BASES DEL APRENDIZAJE Y EDUCACIÓN

Grado en Pedagogía

Grado en Educación Social

CAPÍTULO 2: NATURALEZA Y PRODUCCIÓN DEL APRENDIZAJE

1. El cerebro, órgano del aprendizaje.

1.1. Principales estructuras cerebrales.

1.2. Hemisferios cerebrales.

1.3. Interconexión cerebral.

2. Las neuronas, unidades de acción del cerebro.

3. Naturaleza y producción del aprendizaje.

1. EL CEREBRO, ÓRGANO DEL APRENDIZAJE

- Rodeada por las meninges (membranas protectoras de tejido conjuntivo):

- Duramadre: la más externa, adherida al cráneo, gruesa y dura.- Aracnoides: intermedia, blanda y esponjosa.

- Piamadre: unida al cerebro; contiene los vasos sanguíneos que lo irrigan.

- Controla las funciones vitales de carácter vegetativo: respiración, temperatura corporal, ritmo cardíaco, etc.- Realiza las superiores: pensamiento, lenguaje y conciencia.- Regula toda la actividad interactiva del organismo con el ambiente.

- Masa formada por neuronas, glía (células del sistema nervioso que sirven de soporte de las neuronas e intervienen en el procesamiento cerebral de la información del organismo), otras células de sostén y fibras nerviosas.

Ubicado dentro de la cavidad craneal. - Peso: 1,4 Kg; 2% del peso corporal.- Consume más del 20% de la energía total consumida por el cuerpo (requiere extraordinario aporte sanguíneo).Espacio subaracnoideo: lleno de

liquido cefalorraquídeo; amortiguador ante traumatismos.

1.1. PRINCIPALES ESTRUCTURAS CEREBRALES

1. Cerebro posterior (o rombencéfalo). Comprende las siguientes estructuras principales:

-El bulbo raquídeo: zona de conexión entre el cerebro (entendido como parte del encéfalo) y la médula espinal. Relacionado con la regulación del sistema cardiovascular, la respiración y el tono muscular.

-La protuberancia o puente: abultamiento del tronco encefálico conectado con el cerebelo. Relacionado con la regulación del sueño y la activación y con las expresiones faciales.

- El cerebelo: se ocupa de la coordinación motora y se relaciona con la atención y con la secuencia temporal de los acontecimientos.

2. Cerebro medio (o mesencéfalo). Engloba las siguientes estructuras:

-Formación reticular: recibe información desde varias áreas sensoriales y proyecta información hacia el tálamo, la corteza cerebral y la médula espinal. Relacionado con el sueño y el nivel de activación, con la atención, el tono muscular, el movimiento y con varios reflejos autonómicos.

-Sustancia gris periacueductal: interviene en el control de ciertas secuencias de movimientos.

-Núcleo rojo: implicado en el sistema motor.

-Sustancia negra: implicada en el sistema motor.

-Colículos inferiores: involucrados en el sistema auditivo.

- Colículos superiores: relacionados con los reflejos visuales y con las reacciones ante estímulos en movimiento.

Anatómicamente el cerebro (entendido como encéfalo) se puede dividir en tres zonas (lámina 1):

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ROMBENCÉFALOPosterior

MESENCÉFALOMedio

PROSENCÉFALOAnterior

3. El cerebro anterior (o prosencéfalo). Mayor parte del cerebro; incluye las siguientes estructuras:

-Tálamo: son dos lóbulos de gran tamaño conectados entre sí que transmiten información a la corteza cerebral. Relevante papel en la atención y regulación del sueño.

-Hipotálamo: regula el sistema nervioso autónomo y el sistema endocrino (temperatura corporal, ritmo cardíaco, tensión arterial, hambre, sed, conducta sexual).

-Ganglios basales: se trata de un conjunto de núcleos subcorticales que intervienen en el control y planificación del movimiento.

-Sistema límbico: se compone de diversas estructuras de las que la más importante son el hipocampo y la amígdala.

- Hipocampo: juega un importante papel en la producción del aprendizaje y consolidación de la memoria. - Amígdala: interviene en la expresión de las emociones y en la apreciación de las emociones de los demás. Ambas estructuras sirven para conectar el SNC con el periférico.

