Presentacion Clase 28.07

Neuroscience and Education: prime time to build the bridge

Mariano Sigman, Marcela Peña, Andrea P Goldin y Sidarta

Ribeiro

Objetivos

• Se discuten cuatro casos específicos en los que la neurociencia sinergia con otras disciplinas para servir la educación, que van desde aspectos fisiológicos muy generales del aprendizaje humano

• La nutrición.

• El ejercicio

• El sueño

• Las arquitecturas cerebrales que dan forma a la manera en que adquirimos el lenguaje y la lectura.

ANALISIS

• Se examinan cuatro ámbitos en los que la neurociencia, la psicología

cognitiva y la educación trabajaran para responder simultáneamente

cuestiones teóricas fundamentales de la función cerebral y mejorar la calidad

y la eficacia de las prácticas educativas.

Fisiología de la educación: para empezar,

una buena mañana

• El cerebro es, con mucho, el mayor consumidor de glucosa entre todos los

órganos del cuerpo, y la administración de glucosa antes del entrenamiento

aumenta a corto plazo, así como el aprendizaje a largo plazo.

• Esto significa que, independientemente de los métodos pedagógicos

empleados, nutrición inadecuada, obstaculizará el aprendizaje.


una buena mañana

• Los beneficios del ejercicio físico incluyen una variedad de mecanismos que

probablemente comprendan la regulación positiva de factores neurotróficos.

• Notablemente, el ejercicio y la cognición son sinérgicos


una buena mañana

• El paralelismo entre la educación enriquecida y enriquecimiento ambiental

• Los estudios en estas poblaciones(los niños criados en orfanatos.) han

mostrado consistentemente déficits de desarrollo cognitivo y cerebral muy

gravemente relacionadas con importantes descensos en la atención

individual, estimulación cognitiva y el afecto emocional.

• Los niños adoptados muestran una recuperación gradual de la función

cognitiva que disminuye con la edad de la adopción


una buena mañana

• Una gran cantidad de conocimientos que ha acumulado muestra que el sueño mejora la memoria y el procesamiento, por el contrario, que la interrupción del sueño puede resultar en grandes déficits de aprendizaje, en los humanos, el sueño después de la adquisición de memoria se ha demostrado en beneficio de la consolidación, la reestructuración, la generalización y el recuerdo selectivo de los recuerdos.

• los principales cambios en la regulación del sueño durante la adolescencia pueden explicar por qué tantos adolescentes están mal preparados para el aprendizaje temprano en la mañana.


una buena mañana

• Las siestas restauran la cognitiva fatiga y, para ciertas tareas, proporciona mejoras de rendimiento comparables a los obtenidos después de una noche completa de sueño.

• En los adultos, las diferentes fases del sueño tienen efectos específicos sobre tipos distintos de recuerdos: mientras que el sueño NREM es crucial para la consolidación de la memoria declarativa, se requiere el sueño REM para la consolidación de la memoria de procedimiento.

• En los niños, los beneficios del sueño, se han detectado en las memorias declarativas. Esto para los efectos de las “siestas al aprendizaje escolar” ya que la mayoría del contenido aprendido en la escuela implica recuerdos declarativos y el grueso de las siestas diurnas implica sueño NREM.

Alguna Síntesis

• La investigación neurocientífica sugiere que el sueño, la nutrición y el

ejercicio de influencia el aprendizaje y, por tanto, constituye el fundamento

fisiológico de la pedagogía.

La educación fuera de la escuela:

la adquisición del lenguaje

• La psicología cognitiva ha identificado factores relevantes para el aprendizaje

fuera del aula: la cantidad y la calidad del juego, y los mecanismos

emocionales y normativos que influyen en el temperamento y la

preparación para la escuela.

• Rasgos formados durante el desarrollo temprano pueden conectar las

competencias escolares posteriores.

La educación fuera de la escuela:

la adquisición del lenguaje

• La mente del niño a largo había sido concebido como una tabula rasa, vacío

de todo contenido conceptual y llenado poco a poco por la acumulación de

la experiencia sensorial.

• Nuevos enfoques “Hoy, sin embargo, existe una amplia evidencia que

demuestra que los bebés poseen un núcleo de conocimiento conceptual

que incluye nociones de matemáticas, la cognición social y el

lenguaje”.

Estudios Experimentales

• Aprovechando las herramientas de la neurociencia para inferir el contenido mental

de los lactantes y niños pequeños es especialmente importante para el estudio del

desarrollo del lenguaje pre-verbal.

• Estudios de potenciales evocados en bebes a los dos días de nacido.

• Mostraron activaciones en las regiones del cerebro-lateral izquierdo similares

a las de los adultos, incluyendo las circunvoluciones temporales y angular

superior, que ya estaban activo en los lactantes.

