos, lasacciones, la relaciones, uno mismo y la culturaadquiridos a través de la experiencia. Las regionesimplicadas en el procesamiento semántico son prin-cipalmente tres: cortex de asociación posterior mul-timodal, cortex prefrontal heteromodal y regioneslímbicas mediales (Binder et als. 2009). Por suparte, la recuperación de datos de la memoria implí-cita se realiza sin esfuerzo, se encarga del almacena-miento de habilidades y destrezas aprendidas, y sured neuronal se sitúa en el nucleo estriado dorsal.

Querríamos dedicar un breve comentario a lamemoria de trabajo (MT). Dicha memoria permitemantener una información durante un corto periodode tiempo, el suficiente para realizar una tarea y que




luego se desvanece. La MT se considera compuestapor tres componentes (Baddeley, 1986). El ejecutivocentral, que es un sistema atencional responsable defunciones reguladoras que incluyen la atención, elcontrol de la acción y la resolución de problemas (enotros modelos denominada funciones ejecutivas).Otros dos sistemas “esclavos” con una capacidadlimitada que complementan el sistema anterior, sonel bucle fonológico y el cuaderno de apuntes visoes-pacial. El primero se encarga de almacenar por uncorto periodo de tiempo material basado en sonidos,suficiente para retener por ejemplo un número deteléfono o una instrucción verbal, y el segundo hacelo mismo pero con material visual y espacial. Larepetición de la información hace que se almacene alargo plazo. Se hipotetiza también la existencia deotro componente de la memoria de trabajo, relacio-nado con la memoria episódica o buffer episódico(Baddeley, 2000), que integraría múltiples fuentesde memoria, de diferentes modalidades y dominios,tanto de MT como de almacenes a largo plazo.

La disfunción de la MT se ha asociado a proble-mas en la lectura, el cálculo o ambos (Gathercole etals. 2006), en la adquisición de conocimiento y habi-lidades complejas durante la etapa escolar e igual-mente se observan dificultades asociadas en lamemoria episódica. La manifestación más frecuenteen el aula es el olvido de las instrucciones para larealización de una tarea y recordar que han hechodurante esa jornada.

La neurociencia puede aportar datos relevantespara una educación basada en la evidencia

En esta breve exposición hemos intentado aportaralgunas pinceladas, dentro del enorme ámbito de lasposibilidades de aplicación de la neurociencia a laeducación. A este respecto, durante los últimos añosestán apareciendo documentos de consenso (OECD,2009) y manuales que describen de una forma máspormenorizada este hecho (p.ej. Ortiz, 2009).

Como resumen nos parece interesante incluiralgunas de las conclusiones del documento de con-

senso de la OCDE sobre la aplicación de los resulta-dos de los estudios neurocientíficos a la prácticaeducativa (OCDE, 2009):

• La investigación del cerebro proporciona evi-dencia científica que apoyan el aprendizaje a lolargo de toda la vida y confirma los ampliosbeneficios de éste en especial para las personasmayores.

• Es necesaria una aproximación holística basadaen la interdependencia entre cerebro y mente,emoción y cognición.

• Debemos considerar la temporalización y laperiodicidad cuando desarrollemos un currícu-lo.

• La neurociencia puede contribuir de una formasignificativa a cambios en las formas de apren-dizaje.

• Debe realizarse una evaluación más individua-lizada para mejorar el aprendizaje, no paraseleccionar y excluir.

Finalizamos esta exposición con un texto de dosgrandes neurocientíficos, Squire y Kandel (2000) enel que reconocen que “la evolución cultural humanase debe, no tanto al desarrollo del cerebro que per-manece inalterado desde hace cientos de miles deaños, con la aparición del Homo Sapiens, sino a lacapacidad intrínseca del cerebro humano para regis-trar lo que aprendemos a través del habla y la escri-tura y enseñárselo a los otros” (p.10).

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Manuscrito recibido: 25/09/2009Revisión recibida: 15/10/2009

Manuscrito aceptado: 21/10/2009

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