-Corteza cerebral: es la mayor estructura del cerebro. - 3 milímetros de espesor. - Toda la parte del cerebro que no corresponde a la corteza se denomina cerebro subcortical o áreas subcorticales.- Superficie aproximada de 4.400 cm2.- Se divide en 8 lóbulos (correspondiendo un miembro de cada par al hemisferio derecho y el otro al izquierdo) (lámina 3):

- Lóbulos occipitales: esenciales para la visión.- Lóbulos temporales: procesan la información auditiva. Relacionados con la comprensión del lenguaje, con el reconocimiento de caras, de números y de palabras; y con los procesos de aprendizaje.- Lóbulos parietales: tienen que ver con la integración de la información sensorial, el procesamiento visoespacial, el razonamiento matemático y la atención.- Lóbulos frontales están involucrados en la planificación de la conducta, el razonamiento, la memoria de trabajo, y la actualización de la memoria.

1.2. HEMISFERIOS CEREBRALES

Cerebro

Con las publicaciones de Wigan, Broca, y Wernicke (mitad s.XIX), se consideraba que cada hemisferio estaba especializado en diferentes tipos de tareas y que había poca actividad compartida entre ellos.

Dehaene, 1997 y Davidson y Hugdahl, 2002, indican que los dos hemisferios trabajan de manera conjunta en relación con cualquier tarea cognitiva, aunque desde cada uno de ellos se consiga una mayor eficiencia en determinadas características de la tarea.

comunicados por el cuerpo calloso (haz de unos 250 millones de fibras) y otras conexiones de menor identidad.

Hemisferio izquierdo Hemisferio derecho

Helige (1993): la especialización hemisférica no está tanto relacionada con el tipo de funciones que puede realizar uno u otro hemisferio como en el grado en el que se dedican a cada una de ellas.

Borgsteinn y Grootendorst, 2002: ni siquiera el lenguaje, que parecía tan ligado al hemisferio izquierdo, ha resultado de su patrimonio exclusivo, como han mostrado casos de niños que tras extirparles a una edad temprana (a los 3 años) el hemisferio izquierdo han tenido un desarrollo lingüístico perfectamente normal sobe la base sólo del hemisferio derecho.

Immordino-Yang, 2007: el estudio de otros casos de niños con hemisferectomía (extracción o

eliminación de un hemisferio cerebral) izquierda o derecha muestran que el hemisferio cerebral conservado puede, con la intervención educativa adecuada, compensar con eficacia la actividad típicamente desarrollada, en condiciones normales, por el hemisferio ausente.

1.3. INTERCONEXIÓN CEREBRAL

Cerebro: contiene unos 100.000 millones de neuronas que se conectan entre sí (a través de fibras nerviosas) de forma prácticamente infinita = conexiones interneuronales.

que ocupan la mayor parte de la masa cerebral

De su total:

- Unos 4 millones de fibras conectan el cerebro con el exterior.

- De ellas:

- 2,5 millones son aferentes: transmiten información desde los órganos sensoriales al cerebro; - y de éstas, 2 millones (1 millón desde cada ojo) transmiten información visual.

- 1,5 millones son eferentes o de salida: transmiten información hacia los órganos efectores, fundamentalmente músculos y glándulas.

- El resto de fibras dan soporte a conexiones interneuronales internas que median entre las entradas y salidas. Nuestro cerebro está fundamentalmente conectado y en comunicación

permanente consigo mismo.

De hecho, el cerebro de un recién nacido tiene, aproximadamente, el mismo número de neuronas del de un adulto (y su masa es la mitad). La masa adicional se corresponde con el crecimiento, en términos de grosor, de las fibras nerviosas.

Esta red de conexiones internas parece estructurarse en torno a tres grandes ordenaciones topológicas (Edelman y Tononi, 2000):

- Una de estas ordenaciones la constituye el sistema talamocortical: formado por una densa red de conexiones en las que están implicadas neuronas de la corteza y del tálamo. Esta red se organiza a varios niveles con diferentes especializaciones pero forman una única y densa red en la que todo está conectado con todo.

- Una segunda ordenación está constituida por las conexiones, mediante haces de fibras largas y paralelas, que enlazan directamente la corteza con diversas estructuras subcorticales como el cerebelo, los ganglios basales y el sistema límbico.

- Una tercera ordenación conectiva está formada por fibras que parten desde pequeños núcleos neuronales situados en el tronco encefálico y en el hipotálamo y que de manera ramificada y ampliamente distribuida alcanzan, prácticamente, la totalidad de estructuras cerebrales.

Las neuronas de estos núcleos están especializadas en reaccionar ante la informacióninesperada o especialmente relevante; su activación provoca la liberación deneuromoduladores (dopamina, serotonina o noradrenalina) que influyen en laactividad neuronal y en la plasticidad sináptica de las áreas cerebrales afectadas.