Estudios Experimentales

• Las imágenes por resonancia magnética funcional reveló respuestas rápidas en los bebés pre verbales en las inmediaciones de la corteza auditiva primaria, mientras que las respuestas se hicieron cada vez más lentas hacia la parte posterior de la circunvolución temporal superior y hacia los polos temporales y regiones frontal inferior (Área de Broca).

• Por lo tanto, los lactantes pre-lingüísticas muestran actividad cerebral que es consistente con una forma rudimentaria del lenguaje

• El desarrollo lento y progresivo de los mecanismos de control durante la infancia hace que la consideración de futuras recompensas mucho menos probable en los niños pequeños

Neurociencia, normas e ideología: el caso

del bilingüismo

• La neurociencia y la psicología cognitiva han asumido recientemente un papel

de liderazgo en la aclaración de si la exposición simultánea a varios idiomas

confunde o estimula los niños.

• La investigación ha sido bastante concluyentes para establecer que,

contrariamente a la creencia popular, los hitos importantes de la adquisición

del lenguaje son similares entre los monolingües y bilingües.


del bilingüismo

• La ventaja de los niños bilingües se encuentra en funciones ejecutivas, más

específicamente en las tareas que requieren la inhibición de la atención, el

seguimiento y el control cognitivo.

• En las tareas de conflictos que involucran la supervisión, los bilingües

muestran una menor activación de la anterior corteza cingulada.(centro

fundamental para la coordinación de control cognitivo.)


del bilingüismo

• Los bilingües tienen una mayor densidad de la materia blanca en la corteza

cingulada anterior que los monolingües, lo que indica que la reorganización

del lenguaje impulsado por las redes atencionales con el bilingüismo también

tiene consecuencias anatómicas.

Algunas Investigaciones

• 1.738 niños mostró que los monolingües tenían vocabularios

significativamente mayores que los bilingües en cada edad examinados, de 3 a

10 años de edad. Sin embargo, este efecto desaparece cuando el vocabulario

se agregan para los bilingües a través de los dos idiomas.

• Bilingüismo también provoca siempre una desventaja lingüística en el acceso

al léxico.

Aprendizaje perceptivo:

escenas naturales estadísticas a la lectura

• El reciclaje neuronal hipótesis, basada en la noción de evolución de Stephen

Jay Gould. Postula que las nuevas adquisiciones culturales (herramientas,

música, lectura y matemáticas), sólo son posibles cuando encajan en una

arquitectura neural preexistente desarrollado para las funciones más

fundamentales. Esta teoría tiene una implicación lógica: si la lectura se

instancia en los circuitos corticales antiguos para la visión, la

arquitectura de estos circuitos debe moldear y limitar la forma en que

leemos.



• En la actualidad existe un consenso de que grandes formas de aprendizaje

perceptivo .

• La alfabetización es tal vez el más notable experiencia perceptiva-aprendizaje

en las sociedades modernas.

• Es un conjunto de símbolos visuales que asignada y automáticamente

pasa a fonemas auditivos.



• Tres fuentes complementarias de evidencia sugieren que las palabras son las unidades de lectura.

• Los movimientos oculares durante la lectura fluida se hacen sobre todo al hacer movimientos sacádicos de una palabra a la siguiente.

• El tiempo de lectura de una sola palabra es relativamente independiente de la cantidad de letras.

• Una sola letra se puede detectar con mayor facilidad en presentaciones breves cuando la incorporamos en una palabra.



• Una posible inferencia de estos hallazgos es que la educación debe

organizarse para enseñar a los niños a leer palabras completas en lugar de

centrarse en la identificación de letras. Este modelo, denominado lectura

integral, o modelo holístico llevo modificaciones concretas que resultaron

ser un fiasco pedagógico.

Desafíos

• El desarrollo de la alfabetización es un caso de aprendizaje pop-out

¿Qué tipo de transformación provoca este tipo de aprendizaje?

• Elementos que están representados por grupos de neuronas que codifican rasgos básicos que se recombinan para formar nuevos elementos de complejidad intermedia, que posteriormente se recombinan para codificar objetos más complejo.

• Se incorporó en un modelo de códigos neurales para palabras escritas, en base a una jerarquía de detectores neuronales cada vez más complejas, letras individuales a bigramas y morfemas.

• Solamente los patrones específicos que conforman ciertas letras strokes (a diferencia de otros modelos con regularidades similares, pero que no se producen en el alfabeto) son entrenados por la experiencia visual.