2. LAS NEURONAS, UNIDADES DE ACCIÓN DEL CEREBRO

Células altamente especializadas en recibir y transmitir información.

En función del remitente o destinatario de la información se pueden distinguir tres tipos de neuronas:- Neuronas aferentes o sensoriales: reciben la información del exterior del cerebro, desde los órganos sensoriales.- Neuronas eferentes: transmiten información hacia los órganos efectores.- Interneuronas: su información proviene y se dirige desde y hacia otras neuronas.

Desde el punto de vista de los efectos que su comunicación causa en la neurona de destino, se pueden distinguir dos tipos de neuronas:

- Excitadoras: su mensaje favorece la activación de las neuronas destinatarias para que éstas, a su vez, envíen comunicación a otras.- Inhibidoras: su mensaje dificulta la activación de las neuronas destinatarias.

De acuerdo con las formas anatómicas que adquieren, aunque hasta ahora no se ha conseguido una clasificación precisa, se estima que puedan existir unos 50 tipos diferentes de neuronas. De hecho, es posible decir que no existen dos neuronas iguales.

Independientemente de la variabilidad neuronal, en toda neurona cabe distinguir tres partes (lámina 5):

Soma o cuerpo celularMide unos 50 micrones (milésimas de milímetro) de diámetro, contiene el núcleo con el ADN y es donde se produce la síntesis de proteínas.

Prolongación del cuerpo celular que tiene como función la salida de información desde la neurona. Su longitud varía entre unos pocos micrones y más de 1 metro.Con el tiempo se recubren de mielina (blanca) Mielinización: aislamiento de los axones mediante mielina; posibilita a los axones una velocidad de transmisión hasta 100 veces superior a la de los axones no aislados.

Extensiones del cuerpo celular en forma de ramificaciones de longitud variable que contienen los puntos de conexión interneuronal. Los extremos pueden llegar a ser miles, por lo que una neurona puede recibir información de miles de otras neuronas.

Axón

Dendritas

El interior de las neuronas tiene carga eléctrica negativa respecto al exterior:

Neuronas se comunican entre sí a través de las sinapsis punto de conexión entre un botón o terminal axónico de la neurona transmisora (neurona presináptica) y un botón o terminal dendrítico de la neurona receptora (neurona postsináptica). Ambos terminales no llegan físicamente a tocarse, sino que entre ellos queda un pequeño espacio al que se denomina hendidura sináptica.

Cuando una neurona es suficientemente estimulada se produce un cambio eléctrico (potencial de acción), que hace que se liberen unas sustancias químicas llamadas neurotransmisores que se sitúan en el botón o terminal dendrítico de la neurona postsináptica.

Cuando se produce la entrada de iones positivos en el interior de la célula, los neurotransmisores se denominan excitadores y la neurona presináptica que los libera, neurona excitadora. Se debe a que la entrada de iones positivos hace que aumente la probabilidad de que despolarice y experimente un potencial de acción.

Cuando disminuye la probabilidad de que se despolarice y experimente un potencial de acción los neurotransmisores se denominan inhibidores y la neurona presináptica que los libera, neurona inhibidora.

Neurona presináptica

Neurona postsináptica

Neurona presináptica

3. NATURALEZA Y PRODUCCIÓN DEL APRENDIZAJE

- El nivel de comunicación o de activación interneuronal es el responsable de la formación de nuevas sinapsis (sinaptogénesis), del fortalecimiento o el debilitamiento de otras ya existentes, y de la eliminación de aquellas no utilizadas.- Con las neuronas ocurre lo mismo: podrán morir neuronas por falta de actividad o generar otras nuevas (neurogénesis).- Todas estas posibilidades de cambios anatómicos y fisiológicos en el cerebro se conocen con el nombre de plasticidad neuronal o neuroplasticidad, y es la base del aprendizaje (Kander et al., 1996). El cerebro conserva su plasticidad a lo largo de toda la vida de forma dinámica, por lo que continuamente estamos aprendiendo a lo largo de toda la vida.

APRENDIZAJE

Nuestros aprendizajes radican en las conexiones sinápticas contenidas en una determinada red neuronal.

Dado que muchas de las neuronas que componen una red pueden formar parte de otras redes, cada aprendizaje está conectado con otros muchos aprendizajes de modo que la activación de uno de estos aprendizajes puede activar a otros muchos (aprendizaje significativo).

Es más fácil que la activación de un aprendizaje se extienda a otros con los que comparte un mayor número de conexiones.