Hipótesis

• Esta hipótesis se puso a prueba mediante la medición de las respuestas del

cerebro a las cadenas visuales que hacen interrumpir progresivamente las

estadísticas 'naturales' del alfabeto en diferentes escalas:

• JZWYZK (letras poco frecuentes)

• QOADTM (frecuentes letras )

• QUMBST (bigramas frecuentes)

• AVONIL (quadrigramas frecuentes)



• Los resultados mostraron un gradiente de selectividad que abarca la corteza occipital temporal la izquierda, con el aumento de la selectividad para mayores estímulos nivel hacia la región anterior fusiforme.

• La importancia de este hallazgo para la educación es que incluso después de una extensa práctica con la lectura, las palabras están siendo representadas por sus componentes constitutivos.

• Un aspecto que puede perjudicar la fluidez la lectura es la incapacidad para analizar las palabras en letras. De acuerdo con esta predicción, la notable intervención de aumentar una letra espaciada sustancialmente mejora la lectura del texto en algunos tipos de niños disléxicos.



• Las medidas de ERP son predictivos de las habilidades de lectura en la escuela.

• Otro estudio mostró que los ERP obtenido horas después del nacimiento tienen

una fuerte relación con las habilidades de lectura, muchos años después, predecir si

el bebé desarrollará la dislexia a los 8 años con un 81% de precisión.

• Tomados en conjunto, estos estudios indican que ERPs mide durante la infancia

podría ayudar a detectar problemas en habilidades relacionadas con la lectura, que

sirve como un indicador de riesgo del procesamiento auditivo / verbal.

Conseguir práctica:

la ética de la experimentación de la escuela

• Cuando se pregunta cómo la neurociencia puede ser útil a la educación es

insuficiente para centrarse exclusivamente en nuestra comprensión actual de

la función cerebral. Los esfuerzos para hacer el cambio pueden

desperdiciarse si no van acompañadas de una reflexión sobre cómo el

proceso de traslación se puede organizar de manera eficiente.

• Se plantean cinco pilares constitutivos de optimizar este diálogo



• La neurociencia educativa debe dar forma a los aspectos prácticos y éticos de la

vinculación de la biología del aprendizaje y la memoria a la educación formal

humana, el cuidado de recomendaciones sobre qué, cómo, cuándo y dónde la

neurociencia puede o no puede ser relevante para la educación.

• Los estudios de campo para examinar la validez de las teorías de la neurociencia en

el aula constituye una frontera de la investigación casi sin explotar que es crucial

para evitar que los maestros, directores y encargados de tomar decisiones (que no

son expertos en neurociencia) de manera arbitraria, a partir del vasto y heterogéneo

conjunto de hallazgos empíricos, únicamente conceptos útiles para sus propósitos.



• La educación debe ser una fuente de inspiración para la investigación en neurociencias, contribuyendo problemas únicos y novedosos.

• Los conceptos cerebrales fundamentales deben ser parte del programa profesional del maestro a fin de proporcionar una herramienta científica para hacer frente a los mitos y prejuicios.

• Una inversión crucial para el éxito será el de promover una nueva generación de estudiantes capaces de avanzar en la investigación de los vínculos entre la educación, la cognición y la función cerebral.

Conclusiones

• Las herramientas de la neurociencia que cada vez permitir la detección

precoz de las deficiencias cognitivas, especialmente en bebés pre- verbales.

• Se argumenta que la neurociencia y la psicología cognitiva deben trabajar en

sinergia, proporcionando herramientas complementarias para entender la

mente y el actuar en conjunto para mejorar la educación.

• El esfuerzo para comprender plenamente la relación entre la composición de

la comida y el aprendizaje debe ser tomado como un serio desafío por

neurocientíficos.

Conclusiones

• Bilingüismo se asocia con un retraso de los síntomas en la demencia en los

ancianos y se ha conjeturado que la correlación referida a su materia blanca

puede ser la raíz del aumento de la reserva cognitiva.

• La neurociencia educativa debe integrar los conocimientos de los docentes

para avanzar en los diseños experimentales más ecológicos que pueden

ayudar a los científicos a entender la práctica pedagógica y cómo el aula

puede servir de manera experimental.

Discusión

• Hallazgos sugieren la importancia del sueño sería retrasar el momento de

inicio de la escuela.

• La investigación en neurociencias puede ayudar a dilucidar los mecanismos

cerebrales que permiten a los bilingües lograr mejores funciones ejecutivas.

• El trabajo actual en la construcción de vínculos directos entre los datos del

cerebro y las intervenciones pedagógicas que promete ser una

particularmente importante campo de la investigación para el futuro de la

neurociencia, como Hebb anticipó hace más de 60 años.

Donald Hebb…

• El tiempo para la educación basada en la evidencia ha llegado, con metas ambiciosas para experimentos pedagógicos que pueden conducir a la penetración descubrimientos y traducir a la mejora social efectiva.

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